RU218071U1

RU218071U1 - Spring shrinkage compensator for the assembly of wooden structures and structures

Info

Publication number: RU218071U1
Application number: RU2021131624U
Authority: RU
Inventors: Николай Владимирович Никишин
Original assignee: Николай Владимирович Никишин
Filing date: 2021-10-27
Publication date: 2023-05-04

Abstract

Полезная модель относится к области строительства и может быть использована для постоянного поддержания давления между отдельными элементами конструкций при долгосрочной усадке и непрерывном расширении и сжатии древесины, вызванных климатическими изменениями. Технический результат заключается в повышении компенсаторных свойств пружины и обеспечении надежности собранных деревянных строений и конструкций в эксплуатации при усадке, вызванной климатическими изменениями благодаря цилиндрообразным упорным элементам, фрезы с зубьями, выходящими за ось стержня, и размерам стержня и фрезы.

The utility model relates to the field of construction and can be used to constantly maintain pressure between individual structural elements during long-term shrinkage and continuous expansion and contraction of wood caused by climate change. The technical result consists in increasing the compensatory properties of the spring and ensuring the reliability of the assembled wooden structures and structures in operation during shrinkage caused by climatic changes due to cylindrical thrust elements, cutters with teeth extending beyond the axis of the rod, and the dimensions of the rod and cutter.

Description

Полезная модель относится к области строительства и может быть использован для постоянного поддержания давления между отдельными элементами конструкций готовых строений из сухого клееного бруса, оцилиндрованного бревна, цельного профилированного бруса и прочих при долгосрочной усадке и непрерывном расширении и сжатии древесины, вызванных климатическими изменениями.The utility model relates to the field of construction and can be used to constantly maintain pressure between individual structural elements of finished buildings made of dry glued laminated timber, logs, solid profiled timber and others during long-term shrinkage and continuous expansion and contraction of wood caused by climate change.

Известно техническое решение «Крепежный узел для сборки деревянных строений и конструкций», патент на полезную модель РФ N90510, приоритет от 17.08.2009 г. Крепежный узел для сборки деревянных строений и конструкций содержит головку с гранями под ключ, стержень с резьбой на наружной цилиндрической поверхности, упорные элементы и пружину, отличающийся тем, что, головка с гранями под ключ соединена со стержнем неразъемно, между головкой и резьбой, расположенной на противоположном от головки конце стержня, на гладкой части стержня соосно размещены нанизанные на него с возможностью осевого перемещения верхний и нижний упорные элементы и пружина, расположенная между ними. Техническим результатом является обеспечение постоянно-принудительной усадки, исключая линейные деформации деталей строения, уменьшая тем самым образование трещин у деталей, щелей и зазоров между ними.Known technical solution "Mounting assembly for the assembly of wooden buildings and structures", a patent for a utility model of the Russian Federation N90510, priority dated 17.08.2009 , thrust elements and a spring, characterized in that the head with turnkey faces is permanently connected to the rod, between the head and the thread located at the end of the rod opposite from the head, on the smooth part of the rod, the upper and lower thrust elements and a spring located between them. The technical result is the provision of permanent forced shrinkage, excluding linear deformation of the parts of the structure, thereby reducing the formation of cracks in the parts, gaps and gaps between them.

Недостатком такого технического решения является то, что при сжатии пружины, от закручивания, до смыкания витков, концы пружины выходят за пределы упорных элементов из-за того, что пружина расположена между упорными элементами в виде плоских шайб. Выходят за пределы упорных элементов обеспечивает зацепление пружины за волокна древесины, что препятствует свободному сжатию-разжатию пружины при сборке, что в свою очередь может спровоцировать приложение излишнего усилия закручивания и препятствовать работе пружины как компенсатора, при усадке и деформациях, вызванных климатическими изменениями в деревянных элементах конструкций. Еще одним недостатком является то, что пружина свободно смещается относительно оси стержня на ширину зазора между наружной поверхностью стержня и внутренней поверхности пружины, что приводит к отклонению от вертикали резьбового конца пружины и в равномерной компенсации всей конструкции.The disadvantage of this technical solution is that when the spring is compressed, from twisting to closing the coils, the ends of the spring go beyond the thrust elements due to the fact that the spring is located between the thrust elements in the form of flat washers. Going beyond the thrust elements ensures that the spring engages with the wood fibers, which prevents free compression and expansion of the spring during assembly, which in turn can provoke the application of excessive twisting force and prevent the spring from working as a compensator, during shrinkage and deformation caused by climatic changes in wooden elements structures. Another disadvantage is that the spring is freely displaced relative to the axis of the rod by the width of the gap between the outer surface of the rod and the inner surface of the spring, which leads to a deviation from the vertical of the threaded end of the spring and uniform compensation of the entire structure.

