Puun liittämisen perusperiaatteet
Olet varmaan jo kuullut puutaloista, jotka on aiemmin rakennettu mäkiselle alueelle ilman naulaa. Tällaisten talojen rakentaminen vaati paljon kärsivällisyyttä ja taitoa osien kokoamisessa. Näiden talojen esimerkki osoittaa, että puuosat voidaan “räätälöidä” siten, että ne istuvat tiukasti toisiaan vasten ja samalla pysyvät tukevasti. Voimme soveltaa tätä myös silloin, kun liitokset on kiinnitetty: nauloilla, puuruuveilla, liimalla, kylmäliimalla jne.
Niittaus (kuva1, osa1) pitää liitoksen hyvin vain siinä tapauksessa, että se suoritetaan kahdella naulalla. Tämä koskee myös puuruuveilla tehtyä liitosta. Yhden naulan tai puuruuvin ympärillä osia voidaan pyörittää kuten nivelen ympärillä.
Puuliitokset
Limitys ja reunaliitokset
Yksinkertaisin tapa puun liittämiseen on limityssauma, jossa kaksi materiaalia taitetaan päällekkäin ja sauma kittataan, kiinnitetään nauloilla tai puuruuveilla (kuva 1, osa 2a). Sauma on kestävämpi, jos jokaisesta osasta poistetaan yksi kerros vinosti niin, että saadaan vino Z-sauma (kuva 1, osa 2b). Jos liitokseen kohdistuu painetta sauman suunnassa, on parempi poistaa puolet paksuudesta jokaisesta liitoskohdasta ja suorittaa liitos kuvan 1, osan 2c mukaisesti. Tämä liitos pitää jopa yhden ruuvin tiukasti kiinni, ja liitoksen liukuminen estää leikkauksen.
Kuva 1 — Niittaus ja perusläpi-, reuna- ja ponttiliitokset.
Hammasläppä muodostaa kiinteän venytysliitoksen ilman ruuveja. Tämän liitoksen haittana on, että kahden kappaleen liittäminen voidaan tehdä vain sivulta (kuva 1, osa 2d).
Suuremmille kappaleille on turvallisempaa liittää reunalovilla tai kielekkeellä ja uralla (kuva 1, osa 3). Saumaa varten muodostetaan kieleke yhteen kappaleeseen ja ura toiseen (tällaisia liitoksia esiintyy puulattioissa tai parketissa). Näillä liitoksilla sovituksen tulee olla tarkka ja osat on työstettävä tarkasti taltalla, sahalla ja profiilihöylällä. Piirustuspöydän lähellä oleva kova reunapalkki on kiinnitetty tällä tavalla.
Helpompi on reuna-loviliitos, jossa molemmat osat on lovettu samalla tavalla. Sinne tarvitsee tehdä vain reunalovi profiilihöylällä.
Liitokset puutulpilla
Liittäminen puutulpilla (kuva 2, osa 1) suoritetaan pyöreillä tai nelikulmaisilla puutulpilla. Tällaisia liitoksia voidaan nähdä pöydissä ja tuoleissa. Pyöreille tulpille, jotka on halkaistu tai tehty sorvilla, porataan reiät liitoksen toiseen osaan. Sauman molempiin osiin on mahdollista porata reikiä ja tehdä tulpat erikseen kovapuusta. On tärkeää, että liitoksessa on vähintään kaksi tulppaa (yhden tulpan ympärillä on mahdollisuus pyörittää materiaalia kuin jonkin akselin ympäri) ja että reiät ovat syvemmät kuin tulppien pituus. Muuten tulppa lepää reiän pohjalla eikä liitosta voi kiristää.
Taltalla tehty pistoke (kuva 2, osa 2) on vaikeampi tehdä sekä siihen tarvittava reikä, mutta tällä tavalla tehtyyn pistokkeeseen riittää vain yksi pistoke. Se on tehty tilanteisiin, joissa osa ei saa pyöriä akselinsa ympäri. Aukon ympärille tulee jättää tarpeeksi paksuutta, jotta osa ei katkea kuormituksen vaikutuksesta.
Kuva 2 — Liitokset puisilla tulpilla, lohenpyrstöllä ja kielekkeellä ja uralla.
Lohipyrstö, höyhen ja ura
Pidempien kappaleiden kiinnittämiseksi sivuille tehdään puolisuunnikkaan muotoinen liitos (lohenpyrstöliitos) (kuva 1).2, osa 3). Tämän liitoksen tekeminen vaatii paljon kärsivällisyyttä ja hyvää työkalua. Sitä käytetään hyllyjen yhdistämiseen. Suurin haitta tällaisessa liittämisessä on, että liittäminen voidaan tehdä vain sivulta. “Lovehäntä” on mentävä uraan, joka on poikittainen kuitujen suuntaan, muuten repeytyy, liitetyn osan rikkoutuminen.
