Элемент конструкции узла торцевого замка системы бесклеевого соединения панелей для пола

Авторы патента:

E04F15/04 - деревянные, например с деревянными соединительными элементами (паркет цилиндрической формы E04F 15/16)

Полезная модель относится к области строительства и, в частности, может быть использована в системе плавающих напольных покрытий, сплачиваемых посредством механического замка типа паз-шип. Элемент конструкции узла торцевого замка системы бесклеевого соединение панелей для пола образуют из первой и второй прямоугольных жестких панелей. Каждая из упомянутых выше панелей выполнена, по крайней мере, из трех слоев, последовательно скрепленных между собой сверху вниз в вертикальной плоскости, включая защитный слой, несущий слой и оборотный слой. Первая из упомянутых выше прямоугольных жестких панелей снабжена на торце средством механического соединения типа паз, а вторая из прямоугольных жестких панелей содержит на торце, прилегающем к торцу первой жесткой прямоугольной панели, ответное средство механического соединения типа шип. Паз выполнен на торце первой из прямоугольных жестких панелей в виде профилированного углубления, образованного поверхностью верхней губки, поверхностью нижней губки, соединяющих их поверхностью свода и, по существу вертикальной торцевой поверхности. Шип выполнен в виде ответной пазу профилированной лапки, размещенной на торце второй из прямоугольных жестких панелей, примыкающей к первой из прямоугольных жестких панелей. Торцевые поверхности первой и второй прямоугольных жестких панелей под профилированной лапкой дистанцированы на расстояние, равное одному из значений интервала от 5×10^-3 м до 7×10^-3 м. Технический результат, ожидаемый от устройства в соответствии с настоящей заявкой на полезную модель, состоит в расширении границ температурного интервала эксплуатации заявляемого устройства. 1 н.п. ф-лы, 3 таб., 1 ил.

Известен наборный половой настил [1], деревянные элементы которого сплачивают (механически объединяют) посредством торцевого бесклеевого замка, состоящего из прямоугольного паза и ответного ему шипа, которые выполняют на стыкуемых торцах упомянутых деревянных элементов полового настила.

Недостатком приведенного аналога является возможность использования устройства-аналога только в узких интервалах температуры и влажности вследствие коробления полового настила по причине отсутствия в конструкции узла торцевого замка компенсирующих сезонные колебания температуры и/или влажности зазоров.

Известна также конструкция узла бесклеевого торцевого замка [2] соединяемых в сплошное половое покрытие панелей. Сплачивание упомянутых выше панелей производится посредством распространенного торцевого замка типа паз-шип, состоящего из прямоугольного паза и ответного ему шипа, размещенных в донной части торцов соединяемых панелей. Помимо этого, торцевой замок содержит вторую пару шип-паз для дополнительного бесклеевого соединения, выполненных на тех же соединяемых торцах панелей, соответственно, в виде фигурного паза и ответного ему фигурного шипа.

Недостатком данного аналога является возможность использования устройства-аналога только в узких интервалах температуры и влажности вследствие коробления полового настила по причине отсутствия в донной части узла торцевого замка элемента-зазора, компенсирующего указанные внешние воздействия.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является известное решение [3], в котором раскрыта конструкция торцевого механического замка для соединения разрозненных в процессе изготовления жестких прямоугольных панелей в сплошное напольное покрытие. Узел торцевого замка образуется посредством взаимодействия первой и второй упомянутых прямоугольных жестких панелей, каждая из которых выполнена, по крайней мере, из трех функционально различающихся слоев, последовательно скрепленных между собой сверху вниз в вертикальной плоскости. При этом первая из прямоугольных жестких панелей снабжена на торце средством механического соединения типа паз, а вторая из прямоугольных жестких панелей содержит на торце, прилегающем к торцу первой жесткой прямоугольной панели, ответное средство механического соединения типа шип. Для образования механического соединения этих панелей в узле торцевого замка используют гибкий шпунт, который фактически дистанцирует поверхности элементов замкового соединения (лапки шипа и всех губок паза) в донной части этих панелей. Данное техническое решение принимается в качестве прототипа.