Известно техническое решение «Пружинный узел сила для сборки деревянных строений и конструкций», патент на полезную модель РФ N198184, приоритет от 27.12.2019 г. Пружинный узел для сборки деревянных строений и конструкций, содержит стержень с граненной головкой с резьбой на наружной цилиндрической поверхности, расположенной на противоположном от головки конце стержня, и соосно нанизанные на стержень, с возможностью осевого перемещения между головкой и резьбой верхнего и нижнего упорного элемента и пружины, размещенной между ними, отличающийся тем, что пружина выполнена конической, с диаметром наименьшего витка, большим диаметра стержня, но меньшим диаметром головки; верхний упорный элемент, размещенный между головкой и верхним концом пружины, выполнен в виде плоской шайбы; резьба на наружной цилиндрической поверхности стержня на острие снабжена просечкой.Known technical solution "Spring assembly force for the assembly of wooden buildings and structures", a patent for a utility model of the Russian Federation N198184, priority dated December 27, 2019. A spring assembly for the assembly of wooden structures and structures, contains a rod with a faceted head with a thread on the outer cylindrical surface, located at the opposite end of the rod from the head, and coaxially strung on the rod, with the possibility of axial movement between the head and the threads of the upper and lower thrust element and the spring located between them, characterized in that the spring is made conical, with a diameter of the smallest coil, greater than the diameter of the rod , but with a smaller head diameter; the upper thrust element located between the head and the upper end of the spring is made in the form of a flat washer; the thread on the outer cylindrical surface of the rod on the tip is provided with a notch.

Техническим результатом является повышение надежности и сохранение компенсаторных свойств пружинного узла на весь срок службы деревянного строения за счет пружинного узла-сила для сборки деревянных строений и конструкций, содержащего стержень с граненой головкой, конической пружиной, с диаметром наименьшего витка пружины, большим диаметра стержня, но меньшим диаметра головки, верхний упорный элемент, размещенный между головкой и верхним концом пружины, выполнен в виде плоской шайбы, которая в силу возможности ее свободного осевого перемещения по стержню без перекосов, за счет выбора диаметра, всегда соосна пружине и под действием гравитации прилегает к верхнему краю конической пружины, не позволяя верхнему концу стопорить вращение граненой головки при вкручивании в соединяемые детали или повреждать граненую головку пружинного узла при усадке и температурных деформациях собранных деревянных строений.The technical result is to increase the reliability and maintain the compensatory properties of the spring unit for the entire service life of a wooden structure due to the spring unit-force for assembling wooden buildings and structures, containing a rod with a faceted head, a conical spring, with a diameter of the smallest coil of the spring, larger than the diameter of the rod, but smaller than the diameter of the head, the upper thrust element, located between the head and the upper end of the spring, is made in the form of a flat washer, which, due to the possibility of its free axial movement along the rod without distortion, due to the choice of diameter, is always coaxial with the spring and, under the action of gravity, is adjacent to the upper edge of the conical spring, not allowing the upper end to stop the rotation of the faceted head when screwing into the parts to be joined or damage the faceted head of the spring assembly during shrinkage and temperature deformations of the assembled wooden structures.

Недостатком такого технического решения является то, что оно может спровоцировать приложение излишнего усилия при закручивании, вплоть до поломки/смятия пружины, и препятствовать компенсационной работе (сжатию-разжатию) пружины при усадке и деформациях.The disadvantage of this technical solution is that it can provoke the application of excessive force during twisting, up to breakage/collapse of the spring, and prevent compensatory work (compression-expansion) of the spring during shrinkage and deformation.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению является «Пружинный узел сила для сборки деревянных строений и конструкций», патент на полезную модель РФ №180363, приоритет от 11.04.2018 г. Пружинный узел сила для сборки деревянных строений и конструкций, содержащий стержень с граненой головкой, с резьбой на наружной цилиндрической поверхности, расположенной на противоположном от головки конце стержня, и соосно нанизанные на стержень с возможностью осевого перемещения между головкой и резьбой верхнего и нижнего упорных элементов и пружины, размещенной между ними, при этом упорные элементы выполнены чашеобразными;The closest in technical essence to the claimed technical solution is "Spring force assembly for the assembly of wooden buildings and structures", utility model patent of the Russian Federation No. 180363, priority dated 04/11/2018. faceted head, threaded on the outer cylindrical surface located at the end of the rod opposite from the head, and coaxially strung on the rod with the possibility of axial movement between the head and the threads of the upper and lower thrust elements and the spring placed between them, while the thrust elements are cup-shaped;

Стержень снабжен предохранительной втулкой длиной менее высоты полностью разжатой пружины, но более высоты полностью сжатой пружины, размещенной соосно между чашеобразными элементами внутри пружины; резьба выполнена длиной не более 80 мм, с проточкой на конце не менее 20% от длины резьбы.The rod is equipped with a safety sleeve with a length less than the height of a fully expanded spring, but more than the height of a fully compressed spring, placed coaxially between the cup-shaped elements inside the spring; the thread is made with a length of no more than 80 mm, with a groove at the end of at least 20% of the thread length.

