Metody łączenia drewna
Elementy drewniane można łączyć ze sobą na wiele sposobów. Najprostszy polega na zbiciu gwoździami lub skręceniu za pomocą wkrętów, śrub lub specjalnych złączek metalowych. Często też stosuje się drewniane kołki lub kliny oraz kleje.
Zastosowanie określonej metody łączenia zależy od przeznaczenia wykonanego z drewnianych elementów przedmiotu.
Łączniki metalowe
Najprościej jest połączyć dwa elementy drewniane za pomocą gwoździ. Jest to typ połączenia nierozłącznego.
Stosowane są różne rodzaje gwoździ. Najbardziej rozpowszechnione są stalowe, tzw. czarne, lub stalowe ocynkowane. Mogą być też z miedzi i mosiądzu.
W zależności od wielkości elementów i wytrzymałości połączenia gwoździe mają różną średnicę i długość. Masywne elementy konstrukcji, np. dachu, łączy się gwoździami długości 15-30 cm długości i do 8 mm średnicy; drobne - gwoździami średnicy 1-2 mm i długości 2-5 cm. Stosuje się też stalowe gwoździe hartowane oraz stalowe gwoździe z karbowanymi trzpieniami zwiększającymi wytrzymałość na wyrwanie.
Gwoździe wbija się nie prostopadle, ale pod kątem - tak aby linie wbicia sąsiednich dwóch gwoździ się schodziły. Taki klinowy sposób wbicia wzmacnia połączenie.
Końcówki gwoździ do drewna powinny być lekko stępione, aby nie rozcinały włókien w czasie wbijania, ale je miażdżyły. Uchroni to elementy drewniane przed pękaniem.
Połączenia gwoździami stosuje się tylko do przedmiotów i sprzętów o podrzędnym znaczeniu, np. w warsztacie, piwnicy lub do elementów konstrukcyjnych, których wygląd jest nieistotny.
Z kolei połączenia gwintowe śrubowe lub wkrętowe są połączeniami rozłącznymi. Są bardziej estetyczne, chociaż łączniki są widoczne na zewnątrz. Z tego względu główki wkrętów i śrub są często ozdobnie wykończone i barwione. Ponadto stare typy główek wkrętów z rowkiem zastępują śruby z główkami z wewnętrznym gniazdem krzyżykowym lub sześciokątnym.
Wkręty do drewna mają cienkie trzpienie z szerokimi gwintami o dużym skoku, dzięki czemu wrzynają się w boczne powierzchnie nawierconych otworów, gwintując je. Są także wkręty samonawiercające, które dzięki karbowanym krawędziom gwintu przy końcówce wwiercają się same w materiał podczas przykręcania.
Do połączeń elementów drewnianych używane są również śruby. Są one nagwintowane na całej długości trzpienia lub tylko na pewnej jego części. Gwint śrub nie służy jednak do wkręcania w łączone elementy drewniane. Połączenie następuje przez zaciśnięcie elementów pomiędzy łbem śruby a nakrętką. Całe obciążenie więc przenoszone jest na łącznik. Taki sposób połączeń jest stosowany przy wykonywaniu współczesnych drewnianych konstrukcji przestrzennych, np. więźby dachowej, szkieletu domów drewnianych.
W meblarstwie do łączenia elementów pod kątem prostym stosowany jest specjalny rodzaj złącza śrubowego zwany złączem baryłkowym, które tworzy śruba i nakrętka o kształcie walca - nagwintowany otwór nakrętki przewiercony jest poprzecznie. W jednym z elementów łączonych tym typem złącza nawiercone są krzyżujące się ze sobą otwory: otwór na śrubę i gniazdo do osadzenie walcowej nakrętki. W drugim elemencie tylko otwór dla śruby. W gnieździe osadza się nakrętkę, obracając ją tak, aby jej gwint znalazł się w osi otworu śruby. Oba drewniane elementy łączy się śrubą, wkręcając ją w nakrętkę. Jest to bardzo mocne, trwałe i estetyczne połączenie.
Do połączeń elementów w drewnianych konstrukcjach budowlanych, np. więźby dachowej, coraz częściej stosuje się specjalne metalowe łączniki w formie płytek lub kształtowników. Eliminują one tradycyjne złącza ciesielskie.
Dzięki łącznikom drewniane elementy mają jedynie odpowiednio przycięte i wyrównane końcówki, dzięki którym dokładnie do siebie przylegają, tworząc węzły. Złącza metalowe pozwalają też na wykonywanie lekkich konstrukcji drewnianych z elementów, których wymiary utrudniałyby wykonanie tradycyjnego ciesielskiego złącza.