Недостатком прототипа является возможность использования устройства-аналога только в относительно узких интервалах температуры и влажности вследствие коробления напольного настила по причине обширности площади контакта (в связи с использованием в конструкции узла торцевого замка гибкого шпунта) поверхности элементов торцевого замка с атмосферой окружающей среды, температура и относительная влажность которой подвержены существенным сезонным колебаниям.

Задача, на решение которой направлено создание заявленной полезной модели, заключается в расширении географии применения ламинированных напольных покрытий (формируемых из ламинированных панелей) до территорий с большим сезонным колебанием температуры и/или относительной влажности окружающей среды.

Ожидаемый технический результат состоит в расширении границ температурного интервала эксплуатации заявляемого устройства.

Указанный технический результат достигается тем, что в элементе конструкции узла торцевого замка системы бесклеевого соединение панелей для пола, образованного из первой и второй прямоугольных жестких панелей, каждая из которых выполнена, по крайней мере, из трех слоев, последовательно скрепленных между собой сверху вниз в вертикальной плоскости, включая защитный слой, несущий слой и оборотный слой, причем первая из прямоугольных жестких панелей снабжена на торце средством механического соединения типа паз, а вторая из прямоугольных жестких панелей содержит на торце, прилегающем к торцу первой жесткой прямоугольной панели, ответное средство механического соединения типа шип, паз выполнен на торце первой из прямоугольных жестких панелей в виде профилированного углубления, образованного поверхностью верхней губки, поверхностью нижней губки, соединяющих их поверхностью свода и, по существу вертикальной торцевой поверхности, а шип выполнен в виде ответной пазу профилированной лапки, размещенной на торце второй из прямоугольных жестких панелей, примыкающей к первой из прямоугольных жестких панелей, при этом торцевые поверхности первой и второй прямоугольных жестких панелей под профилированной лапкой дистанцированы на расстояние, равное одному из значений интервала от 5×10^-3 м до 7×10^-3 м.

Заявленная полезная модель иллюстрируется чертежом. На Фиг.1 схематично изображено вертикальное сечение торцевого замка системы бесклеевого соединения панелей для пола с предлагаемым элементом конструкции узла торцевого замка.

Перечень позиций:

1. Защитный слой.

11. Защитный слой первой панели.

12. Защитный слой второй панели.

2. Несущий слой.

21. Несущий слой первой панели.

22. Несущий слой второй панели.

3. Оборотный слой.

31. Оборотный слой первой панели.

32. Оборотный слой второй панели.

4. Шип.

5. Паз.

6. Щелевой элемент конструкции узла торцевого замка.

Механическое сплочение прямоугольных жестких панелей обеспечивается с участием предлагаемой конструкцией узла торцевого замка системы бесклеевого соединения образующих напольное покрытие элементов.

Поверхность каждой из упомянутых выше панелей, оппозитная поверхности контактирующей с черновым полом (иными словами тыльной стороне напольного покрытия), снабжена защитным слоем, т.е. на поверхности первой панели для пола формируют защитный слой первой панели для пола 11(Фиг.1), а на поверхности второй панели для пола формируют защитный слой второй панели для пола 12(Фиг.1).

В случае выполнения защитного слоя в виде двухслойного ламината, последний на поверхности первой панели для пола 11 (Фиг.1) представляет собой слой декора (раскрашенного и/или тисненного декоративного покрытия), поверх которого сформирована высокопрочная пленка (в частности, армированной абразивным порошком, например Al₂O₃), предпочтительно на основе меламиновой или акриловой смолы. Структура защитного слоя 12(Фиг.1) на поверхности второй панели для пола идентична структуре защитного слоя первой панели 11(Фиг.1).