Недостатком такого технического решения является то, что предохранительная втулка имеет меньший диаметр, чем чашеобразные элементы, что обеспечивает деформирование чашеобразных элементов при использовании такого устройства. Еще одним недостатком является то, что за счет проточки на конце резьбы, резьба уменьшается от заявленных 80 мм до 64 мм, что приводит к прокручиванию и полному выведению из строя пружинного узла.The disadvantage of this technical solution is that the safety sleeve has a smaller diameter than the cup-shaped elements, which ensures the deformation of the cup-shaped elements when using such a device. Another disadvantage is that due to the groove at the end of the thread, the thread is reduced from the declared 80 mm to 64 mm, which leads to scrolling and complete failure of the spring assembly.

Предлагается новое техническое решение свободное от вышеупомянутых недостатков.A new technical solution free from the above disadvantages is proposed.

Задачей предлагаемого технического решения является обеспечение надежности собранных деревянных строений и конструкций в эксплуатации при непрерывном расширении и сжатии вызванных климатическими изменениями.The objective of the proposed technical solution is to ensure the reliability of the assembled wooden buildings and structures in operation during continuous expansion and contraction caused by climate change.

Технический результат заключается в повышении компенсаторных свойств пружины и обеспечении надежности собранных деревянных строений и конструкций в эксплуатации при усадке, вызванной климатическими изменениями благодаря цилиндрообразным упорным элементам, фрезы с зубьями, выходящими за ось стержня, и размерам стержня и фрезы.The technical result consists in increasing the compensatory properties of the spring and ensuring the reliability of the assembled wooden structures and structures in operation during shrinkage caused by climatic changes due to cylindrical thrust elements, cutters with teeth extending beyond the axis of the rod, and the dimensions of the rod and cutter.

Технический результат достигается тем, что пружинный компенсатор усадки для сборки деревянных строений и конструкций содержит стержень с граненой головкой, резьбу на наружной поверхности стержня, расположенную на противоположном конце от граненой головки, и последовательно соосно нанизанные на стержень верхний упорный элемент, пружину и нижний упорный элемент, при этом верхний и нижний упорные элементы выполнены в виде цилиндрообразной чаши; стержень содержит фрезу с зубьями, при этом зубья фрезы имеют выпуклость, выходящую за ось стержня.The technical result is achieved by the fact that the spring shrinkage compensator for assembling wooden structures and structures contains a rod with a faceted head, a thread on the outer surface of the rod located at the opposite end from the faceted head, and an upper thrust element, a spring and a lower thrust element successively threaded coaxially onto the rod , while the upper and lower thrust elements are made in the form of a cylindrical bowl; the rod contains a cutter with teeth, while the teeth of the cutter have a bulge extending beyond the axis of the rod.

Резьба стержня имеет длину от 60 мм до 180 мм, а фреза с зубьями - от 10 мм до 12 мм.The thread of the rod has a length of 60 mm to 180 mm, and the cutter with teeth is from 10 mm to 12 mm.

Сущность предлагаемой полезной модели поясняется фигурами.The essence of the proposed utility model is illustrated by figures.

На фиг. 1 - общий вид пружинного компенсатора усадки для сборки деревянных строений и конструкций;In FIG. 1 - general view of a spring shrinkage compensator for the assembly of wooden buildings and structures;

На фиг .2 - пружинный компенсатор усадки в рабочем состоянии.Figure 2 - spring shrinkage compensator in working condition.

На фиг. 1 и 2 изображены: стержень 1, головка 2, верхний упорный элемент 3, пружина 4, нижний упорный элемент 5, стопорное кольцо 6, фреза 7, резьба 8, верхний элемент деревянной конструкции/сооружений 9, нижний элемент деревянной конструкции/сооружений 10, посадочное место 11 под пружинный компенсатор усадки.In FIG. 1 and 2 show: rod 1, head 2, upper thrust element 3, spring 4, lower thrust element 5, retaining ring 6, cutter 7, thread 8, upper element of the wooden structure / structures 9, lower element of the wooden structure / structures 10, seat 11 for spring shrinkage compensator.

