Základné princípy spájania dreva
Určite ste už počuli o drevených domoch, ktoré sa predtým stavali v kopcovitých oblastiach bez jediného klinca. Stavba takýchto domov si vyžadovala veľa trpezlivosti a zručnosti pri montáži dielov. Príklad týchto domov nám ukazuje, že drevené časti sa dajú „ušiť“ na mieru tak, aby k sebe tesne priliehali a zároveň pevne stáli. Môžeme to použiť aj v prípade, keď sú spoje upevnené: klincami, skrutkami do dreva, lepidlom, studeným lepidlom atď.
Nitovanie (obr1, časť1) dobre drží spoj iba v prípade, keď sa vykonáva s dvoma klincami. To platí aj pre spoj vyrobený skrutkami do dreva. Okolo jedného klinca alebo skrutky do dreva sa diely môžu otáčať ako okolo čapu.
Spoje dreva
Presahové a okrajové spoje
Najjednoduchším spôsobom spájania dreva je preplátovaný spoj, keď sa dva materiály preložia cez seba a spoj sa zatmelí, zaistí klincami alebo skrutkami do dreva (obrázok 1, časť 2a). Spoj je odolnejší, ak sa z každej časti diagonálne odstráni jedna vrstva, čím sa získa šikmý Z spoj (obrázok 1, časť 2b). Ak bude spoj vystavený tlaku v smere spoja, potom je lepšie odstrániť polovicu hrúbky z každej časti na spoji a vykonať spoj podľa obrázku 1, časť 2c. Tento spoj môže pevne držať aj len jednu skrutku a posúvanie spoja zabraňuje prerezaniu.
Obrázok 1 — Nitovanie a základné preplátované spoje, hrany a pero-drážka.
Ozubená klapka vytvára pevný strečový spoj bez použitia skrutiek. Nevýhodou tohto spoja je, že spojenie dvoch kusov je možné vykonať len zboku (obrázok 1, časť 2d).
Pri väčších kusoch je bezpečnejšie spojiť okrajovým zárezom alebo perom a drážkou (obrázok 1, časť 3). Na vytvorenie spoja sa na jednom kuse vytvorí pero a na druhom sa vytvorí drážka (tieto typy spojov sa vyskytujú pri drevených podlahách alebo parketách). Pri týchto spojoch musí byť lícovanie presné a diely musia byť presne opracované dlátom, pílou a profilovou hoblíkom. Lišta s tvrdým okrajom v blízkosti rysovacej dosky je pripevnená týmto spôsobom.
Jednoduchší je spoj hrana-zárez, kde sú obe časti vrúbkované rovnakým spôsobom. Pomocou hobľovača profilov tam treba urobiť iba okrajový zárez.
Spoje s drevenými zátkami
Spájanie drevenými zátkami (obrázok 2, časť 1) sa vykonáva pomocou okrúhlych alebo štvorcových drevených hmoždiniek. Takéto spoje možno vidieť v stoloch a stoličkách. Pre okrúhle zátky, ktoré sú štiepané alebo vyrobené na sústruhu, sú otvory vyvŕtané v druhej časti spoja. Do oboch častí spoja je možné vyvŕtať otvory a hmoždinky vyrobiť oddelene od tvrdého dreva. Dôležité je, aby v spoji boli aspoň dve zátky (okolo jednej zátky je možnosť otáčania materiálu ako okolo nejakého hriadeľa) a aby otvory boli hlbšie ako je dĺžka zátok. V opačnom prípade sa zátka opiera o spodok otvoru a spojenie sa nedá utiahnuť.
Hmoždinka vyrobená dlátom (obrázok 2, časť 2) je náročnejšia na výrobu, ako aj potrebný otvor pre ňu, ale na spojenie s takto vyrobenou zástrčkou stačí iba jedna zástrčka. Vyrába sa v prípadoch, keď sa dielec nesmie otáčať okolo svojej osi. Je potrebné dbať na ponechanie dostatočnej hrúbky okolo otvoru, aby sa dielec vplyvom zaťaženia nezlomil.
Obrázok 2 — Spoje s drevenými zátkami, rybinou a perom a drážkou.
Rybina, pero a drážka
Na zviazanie dlhších kusov po stranách sa aplikuje lichobežníkový spoj (rybinový spoj) (obr.2, časť 3). Výroba tohto spoja si vyžaduje veľa trpezlivosti a dobrý nástroj. Používa sa pri spájaní políc. Hlavnou nevýhodou tohto druhu spájania je, že spájanie je možné vykonávať len zboku. “Rybinový chvost” musí vstúpiť do drážky, ktorá je priečna na smer vlákien, inak dôjde k roztrhnutiu, zlomeniu spájanej časti.
