Osnovni principi spajanja drva
Sigurno ste već čuli za drvene kuće koje su se prije gradile u brdovitim krajevima bez ijednog čavla. Gradnja takvih kuća zahtijevala je mnogo strpljenja i vještine u sastavljanju dijelova. Primjer tih kuća pokazuje da se drveni dijelovi mogu “skročiti” tako da čvrsto prianjaju jedni uz druge, a da pritom čvrsto stoje. Ovo također možemo primijeniti u slučaju kada su spojevi fiksni: čavlima, vijcima za drvo, ljepilom, hladnim ljepilom itd.
Zakivanje (slika 1, dio 1) dobro drži spoj samo u slučaju kada se izvodi s dva čavla. To vrijedi i za spojeve izvedene vijcima za drvo. Oko jednog čavla ili vijka za drvo, dijelovi se mogu okretati kao oko igle.
Drveni spojevi
Preklapanje i rubni spojevi
Najjednostavniji način spajanja drva je preklop, kada se dva materijala preklapaju jedan preko drugog, a spoj se zakita, učvrsti čavlima ili vijcima za drvo (slika 1, dio 2a). Spoj je izdržljiviji ako se jedan sloj dijagonalno ukloni sa svakog dijela tako da se dobije kosi Z spoj (slika 1, dio 2b). Ako će spoj biti izložen pritisku u smjeru spoja, tada je bolje ukloniti polovicu debljine sa svakog dijela na spoju i izvesti spoj prema slici 1, dio 2c. Ovaj spoj može čvrsto držati čak i samo jedan vijak, a klizanje spoja sprječava rezanje.
Slika 1 — Zakivanje i osnovni preklopni, rubni i pero-utor spojevi.
Nazubljeni poklopac čini čvrst rastezljivi spoj bez upotrebe vijaka. Nedostatak ovog spoja je što se spajanje dvaju dijelova može izvesti samo sa strane (slika 1, dio 2d).
Za veće komade sigurnije je spojiti rubnim urezom ili perom i utorom (slika 1, dio 3). Za spajanje se na jednom komadu oblikuje pero, a na drugom utor (ovakvi spojevi se javljaju kod drvenih podova ili parketa). Kod ovih spojeva dosjedanje mora biti točno, a dijelovi moraju biti precizno obrađeni dlijetom, pilom i profilnom blanjom. Čvrsta rubna šipka u blizini ploče za crtanje pričvršćena je na ovaj način.
Jednostavnije je spajanje rubnim urezom, gdje se oba dijela urezuju na isti način. Tamo treba napraviti samo rubni zarez profilnom blanjom.
Spojevi s drvenim čepovima
Spoj s drvenim tiplama (slika 2, dio 1) izrađuje se okruglim ili četvrtastim drvenim tiplama. Takvi spojevi mogu se vidjeti na stolovima i stolicama. Za okrugle čepove, koji se cijepaju ili izrađuju na strugu, buše se rupe u drugom dijelu spoja. Moguće je izbušiti rupe u oba dijela spoja i izraditi čepove odvojeno od tvrdog drveta. Bitno je da u spoju budu najmanje dva čepa (oko jednog čepa postoji mogućnost rotacije materijala kao oko neke osovine) i da rupe budu dublje od duljine čepova. U suprotnom, čep naliježe na dno rupe i spoj se ne može zategnuti.
Čep napravljen dlijetom (slika 2, dio 2) je teži za izradu kao i potreban otvor za njega, ali dovoljan je samo jedan čep za spajanje na ovako napravljen čep. Izrađuje se u slučajevima kada se dio ne smije okretati oko svoje osi. Treba paziti da oko otvora ostane dovoljna debljina kako dio ne bi puknuo uslijed opterećenja.
Slika 2 — Spojevi s drvenim čepovima, lastinim repom i perom i utorom.
Lastin rep, pero i utor
Za spajanje duljih dijelova duž stranica primjenjuje se trapezoidni spoj (spoj lastinog repa) (slika 2, dio 3). Za izradu ove spojnice potrebno je puno strpljenja i dobar alat. Koristi se kod spajanja polica. Glavni nedostatak ovakvog spajanja je što se spajanje može izvesti samo sa strane. „Lastin rep“ mora ući u utor koji je poprečan na smjer vlakana, inače će doći do kidanja, loma spojenog dijela.
