ГВОЗДЬ ДЛЯ ГВОЗДЕЗАБИВНОГО УСТРОЙСТВА И ОБОЙМА Российский патент 2019 года по МПК F16B15/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к гвоздю, в частности, для применения в гвоздезабивном устройстве, который состоит преимущественно из лигноцеллюлозного материала и имеет стержень гвоздя, на переднем конце которого предусмотрено образованное в виде конусообразного круглого острия острие гвоздя, и в задней концевой области которого образована область головки. Кроме того изобретение относится к обойме, снаряженной гвоздями, включающей большинство таких гвоздей, которые вставлены в соответствующие отверстия полосы перфорированной лентой.

Уровень техники

Гвозди с давних пор известны в качестве средства соединения. Они изготавливаются преимущественно из металла, например, из стали, алюминия, меди и т.д. Однако, металлическим гвоздям свойственны недостатки. Так, стальные гвозди, не смотря на мероприятия по защите от коррозии, как, к примеру, оцинкование, при неблагоприятных условиях склонны к ржавлению, а именно, в частности, тогда, когда в соединенном гвоздями материале господствуют кислые условия. Это распространяется, в частности, на богатые дубильными веществами лесоматериалы, которые из-за их долговечности применяются в наружной области, например, на фасадах и террасах. При воздействии атмосферных условий может возникать нежелательное темное до черного окрашивание в местах расположения гвоздей. Устранение недостатков с помощью применения нержавеющих сортов стали возможно, но связано с очень большими затратами. Другой недостаток состоит в том, повторное использование пробитых стальными гвоздями изделий из древесины представляется дорогостоящим.

По этой причине в качестве альтернативы применяются гвозди из дерева или одревесневшего растительного материала, к примеру, бамбука. Длительное время такие деревянные гвозди могли применяться только в том случае, если основание, в которое надлежит забивать гвоздь, перед этим была снабжено отверстием, в которое забивался гвоздь. Новые разработки сделали возможным, однако, установку гвоздей из дерева или подобных дереву, преимущественно лигноцеллюлозных материалов с помощью гвоздезабивных устройств как, например, пневматических молотков для забивания гвоздей, без предварительного сверления отверстий в лесоматериалах. Следует отослать, в частности, к WO 2016/1809001 A фирм-заявителей, из которого известна обойма, снаряженная гвоздями, для применения в гвоздезабивных устройствах, гвозди которой состоят из дерева или древесных материалов и с помощью соединительного средства соединены друг с другом, которое при забивании гвоздей автоматически отрезается. Острие гвоздя или гвоздей здесь образовано конусообразным, причем отношение длины острия гвоздя к наименьшей толщине стержня гвоздя лежит между 1,5 и 3.

Оказалось, что это исполнение острия гвоздя при забивании гвоздей может привести к растрескиванию подлежащих соединению частей конструкции, если они состоят из анизотропных строительных материалов как, например, дерево. Точно также рассматривается в качестве недостатка то, что изготовление обойм, снаряженных гвоздями, с помощью прессования и/или фрезерования представляется дорогостоящим.

Раскрытие изобретения

Задачей настоящего изобретения является создание гвоздя вышеназванного вида, который может забиваться в древесные материалы без опасности их растрескивания.

Эта задача в гвозде однажды названного вида решается с помощью того, что угол заострения острия гвоздя > 40°. Предпочтительным образом угол заострения острия гвоздя лежит в области 45° и 60°, причем он целесообразно составляет точно 45° или 60°. Большие углы как, например 90°, однако, также возможны.

Оказалось, что гвозди, у которых углы заострения лежат в приведенных областях и, частности, больше 50°, вызывают заметно меньший эффект растрескивания в соединенных гвоздями частях конструкции, чем гвозди, углы заострения которых меньше, например лежат при 20°.

Несмотря на то, что гвозди из одревесневшего растительного материала по сравнению такими же из стали одинаковых размеров обладают повышенным сопротивлением на вытягивание и поэтому в большинстве случаев не требуют никакой головки, имеются случаи применения, в которых значение имеет не только сопротивление на вытягивание, но и сопротивление при проходе. Чтобы повысить сопротивление при проходе, но сохранить производственные преимущества подобных штифту гвоздей по сравнению с такими же с головкой, согласно форме осуществления изобретения предусмотрено, что область головки утолщена по сравнению со стержнем гвоздя, и, в частности, плавно расширяется по направлению к свободному концу гвоздя.