В случае выполнения защитного слоя в виде композитного ламината, последний на поверхности первой панели для пола 11 (Фиг.1) представляет собой базовый слой на основе меламиновой или акриловой смолы, на поверхности которого термически закреплен слой декора. А слой декора, в свою очередь, покрыт высокопрочной (в значении армирования абразивными частицами, например, порошком Al₂O₃) пленкой, предпочтительно на основе также меламиновой или акриловой смолы. Структура композитного ламината на поверхности второй панели 12(Фиг.1) для пола идентична структуре защитного слоя первой панели 11(Фиг.1).

Во всех из указанных выше случаев защитные слои панелей закреплены на поверхности несущего слоя, в данном случае, несущих слоев первой панели 21(Фиг.1) и второй панели 22(Фиг.1) соответственно. Несущий слой первой 21(Фиг.1) и несущий слой второй 22(Фиг.1) панелей выполняются из древесноволокнистой плиты средней (Medium Density Fibroboard) или высокой (High Density Fibroboard) плотности.

С тыльной стороной несущего слоя 21 (Фиг.1) и 22(Фиг.1), скрепляют оборотный слой первой 31(Фиг.1) и оборотный слой второй 32(Фиг.1) панелей. В качестве материала оборотного слоя обыкновенно используют нерафинированную или пропитанную смолой (предпочтительно, меламиновой или акриловой смолой) бумаги. Функционально оборотный слой 31 и 32(Фиг.1) предназначен для компенсации механических напряжений в несущем слое 21 и 22 (Фиг.1), возникающих вследствие наличия на его поверхности совершенно отличного от несущего слоя по структуре (и, соответственно, по механическим характеристикам) защитного слоя 11 и 12 (Фиг.1).

Бесклеевое сочленение панелей в заявленном устройстве обеспечивается благодаря тому, что на их вертикальных (т.е. торцевых) поверхностях методами инструментальной фрезеровки формируют средства механического соединения (узел торцевого замка) типа паз-шип. При этом шип 4(Фиг.1) выполняют в виде пружинящей фиксирующей лапки, поверхность которой контактирует с поверхностями верхней и нижней губок фиксирующего паза 5(Фиг.1) так, что под пружинящей фиксирующей лапкой шипа между первой и второй панелями образуется щелевой элемент конструкции узла торцевого замка 6(Фиг.1). Иными словами, торцевые части первой и второй сочленяемых панелей под лапкой шипа дистанцированы между собой на расстояние, равное одному из значений интервала от 5×10^-3 м до 7×10^-3 м.

Пример 1

Используют прямоугольные жесткие панели для бесклеевого сооружения пола со следующими размерами: длина - 1290 мм, ширина - 194 мм, толщина - 9 мм. Каждая из панелей оснащена двумя средствами механического соединения типа шип-паз, сформированными на торцах ее противоположных длинных сторонах. Используют указанные выше панели с защитным слоем 11 и 12 (Фиг.1) в виде двухслойноголамината толщиной 1×10^-3 м, причем толщина слоя декора в нем имеет значение 0,50×10^-3 м, а толщина пленки на основе меламиновой смолы 0,50×10^-3 м. В качестве несущего слоя 21 и 22 (Фиг.1) выбрали древесно-волокнистую плиту высокой плотности (HDF) толщиной 7 мм. Оборотные слои 31 и 32 (Фиг.1) был изготовлен из нерафинированной бумаги толщиной 1×10^-3 м.

Паз 5(Фиг.1) выполняют так, что поверхность верхней губки имеет нулевую кривизну и ориентирована параллельно плоскости поверхности прямоугольной жесткой панели, а поверхность нижней губки, наоборот, исполнена с кривизной 1/R равной 0,45. При этом паз 5(Фиг.1) на первом из торцов длинной стороны панели фрезеровали в виде фиксирующего ответный шип 4(Фиг.1) углубления так, что под пружинящей фиксирующей лапкой шипа 4(Фиг.1) между первой и второй панелями при сборке образуется щелевой элемент конструкции узла торцевого замка 6(Фиг.1). Фактически, в данном примере торцевые части первой и второй сочленяемых панелей под лапкой шипа 4(Фиг.1) дистанцированы между собой на расстояние 7×10^-3 м.