W tradycyjnych konstrukcjach, np. więźby dachowej, stropów drewnianych, wykorzystywane są łączniki ciesielskie, zwane często również jarzmami. Są to płytki, kątowniki lub kształtowniki metalowe. Ich powierzchnia pokryta jest regularnie rozmieszczonymi otworami o różnej średnicy ułatwiającymi mocowanie do elementów gwoździami lub wkrętami.
tów, a układ otworów zapewnia właściwy rozkład sił w połączeniu.
Innym rodzajem złącz metalowych są łączniki kolcowe, zwane też płytkami kolcowymi lub płytkami gwoździowanymi. Ten typ złącz stosowany jest do produkcji prefabrykowanych elementów konstrukcyjnych.
Jest to typ złącza, które można wykonać jedynie fabrycznie. Stosowany jest w budownictwie szkieletowym do przygotowywania gotowych elementów konstrukcji dachu, ścian i stropów. Łącznik kolcowy ma formę czworokątnej płytki z wytłoczonymi kolcami. Płytki kolcowe mogą być różnych rozmiarów.
Do łączenia elementów drewnianych stosuje się docisk prasy, która równomiernie dociska płytki znajdujące się z obu stron złącza. Powoduje też ułożenie się wszystkich drewnianych elementów tworzących złącze w jednej płaszczyźnie.
Rozmieszczenie kolców umożliwia równomierny rozkład naprężeń w złączu. Sposób łączenia drewnianych elementów konstrukcyjnych za pomocą płytek kolcowych został opracowany w Stanach Zjednoczonych w latach 60.
Łączniki metalowe
Najprościej jest połączyć dwa elementy drewniane za pomocą gwoździ. Jest to typ połączenia nierozłącznego.
Stosowane są różne rodzaje gwoździ. Najbardziej rozpowszechnione są stalowe, tzw. czarne, lub stalowe ocynkowane. Mogą być też z miedzi i mosiądzu.
W zależności od wielkości elementów i wytrzymałości połączenia gwoździe mają różną średnicę i długość. Masywne elementy konstrukcji, np. dachu, łączy się gwoździami długości 15-30 cm długości i do 8 mm średnicy; drobne - gwoździami średnicy 1-2 mm i długości 2-5 cm. Stosuje się też stalowe gwoździe hartowane oraz stalowe gwoździe z karbowanymi trzpieniami zwiększającymi wytrzymałość na wyrwanie.
Gwoździe wbija się nie prostopadle, ale pod kątem - tak aby linie wbicia sąsiednich dwóch gwoździ się schodziły. Taki klinowy sposób wbicia wzmacnia połączenie.
Końcówki gwoździ do drewna powinny być lekko stępione, aby nie rozcinały włókien w czasie wbijania, ale je miażdżyły. Uchroni to elementy drewniane przed pękaniem.
Połączenia gwoździami stosuje się tylko do przedmiotów i sprzętów o podrzędnym znaczeniu, np. w warsztacie, piwnicy lub do elementów konstrukcyjnych, których wygląd jest nieistotny.
Z kolei połączenia gwintowe śrubowe lub wkrętowe są połączeniami rozłącznymi. Są bardziej estetyczne, chociaż łączniki są widoczne na zewnątrz. Z tego względu główki wkrętów i śrub są często ozdobnie wykończone i barwione. Ponadto stare typy główek wkrętów z rowkiem zastępują śruby z główkami z wewnętrznym gniazdem krzyżykowym lub sześciokątnym.
Wkręty do drewna mają cienkie trzpienie z szerokimi gwintami o dużym skoku, dzięki czemu wrzynają się w boczne powierzchnie nawierconych otworów, gwintując je. Są także wkręty samonawiercające, które dzięki karbowanym krawędziom gwintu przy końcówce wwiercają się same w materiał podczas przykręcania.
Do połączeń elementów drewnianych używane są również śruby. Są one nagwintowane na całej długości trzpienia lub tylko na pewnej jego części. Gwint śrub nie służy jednak do wkręcania w łączone elementy drewniane. Połączenie następuje przez zaciśnięcie elementów pomiędzy łbem śruby a nakrętką. Całe obciążenie więc przenoszone jest na łącznik. Taki sposób połączeń jest stosowany przy wykonywaniu współczesnych drewnianych konstrukcji przestrzennych, np. więźby dachowej, szkieletu domów drewnianych.