Точно также в верхней торцевой поверхности области головки может быть предусмотрена, по меньшей мере, простирающаяся в осевом направлении стержня гвоздя выемка, которая выполнена таким образом, что в нее по оси может забиваться клин, чтобы разжать наружу имеющиеся по соседству с выемкой вертикальные стенки материала области головки. Целесообразно, что, по меньшей мере, одна выемка образована щелевидной и проходит область головки от одной краевой области ее к противоположной краевой области ее. В частности, предусмотрена только одна единственная выемка, которая проходит область головки по центру и пересекает продольную ось стержня гвоздя.

В этой форме осуществления после вбивания, соответственно забивания, гвоздя в основание клин по оси забивается в выемку, так что имеющиеся по соседству с выемкой вертикальные стенки материала разжимаются друг от друга. Таким образом, область головки в итоге деформируется наружу, так что это приводит к повышенному прижатию по отношению материалу основания. Если материал основания достаточно мягкий, то он и вовсе равным образом сжимается. В этом случае область головки и корреспондирующий с ней участок получают образованный благодаря забитому в материале основания гвоздю участок канала гвоздя с небольшой конусностью подобно винту с потайной головкой. Благодаря более высоким прижимным усилиям в области головки, а также конусности сопротивление при проходе гвоздей заметно повышается.

Глубина выемок/щелей при этом может выбираться переменной, однако она должна иметь такой размер, чтобы соседние вертикальные стенки области головки могли в достаточной степени разжиматься друг от друга. Для этого согласно форме осуществления изобретения предусмотрено, что выемка, считая от верхней торцевой поверхности области головки гвоздя, простирается на осевую длину в область головки, по меньшей мере, 3 мм, в частности, по меньшей мере, 4 мм и предпочтительно 5 мм.

В усовершенствованном варианте изобретения предусмотрено, что в наружной боковой поверхности стержня гвоздя образовано несколько проходящих параллельно друг другу в продольном направлении стержня гвоздя, предпочтительно параллельно к продольной оси стержня гвоздя продольные канавки. При этом продольные канавки могут простираться по всей длине стержня гвоздя и быть расположенными с равномерным распределение вдоль периметра стержня гвоздя. Форма продольных канавок может выбираться свободно. Согласно форме осуществления изобретения, тем не менее, предусмотрено, что они образованы в форме углублений с примерно треугольным поперечным сечением.

Благодаря тому, что цилиндрический стержень выполнен не гладким, а рифленым с примерно звездообразным поперечным сечением, дальше повышается сопротивление вытягиванию гвоздя.

Гвоздь может состоять из дерева и/или древесного материала, в частности, органически связанного древесного материала, предпочтительно связанной синтетической смолой клееной древесины или состоит из связанного синтетической смолой волокнистого композиционного материала, который содержит лигноцеллюлозные волокна из однолетних растений.

Оказалось, что хорошие результаты достигаются, если органически связанный древесный материал в качестве синтетической смолы содержит фенольный клей. В частности, органически связанный древесный материал должен содержать синтетическую смолу в количестве, по меньшей мере, 30% по весу, в частности, по меньшей мере 35% по весу, причем доля синтетической смолы составляет предпочтительно 40% по весу.

Предпочтительным образом предложенные в соответствии с изобретением гвозди состоят из материала с плотностью > 0.65 г/см³, в частности плотностью > 0,85 г/см³ и предпочтительно плотностью > 1,0 г/см³, причем плотность, в частности, составляет 1,3 г/см³.

Таким образом, в качестве материала для предложенных в соответствии с изобретением гвоздей могут служить твердые древесные породы. К твердым древесным породам относятся лиственные породы, начиная с плотности 0,65 г/см³, как, например, бук (Fagus sylvatica), граб (Carpinus betulus), клен (Acer pseudoplatanus или A. Platanoides), предпочтительно лиственные породы с плотностью больше 0,85 г/см³, как, например, фернамбук (Caesalpina echinata), бангкирай (Shorea ssp.) или некоторые виды палисандрового дерева (Dalbergia ssp, Machaerium ssp), особенно предпочтительны лиственные породы с плотностью больше 1,0 г/см³, как, например, бонгосси (Lophira alata) или бакаут (Guaiacum ssp.).