Сборку плавающего пола в помещении площадью 8 м² из панелей с описанной конструкцией торцевого замка производили со сдвигом положения торцов каждого следующего укладываемого ряда на половину длины применяемой для него панели. Первоначально вдоль выбранной стены помещения укладывался первый ряд прямоугольных жестких панелей так, чтобы торцы короткой стороны примыкали бы друг к другу, а паз 5 (Фиг.1) был обращен от стены помещения. Затем каждую из панелей второго ряда поочередно ориентировали шипом 4(Фиг.1) к пазу 5(Фиг.1) ранее уложенного ряда, наклоняли сочленяемую панель под углом около 45° к поверхности чернового пола (т.е. к горизонтальной плоскости) и с усилием примерно 9-10 кГ вводили пружинящую фиксирующую лапку шипа 4(Фиг.1) в углубление паза 5(Фиг.1) одновременно с этим приводя сочленяемую панель в горизонтальное положение. После укладки второй панели нового ряда пола, короткие торцы предыдущего ряда, позиционированные примерно на середине длины данной панели, поджимали требуемым количеством ударов обрезиненного молотка или использовали торцевую, металлическую оправку.

Завершив укладку последнего ряда собранного (без применения клея) из прямоугольных жестких панелей пола исследовали допустимые границы температурного интервала его эксплуатации. Оценку допустимости производили по результатам измерения видимого раскрытия шва между установленными панелями с предлагаемой конструкцией узла торцевого замка и прототипа, которое не должно превышать значение 0,2 мм. Для измерений использовался оптический бесконтактный микрометр марки РФ651-5, обеспечивающий погрешность линейного измерения до размера 5 мм не более 10 мкм.

Точность задания температуры пола посредством использования термоэлектрических элементов на основе эффекта Пельтье составляла 0,5°C. Усредненные результаты измерений видимого раскрытия шва у собранного из прямоугольных панелей и подвергнутого изменению температуры панельного пола представлены в Таблице 1.

Таблица 1
п/п	Объект исследований	Усредненное видимое раскрытие шва между панелями, мм	Температурный интервал
1	Устройство-прототип	0,2	14°C - 45°C
2	Заявленное устройство	0,2	2°C - 55°C

Как следует из Таблицы 1, предлагаемое устройство позволяет реализовать заявленный технический результат в виде расширения границ температурного интервала эксплуатации.

Пример 2

Используют прямоугольные жесткие панели для бесклеевого сооружения пола со следующими размерами: длина - 1290 мм, ширина - 194 мм, толщина - 7 мм. Каждая из панелей оснащена двумя средствами механического соединения типа шип-паз, сформированными на торцах ее противоположных длинных сторонах. Применяют указанные выше панели с защитным слоем 11 и 12 (Фиг.1) в виде двухслойного ламината толщиной 0,5×10^-3 м, причем толщина слоя декора в нем имеет значение 0,25×10^-3 м, а толщина пленки на основе акриловой смолы 0,25×10^-3 м. В качестве несущего слоя 21 и 22 (Фиг.1) использовали древесно-волокнистую плиту средней плотности (MDF) толщиной 6 мм. Оборотные слои 31 и 32 (Фиг.1) был изготовлен из пропитанной акриловой смолой бумаги толщиной 0,5×10^-3 м.

Паз 5(Фиг.1) выполняют так, что поверхность верхней губки имеет нулевую кривизну и ориентирована параллельно плоскости поверхности прямоугольной жесткой панели, а поверхность нижней губки, наоборот, исполнена с кривизной 1/R равной 0,12. При этом паз 5(Фиг.1) на первом из торцов длинной стороны панели фрезеровали в виде фиксирующего ответный шип 4(Фиг.1) углубления так, что под пружинящей фиксирующей лапкой шипа 4(Фиг.1) между первой и второй панелями при сборке образуется щелевой элемент конструкции узла торцевого замка 6(Фиг.1). В данном примере торцевые части первой и второй сочленяемых панелей под лапкой шипа 4(Фиг.1) были дистанцированы между собой на расстояние 6×10^-3 м.