W meblarstwie do łączenia elementów pod kątem prostym stosowany jest specjalny rodzaj złącza śrubowego zwany złączem baryłkowym, które tworzy śruba i nakrętka o kształcie walca - nagwintowany otwór nakrętki przewiercony jest poprzecznie. W jednym z elementów łączonych tym typem złącza nawiercone są krzyżujące się ze sobą otwory: otwór na śrubę i gniazdo do osadzenie walcowej nakrętki. W drugim elemencie tylko otwór dla śruby. W gnieździe osadza się nakrętkę, obracając ją tak, aby jej gwint znalazł się w osi otworu śruby. Oba drewniane elementy łączy się śrubą, wkręcając ją w nakrętkę. Jest to bardzo mocne, trwałe i estetyczne połączenie.
Do połączeń elementów w drewnianych konstrukcjach budowlanych, np. więźby dachowej, coraz częściej stosuje się specjalne metalowe łączniki w formie płytek lub kształtowników. Eliminują one tradycyjne złącza ciesielskie.
Dzięki łącznikom drewniane elementy mają jedynie odpowiednio przycięte i wyrównane końcówki, dzięki którym dokładnie do siebie przylegają, tworząc węzły. Złącza metalowe pozwalają też na wykonywanie lekkich konstrukcji drewnianych z elementów, których wymiary utrudniałyby wykonanie tradycyjnego ciesielskiego złącza.
W tradycyjnych konstrukcjach, np. więźby dachowej, stropów drewnianych, wykorzystywane są łączniki ciesielskie, zwane często również jarzmami. Są to płytki, kątowniki lub kształtowniki metalowe. Ich powierzchnia pokryta jest regularnie rozmieszczonymi otworami o różnej średnicy ułatwiającymi mocowanie do elementów gwoździami lub wkrętami.
tów, a układ otworów zapewnia właściwy rozkład sił w połączeniu.
Innym rodzajem złącz metalowych są łączniki kolcowe, zwane też płytkami kolcowymi lub płytkami gwoździowanymi. Ten typ złącz stosowany jest do produkcji prefabrykowanych elementów konstrukcyjnych.
Jest to typ złącza, które można wykonać jedynie fabrycznie. Stosowany jest w budownictwie szkieletowym do przygotowywania gotowych elementów konstrukcji dachu, ścian i stropów. Łącznik kolcowy ma formę czworokątnej płytki z wytłoczonymi kolcami. Płytki kolcowe mogą być różnych rozmiarów.
Do łączenia elementów drewnianych stosuje się docisk prasy, która równomiernie dociska płytki znajdujące się z obu stron złącza. Powoduje też ułożenie się wszystkich drewnianych elementów tworzących złącze w jednej płaszczyźnie.
Rozmieszczenie kolców umożliwia równomierny rozkład naprężeń w złączu. Sposób łączenia drewnianych elementów konstrukcyjnych za pomocą płytek kolcowych został opracowany w Stanach Zjednoczonych w latach 60.
Drewniane łączniki
Najpopularniejszymi są kołki. Występują w różnych średnicach dopasowanych do rozmiarów łączonych elementów. Średnica nie może przekraczać jednej trzeciej grubości elementów łączonych. Kołki robi się z twardego gatunku drewna, np. buku.
Połączenie na kołki tzw. kryte, czyli niewidoczne od zewnętrznej strony łączonych elementów, wymaga dokładnego wyznaczenia otworów.
Najprościej jest wyznaczyć środki otworów pod kołki w jednym z elementów i wbić w nie niewielkie gwoździe. Następnie po obcięciu główek gwoździ należy zestawić razem oba łączone elementy i połączyć je. Po rozłączeniu widać dokładnie wyznaczone miejsca, w których należy wywiercić otwory.
W przypadku kołków przelotowych zestawia się elementy tak, jak będą one połączone, i przewierca otwór, następnie osadza się kołek. Kołki muszą być osadzone ciasno, dlatego ich średnica powinna być równa lub nieco większa niż średnica otworów. Dla ułatwienia osadzenia kołki mają lekko zaostrzone końcówki, a powierzchnia boczna ma rowkowe wzdłużne wytłoczenia. Połączenie na kołki w meblarstwie jest dodatkowo wzmacniane klejem.
Coraz rzadziej w roli łączników lub elementów umożliwiających połączenie dwóch elementów drewnianych spotkać można kliny.
Stosuje się je przy połączeniach prostopadłych części mebli. W jednym z elementów robi się otwór przelotowy, tzw. gniazdo. W zależności od kształtu elementu (tzw. czopu), jaki będzie w nim osadzony, może być okrągły, prostokątny, kwadratowy.