К подходящим древесным материалам, которые могут использоваться при изготовлении без добавки связывающего вещества, относятся прессованные деревянные заготовки с плотностью больше 0.65 г/см³, в частности, с плотностью больше 0,85 г/см³ и предпочтительно с плотностью больше 1,0 г/см³. Они могут изготавливаться, например, по WO94/20273 A.

К подходящим древесным материалам, которые могут использоваться при изготовлении при добавке связывающего вещества относятся не прессованные деревянные заготовки клееные из шпона и клееная древесина из пород дерева с достаточной плотностью (см. выше). К имеющимся в продаже заготовкам, клееным из шпона, с достаточной плотностью принадлежит, например, строительный бук фирмы Pollmeier Massivholz GmbH Co.KG, Creuzburg, c плотностью 0,68 г/см³. Клееная древесина с одинаковой толщиной слоями шпона, так называемы мультиплексные плиты, из бука или березы с плотностью ≥ 0,7 г/см³ предлагается различными изготовителями как, например, UPM Plywood, Lahti, Finnland. К предпочтительным древесным материалам с долями связывающего средства принадлежат клееные из шпона деревянные заготовки, древесный слоистый пластик и клееная древесина, например, из букового шпона среднего и высокого прессования с плотностью от 1,1 до 1,4 г/см³, как, например, прессованная слоистая древесина из шпона, пропитанного синтетической смолой по DIN 7707.

Древесным материалам структурно очень подобны прессованные и клееные материалы из одревесневшего растительного материала, например, из однодольных растений, к которым среди прочих принадлежат древесные ткани из пальмовых и бамбуковых растений. Прессованные продукты из бамбука имеют среди прочего название CoBAM (прессованный бамбук). СоВАМ имеет плотность от 0,95 до 1,25 г/см³.

Стержень гвоздя может иметь принципиально любое поперечное сечение. Например, он может быть образован овальным или многогранным. Предпочтительным образом стержень гвоздя имеет, тем не менее, круглое поперечное сечение. Предпочтительно диаметр стержня гвоздя, соответственно наименьшая толщина гвоздя при овальном и многогранном исполнении, лежит между 2 мм и 8 мм, в частности, между 3,5 и 6 мм и предпочтительно между 4 и 5 мм.

Согласно усовершенствованному варианту изобретения предусмотрено, что гвозди имеют головку гвоздя в форме выпуклой части наподобие распиленной линзы, которая относительно оси стержня выступает радиально наружу над стержнем. Предпочтительным образом, однако, стержень гвоздя на своем противоположном острию гвоздя конце выполнен срезанным ровно под углом 90° к стержню гвоздя.

Длина гвоздя (головка + стержень + острие) варьируется, как правило, между 20 и 90 мм, в частности, между 30 и 70 мм, предпочтительно между 40 и 60 мм.

Предложенные в соответствии с изобретением гвозди изготавливаются предпочтительно отдельно и затем отправляются в накопитель. Они при этом либо отдельно, либо в рыхлой засыпке через запасную емкость, которая гвозди – упорядоченно с ориентировкой в сторону острия гвоздя – подает гвоздезабивному устройству, в который гвозди заряжаются. Предпочтительно магазинирование гвоздей осуществляется с образованием рулона полосы с перфорированной лентой, в которую гвозди вставляются. При забивании гвозди выдвигаются из полос с перфорированной лентой, без того, чтобы соединительное средство, здесь полоса с перфорированной лентой, при этом отрезалось. Полоса с перфорированной лентой остается невредимой в своей структуре и не пристреливается к частям конструкции, либо в форме кусков разбрасывается вокруг места работы как при отрезанных соединительных средствах. Неповрежденная перфорированная лента может утилизироваться целиком или применяться заново для повторного использования.

Предложенные в соответствии с изобретением гвозди могут применяться, чтобы забиваться вручную. В качестве альтернативы они могут забиваться в основание также с помощью гвоздезабивного устройства, например, пневматического молотка для забивания гвоздей.