Сборку плавающего пола в помещении площадью 9 м² из панелей с описанной конструкцией торцевого замка производили со сдвигом положения торцов каждого следующего укладываемого ряда на половину длины применяемой для него панели. Первоначально вдоль выбранной стены помещения укладывался первый ряд прямоугольных жестких панелей так, чтобы торцы короткой стороны примыкали бы друг к другу, а паз 5 (Фиг.1) был обращен от стены помещения. Затем каждую из панелей второго ряда поочередно ориентировали шипом 4(Фиг.1) к пазу 5(Фиг.1) ранее уложенного ряда, наклоняли сочленяемую панель под углом около 45° к поверхности чернового пола (т.е. к горизонтальной плоскости) и с усилием примерно 9-10 кГ вводили пружинящую фиксирующую лапку шипа 4 (Фиг.1) в углубление паза 5(Фиг.1) одновременно с этим приводя сочленяемую панель в горизонтальное положение. После укладки второй панели нового ряда пола, короткие торцы предыдущего ряда, позиционированные примерно на середине длины данной панели, поджимали требуемым количеством ударов обрезиненного молотка или использовали торцевую металлическую оправку.

Завершив укладку последнего ряда собранного (без применения клея) из прямоугольных панелей пола исследовали допустимые границы температурного интервала эксплуатации. Оценку допустимости производили по результатам измерения видимого раскрытия шва между установленными панелями с предлагаемой конструкцией узла торцевого замка и прототипа, которое не должно превышать значение 0,2 мм. Для измерений использовался оптический бесконтактный микрометр марки РФ651-5, обеспечивающий погрешность линейного измерения до размера 5 мм не более 10 мкм.

Таблица 2
п/п	Объект исследований	Усредненное видимое раскрытие шва между панелями, мм	Температурный интервал
1	Устройство-прототип	0,2	14°C - 45°C
2	Заявленное устройство	0,2	3,5°C - 54°C

Как следует из Таблицы 2, предлагаемое устройство позволяет реализовать заявленный технический результат в виде расширения границ температурного интервала эксплуатации.

Пример 3

Используют прямоугольные жесткие панели для бесклеевого сооружения пола со следующими размерами: длина - 1290 мм, ширина - 194 мм, толщина - 8 мм. Каждая из панелей оснащена четырьмя средствами механического соединения типа шип-паз, сформированными на торцах ее противоположных длинных сторонах. Используют указанные выше панели с защитным слоем 11 и 12 (Фиг.1) в виде трехслойного композитного ламината толщиной 1,2×10^-3 м, причем толщина базового слоя на основе пленки акриловой смолы была равна 0,4×10^-3 м, толщина слоя декора имела значение 0,4×10^-3 м, а толщина верхней защитной пленки на основе меламиновой смолы также равнялась 0,4×10^-3 м.

В качестве несущего слоя 21 и 22 (Фиг.1) выбрали древесно-волокнистую плиту высокой плотности (HDF) толщиной 6 мм. Оборотные слои 31 и 32 (Фиг.1) был изготовлен из нерафинированной бумаги толщиной 0,8×10^-3 м.

Пазы 5(Фиг.1) были выполнены так, что поверхность верхней губки имела нулевую кривизну и была ориентирована параллельно плоскости поверхности прямоугольной жесткой панели, а поверхность нижней губки, наоборот, была исполнена с кривизной 1/R равной 0,33. При этом паз 5(Фиг.1) на первом из торцов панели фрезеровали в виде фиксирующего ответный шип 4(Фиг.1) углубления так, что под пружинящей фиксирующей лапкой шипа 4 (Фиг.1) между первой и второй панелями при сборке образуется щелевой элемент конструкции узла торцевого замка 6(Фиг.1). Фактически, в третьем примере торцевые части первой и второй сочленяемых панелей под лапкой шипа 4(Фиг.1) были дистанцированы между собой на расстояние 5×10^-3 м.