Następnie w czopie robi się poprzeczne nacięcie. Wsuwa się go w gniazdo, a w nacięcie wkłada drewniany klin. Potem z wyczuciem wbija się klin w nacięcie, tak aby czop rozprężył się i zacisnął w gnieździe. Później pozostaje tylko obcięcie wystającej części klina, wyrównanie i wyszlifowanie połączenia. Prawidłowo zrobione połączenie jest gładkie, trwałe i niemal niewidoczne. Należy do połączeń nierozłącznych.
Innym sposobem połączenia na czop i klin, popularnym w meblarstwie i przy robieniu różnych przedmiotów drewnianych, jest połączenie rozłączne. W czopie zamiast nacięcia robi się otwór przelotowy, służący do wsunięcia klina. Czop w jednym z elementów przechodzi przez gniazdo w drugim elemencie tak, aby końcówka z wyciętym otworem znalazła się częściowo po drugiej stronie gniazda. W otwór wsuwany jest klin, który po wbiciu powoduje zaciśnięcie się połączenia. W każdym momencie możemy jednak poprzez wybicie klina rozłączyć elementy. Ten typ połączenia klinowego stosowany jest przy wyrobie stołów i krzeseł.
Połączenia klejowe
Do łączenia elementów stosuje się też specjalne kleje na bazie żywic syntetycznych. Dla zapewnienia trwałości takiego połączenia w trakcie wysychania kleju elementy muszą być dociśnięte, np. za pomocą ścisków stolarskich lub prasy. Połączenia klejowe są nierozłączne. Są bardzo często dodatkowym wzmocnieniem tradycyjnych złącz (np. czopowych).
Połączenia klejowe są stosowane przy łączeniu drewna "na szerokość", "na grubość" oraz "na długość", co pozwala na wykonywanie masywnych elementów drewnianych z elementów o mniejszych rozmiarach. Zmniejsza się w ten sposób ryzyko pękania, paczenia i wichrowania, na co narażone są elementy o dużych przekrojach z pojedynczego kawałka drewna.
Łączenie klejem stosowane jest przede wszystkim przy produkcji półfabrykatów służących do wyrobów mebli, stolarki budowlanej i innych przedmiotów z drewna. Prefabrykaty można później poddawać obróbce: frezować, przycinać itd. Bardzo często klejone prefabrykaty z pospolitego drewna iglastego są dodatkowo pokrywane naturalnymi okleinami ze szlachetnych lub egzotycznych gatunków drewna.
Łączenie na szerokość umożliwia produkcję blatów i płyt o dużych powierzchniach z mniejszych elementów, tj. listew, desek. Służą one potem do produkcji stołów, drzwi, elementów mebli, schodów, różnego typu obudów.
Elementy łączy się do czoła, na własne pióro i wpust, na wpust i obce pióro lub na wyprofilowaną na krawędzi zakładkę, tzw. połączenie wręgowe.
Łączenie na grubość stosuje się przy produkcji wielowarstwowych prefabrykatów złożonych z cieńszych elementów, np. konstrukcyjnych (belek), do produkcji ram stolarki okiennej i drzwiowej (tzw. klejonki).
Elementy łączy się na styk powierzchniowo.
Łączenie na długość. Ta metoda pozwala na konstruowanie długich drewnianych elementów z tarcicy o nieznacznej długości. Bardzo często stosuje się tę metodę do łączenia krótkich elementów w dłuższe, tworzące elementy prefabrykatów łączonych "na szerokość" i "na grubość". Elementy łączone "na długość" mają odpowiednio wyprofilowane końcówki o kształcie wieloklinowym lub wieloczopowym (przypominającym literę E). Połączenie jest realizowane jako zazębianie się końcówek elementów.
Najpopularniejszymi są kołki. Występują w różnych średnicach dopasowanych do rozmiarów łączonych elementów. Średnica nie może przekraczać jednej trzeciej grubości elementów łączonych. Kołki robi się z twardego gatunku drewna, np. buku.
Połączenie na kołki tzw. kryte, czyli niewidoczne od zewnętrznej strony łączonych elementów, wymaga dokładnego wyznaczenia otworów.
Najprościej jest wyznaczyć środki otworów pod kołki w jednym z elementów i wbić w nie niewielkie gwoździe. Następnie po obcięciu główek gwoździ należy zestawić razem oba łączone elementy i połączyć je. Po rozłączeniu widać dokładnie wyznaczone miejsca, w których należy wywiercić otwory.