Краткое описание чертежей

Относительно других предпочтительных вариантов исполнения изобретения делается ссылка на зависимые пункты формулы изобретения, а также следующее ниже описание примера осуществления со ссылкой на прилагающийся чертеж. На чертеже показывают:

фиг. 1 - передняя концевая область гвоздей с различно образованными остриями гвоздя, вид спереди;

фиг. 2а - форма осуществления предложенного в соответствии с изобретением гвоздя со снабженной в области головки щелевидной выемкой;

фиг. 2b - гвоздь из фиг. 2а с вбитым в щелевидную выемку клином;

фиг. 3 - возможное поперечное сечение стержня гвоздя предложенного в соответствии с изобретением гвоздя; и

фиг. 4 - альтернативная форма осуществления поперечного сечения стержня гвоздя.

Осуществление изобретения

На фиг. 2а и 2b схематически изображен гвоздь согласно данному изобретению. Гвоздь состоит преимущественно из лигноцеллюлозного материала. В данном случае он состоит из связанной синтетической смолой слоистой клееной древесины, которая содержит 35% по весу фенольного клея в качестве синтетической смолы и таким образом имеет плотность более 1 г/см³, конкретно почти 1,3 г/см³.

Гвоздь 1 имеет стержень 1а гвоздя, на нижнем конце которого образовано острие 1b гвоздя с круглым поперечным сечением, то есть конусовидное круглое острие. Острие 1b гвоздя здесь имеет осевую длину, которая примерно той же величины как диаметр стержня 1а гвоздя, так что угол заострения острия гвоздя 1b составляет 60°.

Как показано на фиг. 1d, угол заострения может также составлять, например, 90°. Существенным является, что он больше 40°, чтобы эффект растрескивания в частях конструкции, в которые забивается гвоздь, был менее значительным, чем при гвоздях, чей угол заострения меньше и, например, составляет 20°, как это показано на фиг. 1а.

Верхняя концевая область стержня 1а гвоздя срезана перпендикулярно к продольной оси гвоздя. Таким образом, гвоздь 1 имеет область 1с головки, которая имеет одинаковое поперечное сечение, что и стержень 1а гвоздя. Как можно видеть на чертеже, область головки 1с дальше снабжена щелевидной выемкой 2, которая исходя от верхней торцевой поверхности гвоздя 1 простирается по оси на длину несколько миллиметров в область 1с головки, соответственно стержня 1а гвоздя, вдоль продольной средней плоскости гвоздя 1 и проходит область 1с головки, соответственно стержень 1а гвоздя, от одной ее краевой области к другой ее противоположной краевой области. В выемку 2 после или перед забиванием гвоздя 1 в часть конструкции или основание может забиваться клин 3, так что ограничивающие выемку 2 вертикальные стенки материала разжимаются друг от друга в результате чего область 1с головки расширяется, как это показано на фиг. 2b. Благодаря расширению прижимные усилия между областью 1с головки и частью конструкции, в которую забит/забивается гвоздь 1, с областью 1с головки, повышаются и вследствие этого сопротивление проходу гвоздя 1 увеличивается.

Стержень 1а и область 1с головки могут в принципе иметь гладкую поверхность. Предпочтительным образом боковая поверхность гвоздя 1 в области стержня 1а гвоздя, а также головки 1с гвоздя, однако, образована рифленой. Другими словами, стержень 1а гвоздя, соответственно головка 1с гвоздя, снабжены продольными канавками 4, которые простираются по всей длине стержня 1а гвоздя/головки 1с гвоздя и здесь образованы в форме углублений с треугольным поперечным сечением, так что участки стенки образуются с трапециевидным (см. фиг. 3) или треугольным (см. фиг. 4) поперечным сечением.

Настоящее изобретение относится к гвоздю, в частности, для применения в гвоздезабивном устройстве, который состоит преимущественно из лигноцеллюлозного материала и имеет стержень гвоздя, на переднем конце которого предусмотрено образованное в виде конусообразного круглого острия острие гвоздя и на задней концевой области которого образована область головки, причем угол заострения острия гвоздя > 40°. Кроме того изобретение относится к обойме, снаряженной гвоздями, включающей большинство гвоздей, вставленных в соответствующие отверстия полосы с перфорированной лентой. Техническим результатом является предотвращение растрескиваний древесного материала при вбивании в него указанного гвоздя. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Гвоздь, в частности, для применения в гвоздезабивном устройстве, который состоит преимущественно из лигноцеллюлозного материала и имеет стержень (1а) гвоздя, на переднем конце которого предусмотрено образованное в виде конусообразного круглого острия острие (1b) гвоздя и на задней концевой области которого образована область (1с) головки, отличающийся тем, что угол заострения острия гвоздя > 40°.