Сборку плавающего пола площадью 8 м² из панелей описанной конструкции производили следующим образом. Первоначально вдоль выбранной стены помещения укладывался первый ряд прямоугольных жестких панелей так, чтобы торцы короткой стороны примыкали бы друг к другу до защелкивания, а паз 5 (Фиг.1) был обращен от стены помещения. Для смыкание шипа 4 (Фиг.1)и паза 5 (Фиг.1) коротких торцов очередную из укладываемых панель отклоняли от черного пола в точке соприкосновения коротких торцов сплачиваемых панелей примерно на 45° и с усилием 9-10 кГ вводили пружинящую фиксирующую лапку шипа 4 (Фиг.1) в углубление паза 5(Фиг.1), одновременно с этим приводя сочленяемую панель в горизонтальное положение. Так продолжали действовать до набора первого ряда панелей у стены помещения механическим смыканием шипа и паза коротких торцов.

Второй ряд панелей бесклеевого пола сплачивали с первым рядом по торцу длиной стороны панели используя вышеописанный прием с наклоном около 45° относительно черного пола, т.е. каждую из панелей второго ряда поочередно ориентировали шипом 4(Фиг.1) к пазу 5(Фиг.1) ранее уложенного ряда, наклоняли панель примерно под углом 45° к поверхности чернового пола и с усилием 10-12 кГ вводили пружинящую фиксирующую лапку шипа 4(Фиг.1) в углубление паза 5 (Фиг.1), одновременно с этим разворачивая сочленяемую панель в горизонтальное положение. Очередную панель второго ряда позиционировали с отступом от короткого торца примерно на 10-15 мм, после ее защелкивания по длинному торцу поджимали панель к короткому торцу ранее смонтированной панели требуемым количеством ударов обрезиненного молотка до защелкивания механического соединения данного короткого торца. Так осуществлялся монтаж всего пола.

Таблица 3
п/п	Объект исследований	Усредненное видимое раскрытие шва между панелями, мм	Температурный интервал
1	Устройство-прототип	0,2	14°C - 45°C
2	Заявленное устройство	0,2	1,5°C - 55°C

Как следует из Таблицы 3, предлагаемое устройство позволяет реализовать заявленный технический результат в виде расширения границ температурного интервала эксплуатации.

Для реализации заявленной полезной модели могут быть использованы известные материалы и традиционное оборудования для прессования и механообработки, что дает основание полагать о ее соответствии критерию патентоспособности полезных моделей «промышленная применимость».

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Полезная модель РФ 35358, опуб. 10.01.2004 г.

2. Изобретение КНР 101492955, опуб. 29.07.2009 г.

3. Изобретение РФ 2373348, опуб. 27.11.2008 г. (прототип).

Элемент конструкции узла торцевого замка системы бесклеевого соединения панелей для пола, образованного из первой и второй прямоугольных жестких панелей, каждая из которых выполнена, по крайней мере, из трех слоев, последовательно скрепленных между собой сверху вниз в вертикальной плоскости, включая защитный слой, несущий слой и оборотный слой, причем первая из прямоугольных жестких панелей снабжена на торце средством механического соединения типа паз, а вторая из прямоугольных жестких панелей содержит на торце, прилегающем к торцу первой жесткой прямоугольной панели, ответное средство механического соединения типа шип, причем между торцами первой и второй прямоугольной жесткой панели в зоне стыковки под шипом имеется дистанция, отличающийся тем, что паз выполнен на торце первой из прямоугольных жестких панелей в виде профилированного углубления, образованного поверхностью верхней губки, поверхностью нижней губки, соединяющих их поверхностью свода и, по существу, вертикальной торцевой поверхности так, что поперечное сечение паза в вертикальной плоскости соответствует профилю, изображенному на фиг.1, а шип выполнен в виде ответной пазу профилированной лапки, размещенной на торце второй из прямоугольных жестких панелей, примыкающей к первой из прямоугольных жестких панелей так, что поперечное сечение шипа в вертикальной плоскости соответствует профилю, изображенному на фиг.1, при этом упомянутую дистанцию выбирают равной одному из значений интервала значений от 5·10^-3 до 7·10^-3 м.