Kraći dijelovi povezani su s perom i utorom (slika 2, dio 4). Spojnice koje su ovdje kraće rade se isto kao i kod patos ploča, samo su ovdje kraće. Modificirani oblik ovog spoja za spajanje dužih komada je zubni spoj (slika 3, dio 1).
Slika 3 — Zupčasti spoj, kutni spojevi i spoj utikača i zatika.
Kutni i rastavljivi spojevi
Za kutne spojeve primjenjuje se kosi oblik spoja pero-utor (slika 3, dio 2) ili spojni trokutasti čep s udubljenim utorom ili izvana pričvršćena trokutasta armatura (slika 3, dio 3). Uglavnom se koristi za izradu okvira za slike.
Spojevi koji se mogu rastaviti bez poteškoća izrađuju se utikačem i klinom (slika 3, dio 4). Zatežu se i otpuštaju po želji.
Ako iz bilo kojeg razloga ne možemo napraviti spoj utikača, tada se čvrsti spoj može postići zabijanjem igle od tvrdog drveta pod kutom između 2 i 5° ili metalne igle u utikač prethodno umetnut u rupu (slika 4, dio 1). Klin raširi utikač i tako ojačava vezu. Primjer ove veze je pričvršćivanje glave čekića na dršku. Utikač mora stajati tako da oštrica bude normalna na smjer vlakana i u otvoru iu utikaču, inače umjesto pričvršćivanja može doći do pucanja spoja.
Distribucija opterećenja
Potpora i prijenos sila u gredama
Na kraju, pokazat ćemo neke primjere samonosive konstrukcije. Na slici 4, dijelu 2, možete vidjeti kosu gredu. Ovako istisnuta greda neće skliznuti sa stupova, a sile koje se javljaju u osloncima normalne su na uzdužnu os i ne uzrokuju koso savijanje stupova.
Slika 4 — Pričvršćivanje čepa klinom i prijenos sila u spojevima greda.
Na slici 4, dijelu 3, prikazana je naslonjena kosa greda na horizontalnu. Ovakvim se spojem kosa sila dijeli na horizontalnu i vertikalnu. Na vodoravno postavljenu gredu djeluje okomita sila, dok na “nos” grede djeluje horizontalna sila. Kod ovakvog oblikovanja spoja moramo paziti da „nos“ horizontalne grede bude dovoljno čvrst, da uslijed horizontalne sile ne pukne, pa čak i sklizne, te uruši cijelu konstrukciju.
Samonosiva konstrukcija vrata
Slika 5 prikazuje “opterećenje” i “samonosivu” konstrukciju vrata. (Samonosiva je struktura koju nije potrebno ojačavati, drži se odvojeno.)
Slika 5 — Deformacija i ukrućenje vrata s dijagonalnom daskom ili čeličnom sajlom.
Na gornjoj slici se vidi da su zbog težine vrata šarke deformirane (vrata su spuštena). Gornji nosač se izvlači dok se donji utiskuje u zid.
Srednja slika pokazuje kako se vrata mogu učiniti samonosivima pritiskom. Težinu vrata preuzima ojačana dijagonalna daska Z, pa ih moramo spojiti na gornju i donju dasku nosnim otvorom, kako bi spriječili klizanje. Na slici ispod prikazana je samonosiva konstrukcija izvlačenjem čelične sajle.
Precizna izrada drvenih spojeva
Važno je što preciznije izraditi dijelove za spajanje drva, tj. da čep točno sjedne u rupu, zub u rupu za zub itd. Da bismo to postigli moramo ili točno izmjeriti i označiti, koristiti poseban alat ili napraviti šablonu ili…itd. Najjednostavnije rješenje je, međutim, prvo napraviti jedan dio, a zatim ga koristiti kao predložak za označavanje drugog dijela. Na ovaj način, iako prvi izrađeni dio nije najtočniji, drugi dio će biti prilagođen, odgovarajući (slika 6).
Slika 6 — Prijenos mjerenja s prvog na drugi dio zgloba za točno pristajanje.