Kratšie kusy sú spojené s perom a drážkou (obr2, časť 4). Spoje, ktoré sú tu kratšie, sú urobené rovnako ako pri doskách pathos, len tu sú kratšie. Upravenou formou tohto spoja na spájanie dlhších kusov je spoj pomocou zubov (obr3, časť1).
Obrázok3— Ozubený kĺb, uhlové kĺby a kolíkové spojenie.
Rohové a rozoberateľné spoje
Pre rohové spoje sa používa šikmý spoj pero-drážka (obr3, časť2) alebo trojuholníkový konektor zapustený do drážky alebo externe pripevnená trojuholníková výstuž (obr.3, časť3). Používa sa hlavne pri výrobe rámov na obrazy.
Spoje, ktoré sa dajú bez problémov rozobrať, sa vyrábajú pomocou zástrčky a klinu (obr3, časť4). Uťahujú a uvoľňujú sa podľa vlastného uváženia.
Ak z nejakého dôvodu nemôžeme vytvoriť zástrčkový spoj, potom pevný spoj možno dosiahnuť použitím kolíka z tvrdého dreva s uhlom medzi2a5° alebo kovový kolík, kladivkami do zástrčky, ktorá bola predtým zasunutá do otvoru (obr4, časť1). Klin roztiahne zástrčku a tým posilní spojenie. Príkladom tohto spojenia je pripojenie hlavy kladiva k rukoväti. Zástrčka musí stáť čepeľou kolmo na smer vlákien v otvore aj v zátke, inak namiesto upevnenia môže spoj prasknúť.
Rozloženie zaťaženia
Podpora a prenos síl v nosníkoch
Nakoniec si ukážeme niekoľko príkladov samonosnej konštrukcie. Na obrázku4, časť2, môžete vidieť šikmý lúč. Takto vytlačený nosník sa zo stĺpov neskĺzne a sily, ktoré vznikajú v podperách, sú kolmé na pozdĺžnu os a nespôsobujú šikmé ohyby stĺpov.
Obrázok4— Upevnenie zátky klinom a prenos síl v spojoch nosníkov.
Na obrázku4, časť3, je znázornené naklonenie nakloneného trámu o vodorovný. Pri takomto spojení je šikmá sila rozdelená na horizontálnu a vertikálnu. Vertikálna sila pôsobí na horizontálne umiestnený nosník, zatiaľ čo horizontálna sila pôsobí na „nos“ nosníka. Pri takomto tvarovaní spoja musíme dbať na to, aby bol „nos“ vodorovného trámu dostatočne pevný, aby sa vplyvom vodorovnej sily nezlomil a dokonca ani nezosunul a nezrútil celú konštrukciu.
Samonosná konštrukcia dverí
Na obrázku5je znázornená “nakladacia” a “samonosná” konštrukcia dverí. (Samonosná je konštrukcia, ktorú netreba spevňovať, držať oddelene.)
Obrázok 5 — Deformácia a vystuženie dverí pomocou diagonálnej dosky alebo oceľového lanka.
Na obrázku vyššie môžete vidieť, že vplyvom hmotnosti dvierok sú pánty zdeformované (dvierka klesajú). Horný držiak sa vytiahne, zatiaľ čo spodný sa zatlačí do steny.
Stredný obrázok ukazuje, ako sa dajú dvere vyrobiť ako samonosné stlačením. Váhu dvierok preberá zosilnená diagonálna doska Z, a preto ju musíme spojiť s hornou a spodnou doskou nosovým vývodom, aby sa zabránilo posúvaniu. Obrázok nižšie ukazuje samonosnú konštrukciu po vytiahnutí oceľového lana.
Presná výroba drevených spojov
Je dôležité vyrobiť spojovacie časti dreva čo najpresnejšie, tzn. aby zátka presne zapadla do otvoru, zub do otvoru pre zub atď.. Aby sme to dosiahli, musíme buď presne zmerať a označiť, použiť špeciálny nástroj, alebo vyrobiť šablónu alebo…atď. Najjednoduchším riešením je však najskôr vyrobiť jednu časť a potom ju použiť ako šablónu na označenie druhej časti. Týmto spôsobom, hoci vyrobená prvá časť nie je najpresnejšia, druhá časť bude upravená, primerane (obrázok 6).
Obrázok 6 — Prenos meraní z prvej do druhej časti spoja pre presné prispôsobenie.