2. Гвоздь по п. 1, отличающийся тем, что угол заострения острия (1b) гвоздя лежит в области 45° и 60° и предпочтительно составляет 45° или 60°.

3. Гвоздь по п. 1 или 2, отличающийся тем, стержень (1а) гвоздя на своей противоположной острию (1b) гвоздя области (1с) головки срезан под углом 90° к оси стержня.

4. Гвоздь по п. 4, отличающийся тем, что область (1с) головки утолщена по отношению к стержню (1а) гвоздя и непрерывно расширяется по направлению, в частности, к свободному концу гвоздя (1).

5. Гвоздь по п. 3 или 4, отличающийся тем, что в верхней торцевой поверхности области (1с) головки предусмотрена простирающаяся в осевом направлении стержня (1а) гвоздя выемка (2), которая выполнена таким образом, что в нее по оси может вбиваться клин (3), чтобы разжать наружу имеющиеся по соседству с выемкой вертикальные стенки материала области (1с) головки.

6. Гвоздь по п. 5, отличающийся тем, что по меньшей мере одна выемка (2) образована щелевидной и проходит область (1с) головки от одной краевой области к противоположной краевой области ее, причем, в частности, предусмотрена одна-единственная щелевидная выемка (2), которая проходит область (1с) головки по центру и пересекает продольную ось стержня гвоздя.

7. Гвоздь по п. 5 или 6, отличающийся тем, что выемка (2), исходя от верхней торцевой поверхности области (1с) головки гвоздя, простирается на осевую длину в область (1с) головки по меньшей мере 3 мм, в частности по меньшей мере 4мм и предпочтительно по меньшей мере 5 мм.

8. Гвоздь по любому из пп. 1-7, отличающийся тем, что на наружной боковой поверхности стержня (1а) гвоздя образовано несколько проходящих параллельно друг к другу в продольном направлении стержня (1а) гвоздя, предпочтительно параллельно к продольной оси стержня гвоздя продольных канавок (4).

9. Гвоздь по п. 8, отличающийся тем, что продольные канавки (4) простираются по всей длине стержня (1а) гвоздя и/или образованы в форме углублений с примерно треугольным поперечным сечением.

10. Гвоздь по п. 8 или 9, отличающийся тем, что продольные канавки (4) расположены с равномерным распределением вдоль периметра стержня (1а) гвоздя.

11. Гвоздь по любому из пп. 1-10, отличающийся тем, что он изготовлен из дерева и/или древесного материала, в частности органически связанного древесного материала, предпочтительно связанной синтетической смолой клееной древесины или связанного синтетической смолой волокнистого композиционного материала, который содержит лигноцеллюлозные волокна из однолетних растений.

12. Гвоздь по п. 11, отличающийся тем, что органически связанный древесный материал содержит фенольный клей в качестве синтетической смолы.

13. Гвоздь по п. 11 или 12, отличающийся тем, органически связанный древесный материал содержит синтетическую смолу в количестве по меньшей мере 30% по весу, в частности по меньшей мере 35% по весу, причем предпочтительно доля синтетической смолы составляет 40% по весу.

14. Гвоздь по любому из пп. 1-13, отличающийся тем, что он состоит из материала с плотностью > 0,65 г/см³, в частности плотностью > 0,85 г/см³ и предпочтительно плотностью > 1,0 г/см³, причем плотность составляет в частности 1,3 г/см³.

15. Гвоздь по любому из пп. 1-14, отличающийся тем, что стержень (1а) гвоздя имеет круглое, овальное или многогранное поперечное сечение.

16. Гвоздь по п. 15, отличающийся тем, что диаметр, соответственно наименьшая толщина стержня, составляет от 2 до 6 мм, в частности от 3 до 6 мм и предпочтительно от 4 до 5 мм.

17. Обойма, снаряженная гвоздями, включающая большинство гвоздей по любому из пп. 1-16, которые вставлены в соответствующие отверстия полосы с перфорированной лентой.