Lyhyemmät osat on liitetty kielekkeeseen ja uraan (kuva 1).2, osa 4). Tässä lyhyemmät saumat on tehty samoin kuin patoslaudoissa, vain tässä ne ovat lyhyempiä. Tämän liitoksen muunneltu muoto pidempien kappaleiden yhdistämiseksi on hampaita käyttävä liitos (kuva 1).3, osa1).
Kuva3— Hammasliitos, kulmaliitokset ja tulppa- ja tappiliitäntä.
Kulma ja irrotettavat liitokset
Kulmaliitoksissa käytetään vinoponttiliitosta (kuva 1).3, osa2) tai uritettu kolmiopistokeliitäntä tai ulkopuolinen kolmiovahvike (kuva 1).3, osa3). Sitä käytetään pääasiassa kuvakehysten valmistukseen.
Liitokset, jotka voidaan purkaa ilman vaikeuksia, tehdään tulpalla ja kiilalla (kuva 1).3, osa4). Ne kiristyvät ja löystyvät halutessaan.
Jos emme jostain syystä voi tehdä pistoliitosta, niin kiinteä liitos voidaan saada aikaan käyttämällä kovaa puutappia, jonka kulma on2ja5° tai metallitappi, vasarat tulppaan, joka on aiemmin työnnetty aukkoon (kuva4, osa1). Kiila leventää pistoketta ja vahvistaa siten yhteyttä. Esimerkki tästä kytkennästä on vasaran pään kiinnitys kahvaan. Tulpan tulee seisoa terän ollessa kohtisuorassa kuitujen suuntaan sekä aukossa että tulpassa, muuten liitos saattaa halkeilla kiinnityksen sijaan.
Kuorman jakautuminen
Tuki ja voimien siirto palkeissa
Lopuksi näytämme esimerkkejä itsekantavoista rakenteista. Kuvassa4, osa2, näet vinon säteen. Tällä tavalla suulakepuristettu palkki ei luisu pilareista, ja tuissa esiintyvät voimat ovat kohtisuorassa pituusakseliin nähden eivätkä aiheuta pylväiden vinoa taipumista.
Kuva4— Kiinnitetään tulppa kiilalla ja siirretään voimia palkkien liitoksissa.
Kuvassa4, osa3, näytetään vinon palkin kallistus vaakasuoraan. Tällaisella kytkennällä vino voima jaetaan vaaka- ja pystysuoraan. Pystysuuntainen voima vaikuttaa vaakasuoraan sijoitettuun palkkiin, kun taas vaakasuuntainen voima vaikuttaa palkin “nenään”. Kun muotoilemme liitosta tällä tavalla, meidän on varmistettava, että vaakasuuntaisen palkin “nenä” on riittävän vahva, jotta se ei katkea vaakasuuntaisen voiman vaikutuksesta, eikä edes luisu ja romahda koko rakennetta.
Itsekantava oven rakenne
Kuvassa5“kuorma” ja “itsekantava” oven rakenne on esitetty. (Itsekantava on rakenne, jota ei tarvitse vahvistaa, pitää erikseen.)
Kuva 5 — Oven muodonmuutos ja jäykistys diagonaalilevyllä tai teräskaapelilla.
Yllä olevassa kuvassa näkyy, että oven painon vuoksi saranat ovat vääntyneet (ovi laskeutuu). Ylempi kiinnike vedetään ulos samalla kun alempi painetaan seinään.
Keskimmäinen kuva näyttää kuinka ovi saadaan itsekantavaksi painamalla sitä. Oven painon ottaa vahvistettu diagonaalinen lankku Z, ja siksi se on yhdistettävä ylä- ja alalankkuihin nokan ulostulolla liukumisen estämiseksi. Alla olevassa kuvassa on itsekantava rakenne, joka on vedetty ulos teräskaapelista.
Puusaumojen tarkka valmistus
On tärkeää tehdä puuliitososat mahdollisimman tarkasti, esim. että tulppa sopii tarkasti reikään, hammas hampaan reikään jne. Tämän saavuttamiseksi meidän täytyy joko mitata ja merkitä tarkasti, käyttää erikoistyökalua tai tehdä malli tai… jne. Yksinkertaisin ratkaisu on kuitenkin tehdä ensin yksi osa ja sitten käyttää sitä mallina toisen osan merkitsemiseen. Tällä tavalla, vaikka valmistettu ensimmäinen osa ei ole tarkin, toinen osa säädetään sopivaksi (kuva 6).
Kuva 6 — Mittojen siirtäminen liitoksen ensimmäisestä osasta toiseen osaan tarkkaa sovitusta varten.