Пружинный компенсатор усадки для сборки деревянных строений и конструкций (фиг. 1) представляет собой цилиндрический стержень 1, у которого на одном конце имеется головка 2 с гранями под ключ, последовательно, соосно, размещены с возможностью перемещения вдоль оси верхний упорный элемент 3, пружина 4, нижний упорный элемент 5, стопорный элемент 6 в виде шайбы, контактирующий с нижним упорным элементом, фреза 7 и резьба 8.Spring shrinkage compensator for assembling wooden buildings and structures (Fig. 1) is a cylindrical rod 1, which has a head 2 with turnkey edges at one end, sequentially, coaxially, placed with the ability to move along the axis of the upper thrust element 3, spring 4 , lower thrust element 5, locking element 6 in the form of a washer in contact with the lower thrust element, cutter 7 and thread 8.

Упорные элементы 3 и 5 выполнены в виде цилиндрообразной чаши, которые при сжатии пружины 4 соприкасаются друг с другом (фиг. 2) надежно фиксируя пружину от выхода за пределы упорных элементов, тем самым защищают пружину от повреждений и неконтролируемого сцепления с волокнами древесины элементов конструкции/сооружения 9 и 10. Сцепление с волокнами древесины приводит к препятствию свободного сжатия разжатия пружины 4 при сборке конструкций/сооружений и к приложению излишнего усилия при монтаже пружинного компенсатора, что приводит к поломке/смятию пружины и препятствует компенсационной работе пружины при усадке и деформациях, вызванных климатическими изменениями в деревянных элементах 9 и 10 конструкций/сооружениях На фиг. 2 фреза 7 с зубьями размещена после резьбы 8 и выполнена длиной 10-12 мм. При вкручивании пружинного компенсатора усадки, фреза 7 расширяет отверстие в древесных элементах 9 и 10 под гладкую часть стержня (на фигуре не отмечено), идущую после фрезы, тем самым предохраняет стержень от чрезмерного обжатия во время впитывания и отдачи древесиной влаги и улучшает скольжение деревянных элементов и дает пружине работать в полную силу. Резьба 8 имеет длину от 60 мм до 180 мм и зависит от длины стержня.Thrust elements 3 and 5 are made in the form of a cylindrical bowl, which, when the spring 4 is compressed, come into contact with each other (Fig. 2) securely fixing the spring from going beyond the thrust elements, thereby protecting the spring from damage and uncontrolled adhesion to the wood fibers of the structural elements / structures 9 and 10. Adhesion with wood fibers leads to an obstacle to free compression of the expansion of spring 4 during the assembly of structures / structures and to the application of excessive force during the installation of the spring compensator, which leads to breakage / collapse of the spring and prevents the compensatory work of the spring during shrinkage and deformations caused by climatic changes in the wooden elements 9 and 10 structures/structures In FIG. 2 cutter 7 with teeth is placed after the thread 8 and is made 10-12 mm long. When screwing in the spring shrinkage compensator, the cutter 7 expands the hole in the wood elements 9 and 10 under the smooth part of the rod (not marked in the figure) that goes after the cutter, thereby protecting the rod from excessive compression during the absorption and return of moisture by the wood and improves the sliding of the wooden elements and allows the spring to work at full force. Thread 8 has a length of 60 mm to 180 mm and depends on the length of the rod.

Пружинный компенсатор усадки для сборки деревянных строений и конструкций применяется следующим образом. Spring shrinkage compensator for the assembly of wooden buildings and structures is used as follows.