W przypadku kołków przelotowych zestawia się elementy tak, jak będą one połączone, i przewierca otwór, następnie osadza się kołek. Kołki muszą być osadzone ciasno, dlatego ich średnica powinna być równa lub nieco większa niż średnica otworów. Dla ułatwienia osadzenia kołki mają lekko zaostrzone końcówki, a powierzchnia boczna ma rowkowe wzdłużne wytłoczenia. Połączenie na kołki w meblarstwie jest dodatkowo wzmacniane klejem.
Coraz rzadziej w roli łączników lub elementów umożliwiających połączenie dwóch elementów drewnianych spotkać można kliny.
Stosuje się je przy połączeniach prostopadłych części mebli. W jednym z elementów robi się otwór przelotowy, tzw. gniazdo. W zależności od kształtu elementu (tzw. czopu), jaki będzie w nim osadzony, może być okrągły, prostokątny, kwadratowy.
Następnie w czopie robi się poprzeczne nacięcie. Wsuwa się go w gniazdo, a w nacięcie wkłada drewniany klin. Potem z wyczuciem wbija się klin w nacięcie, tak aby czop rozprężył się i zacisnął w gnieździe. Później pozostaje tylko obcięcie wystającej części klina, wyrównanie i wyszlifowanie połączenia. Prawidłowo zrobione połączenie jest gładkie, trwałe i niemal niewidoczne. Należy do połączeń nierozłącznych.
Innym sposobem połączenia na czop i klin, popularnym w meblarstwie i przy robieniu różnych przedmiotów drewnianych, jest połączenie rozłączne. W czopie zamiast nacięcia robi się otwór przelotowy, służący do wsunięcia klina. Czop w jednym z elementów przechodzi przez gniazdo w drugim elemencie tak, aby końcówka z wyciętym otworem znalazła się częściowo po drugiej stronie gniazda. W otwór wsuwany jest klin, który po wbiciu powoduje zaciśnięcie się połączenia. W każdym momencie możemy jednak poprzez wybicie klina rozłączyć elementy. Ten typ połączenia klinowego stosowany jest przy wyrobie stołów i krzeseł.
Połączenia klejowe
Do łączenia elementów stosuje się też specjalne kleje na bazie żywic syntetycznych. Dla zapewnienia trwałości takiego połączenia w trakcie wysychania kleju elementy muszą być dociśnięte, np. za pomocą ścisków stolarskich lub prasy. Połączenia klejowe są nierozłączne. Są bardzo często dodatkowym wzmocnieniem tradycyjnych złącz (np. czopowych).
Połączenia klejowe są stosowane przy łączeniu drewna "na szerokość", "na grubość" oraz "na długość", co pozwala na wykonywanie masywnych elementów drewnianych z elementów o mniejszych rozmiarach. Zmniejsza się w ten sposób ryzyko pękania, paczenia i wichrowania, na co narażone są elementy o dużych przekrojach z pojedynczego kawałka drewna.
Łączenie klejem stosowane jest przede wszystkim przy produkcji półfabrykatów służących do wyrobów mebli, stolarki budowlanej i innych przedmiotów z drewna. Prefabrykaty można później poddawać obróbce: frezować, przycinać itd. Bardzo często klejone prefabrykaty z pospolitego drewna iglastego są dodatkowo pokrywane naturalnymi okleinami ze szlachetnych lub egzotycznych gatunków drewna.
Łączenie na szerokość umożliwia produkcję blatów i płyt o dużych powierzchniach z mniejszych elementów, tj. listew, desek. Służą one potem do produkcji stołów, drzwi, elementów mebli, schodów, różnego typu obudów.
Elementy łączy się do czoła, na własne pióro i wpust, na wpust i obce pióro lub na wyprofilowaną na krawędzi zakładkę, tzw. połączenie wręgowe.
Łączenie na grubość stosuje się przy produkcji wielowarstwowych prefabrykatów złożonych z cieńszych elementów, np. konstrukcyjnych (belek), do produkcji ram stolarki okiennej i drzwiowej (tzw. klejonki).
Elementy łączy się na styk powierzchniowo.
Łączenie na długość. Ta metoda pozwala na konstruowanie długich drewnianych elementów z tarcicy o nieznacznej długości. Bardzo często stosuje się tę metodę do łączenia krótkich elementów w dłuższe, tworzące elementy prefabrykatów łączonych "na szerokość" i "na grubość". Elementy łączone "na długość" mają odpowiednio wyprofilowane końcówki o kształcie wieloklinowym lub wieloczopowym (przypominającym literę E). Połączenie jest realizowane jako zazębianie się końcówek elementów.
Skomentuj:
Metody łączenia drewna