Для скрепления деревянных элементов конструкций 9 и 10 конструкции, в верхнем элементе 9 конструкции высверливают углубление -посадочное место 11 под головку 2 стержня 1. При скреплении, в посадочное место 11 верхнего элемента 9 конструкции, вставляют стержень 1 пружинного компенсатора усадки и, без предварительного рассверливания отверстия под резьбовую часть 8, вворачивают его конической частью стержня 1, до выхода резьбовой части 8 из верхнего элемента 9 конструкции и вхождения в нижний элемент 10 конструкции. При дохождении нижнего упорного элемента 5 до дна посадочного места 11 далее скользя по стержню 1, начинает прижимать пружину 4 к верхнему упорному элементу 3, который, упирается в головку с гранями 2, устраняя зазор в межвенцовом посадочном месте 11, и до тех пор, пока нижний упорный элемент 5 не упрется в верхний упорный элемент 3, предотвращая пружину 4 от пережатия и ее искривления. Полностью сжатая пружина 4 поддерживает постоянное давление на нижний упорный элемент 5, тем самым плотно прижимая верхний элемент 9 к нижнему элементу 10 конструкции друг к другу, что обеспечивает работу пружины, как компенсатора, при усадке и деформациях, вызванных климатическими изменениями в деревянных элементах конструкций. При этом упорные элементы 3 и 5 не позволяют свободным концам пружины 4 вылезти за пределы стенок упорных элементов 3 и 5, за счет того, что они выполнены в виде цилиндрообразной чаши, при которой пружина 4 при сжатии полностью скрывается внутри упорных элементов 3 и 5, чем предотвращается сцепление витков пружины с волокнами древесины стенок посадочного места 11.To fasten the wooden structural elements 9 and 10 of the structure, a recess is drilled in the upper element 9 of the structure - a seat 11 under the head 2 of the rod 1. When fastening, in the seat 11 of the upper element 9 of the structure, the rod 1 of the spring shrinkage compensator is inserted and, without pre-drilling holes for the threaded part 8, it is screwed in by the conical part of the rod 1 until the threaded part 8 exits the upper structural element 9 and enters the lower structural element 10. When the lower thrust element 5 reaches the bottom of the seat 11, further sliding along the rod 1, it begins to press the spring 4 against the upper thrust element 3, which abuts against the head with edges 2, eliminating the gap in the interventional seat 11, and until the lower thrust element 5 will not rest against the upper thrust element 3, preventing the spring 4 from being pinched and distorted. The fully compressed spring 4 maintains a constant pressure on the lower thrust element 5, thereby tightly pressing the upper element 9 to the lower structural element 10 to each other, which ensures the operation of the spring as a compensator during shrinkage and deformation caused by climatic changes in wooden structural elements. At the same time, the thrust elements 3 and 5 do not allow the free ends of the spring 4 to crawl out of the walls of the thrust elements 3 and 5, due to the fact that they are made in the form of a cylindrical bowl, in which the spring 4, when compressed, is completely hidden inside the thrust elements 3 and 5, which prevents adhesion of the coils of the spring with the fibers of the wood of the walls of the seat 11.

Предлагаемый пружинный компенсатор усадки для сборки деревянных строений и конструкций позволяет:The proposed spring shrinkage compensator for the assembly of wooden buildings and structures allows:

Во-первых, улучшить компенсаторные свойства пружины и повысить надежность собранных деревянных конструкций и строений при усадке за счет упорных элементов, выполненных в виде цилиндрообразной чаши, которые обеспечивают защиту пружины от механических повреждений и позволяют надежно фиксировать концы пружины от выхода за пределы упорных элементов, что в свою очередь защищает от неконтролируемого сцепления с волокнами древесины посадочного места.Firstly, to improve the compensatory properties of the spring and increase the reliability of the assembled wooden structures and structures during shrinkage due to thrust elements made in the form of a cylindrical bowl, which protect the spring from mechanical damage and make it possible to securely fix the ends of the spring from going beyond the thrust elements, which in turn, protects against uncontrolled adhesion to the wood fibers of the seat.

Во-вторых, упорные элементы в виде цилиндрообразных чаш позволяют предотвратить приложение излишнего усилия при закручивании, тем самым они исполняют роль втулки-предохранителя.Secondly, thrust elements in the form of cylindrical bowls make it possible to prevent the application of excessive force when twisting, thereby they play the role of a fuse sleeve.

В-третьих, благодаря наличию фрезы с зубьями, находящаяся между резьбой и внешней поверхности стержня, которая расширяет отверстие под гладкую часть стержень для его предохранения от чрезмерного обжатия во время впитывания и отдачи древесиной влаги и улучшает скольжение деревянных элементов и дает пружине работать в полную силу.Thirdly, due to the presence of a cutter with teeth located between the thread and the outer surface of the rod, which expands the hole for the smooth part of the rod to protect it from excessive compression during the absorption and release of moisture by the wood and improves the sliding of the wooden elements and allows the spring to work at full strength .

Claims

Spring shrinkage compensator for assembling wooden structures and structures, containing a rod with a faceted head, a thread on the outer surface of the rod located at the opposite end from the faceted head, and an upper thrust element, a spring and a lower thrust element successively threaded coaxially onto the rod, characterized in that the upper and lower thrust elements are made in the form of a cylindrical bowl, the rod contains a cutter with teeth, while the teeth of the cutter have a bulge extending beyond the axis of the rod; the thread of the rod has a length of 60 mm to 180 mm, and the cutter with teeth has a length of 10 mm to 12 mm.