Способ изготовления плетеных конструкций и элемент для плетения

013551 Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности и строительству и предназначено для производства плетеных конструкций, которые затем могут использоваться при внутренней отделке помещений, в качестве экранов радиаторов отопления, легких перегородок, стеновых и потолочных панелей, а также в качестве элементов мебели и филенок дверей. Известны многочисленные конструкции, выполненные традиционным методом плетения, например плетная мебель [1]. Способ изготовления таких плетных конструкций заключается в том, что элементы конструкции, выполненные в виде прутьев, лент или полос, плетут между собой, при этом устанавливают элементы в конструкцию, как минимум, вдоль двух направлений и соединяют элементы конструкции между собой так, что каждый из них проходит попеременно то сверху, то снизу других под прямым или косым углом, при этом элементы конструкции приобретают гофрированный профиль. В качестве сырья для элементов конструкции используют древесные прутья различных пород деревьев, бамбук, а также синтетические материалы. Так как для изготовления плетных конструкций, имеющих повышенную прочность и несущую способность, необходимо использовать элементы большей толщины и/или жесткости, использование указанного способа приводит при плетении к необходимости прикладывать значительные физические усилия. Это происходит потому, что усилия при плетении, в основном, направлены на изгиб элементов конструкции до малых радиусов кривизны для того, чтобы придать им гофрированный профиль, необходимый для осуществления плетения, что является недостатком этого способа. Кроме того, недостатком указанного способа является то, что используемые в нм элементы конструкции должны обладать повышенной гибкостью, что ограничивает спектр пригодных для плетения материалов. Известны отдельные конструкционные плетные полотна из древесных материалов, например ротанговое полотно. Способ изготовления таких плетных конструкций заключается в том, что элементы конструкции в виде тонких лент из древесного материала плетут между собой, в основном, механизированным способом, что позволяет упростить технологию создания мебели и других изделий с элементами плетения [2]. Недостатком способа изготовления ротангового полотна является то, что получаемые с его помощью плетные конструкции имеют крайне низкую несущую способность, вследствие чего всегда выполняют только декоративные функции после их фиксации на жстком каркасе. Известны также конструкции, выполненные методом плетения из древесного шпона, например перегородки, ширмы, вентиляционные рештки, рештки радиаторов отопления, выполняющие одновременно защитные и декоративные функции [3]. Способ изготовления таких плетных конструкций по совокупности существенных признаков является наиболее близким аналогом к заявляемому способу изготовления плетных конструкций. Способ заключается в том, что элементы конструкции плетут между собой, при этом устанавливают элементы в конструкцию вдоль двух направлений, преимущественно взаимно перпендикулярных. Кроме того, в качестве элементов, образующих конструкцию, при плетении используют полосы. Кроме того, полосы выполнены из древесного шпона [4]. Древесный шпон является материалом, получаемым механизированным способом. Листы шпона имеют постоянный размер по толщине и легко могут быть распилены вдоль волокон на полосы равной ширины, пригодные для плетения. Однако поскольку при плетении к элементам конструкции прикладывают усилия, направленные на их деформацию изгиба до малых радиусов кривизны для того, чтобы придать им гофрированный профиль, необходимый для осуществления плетения, проявляются отрицательные свойства древесины как материала для плетения. В отличие от других материалов, используемых при изготовлении плетных конструкций, древесина обладает большой жсткостью и недостаточной гибкостью. Гибкость материала проявляется при действии сил, направленных на деформацию изгиба этого материала. При этом основным показателем, определяющим величину действующей силы, необходимой для изгиба материала, является модуль упругости Е. Например, модуль упругости Е при изгибе для бука составляет Е 12 ГПа, а для ивовой лозы, традиционно используемой при изготовлении плетных изделий, модуль упругости составляет Е 1 ГПа. Для элемента плетной конструкции, изготовленного из древесины, как и для всех тврдых материалов в пределах упругих деформаций согласно закону Гука модуль упругости Е равенE = F/Ae где F - сила, приложенная к элементу плетной конструкции; А- площадь поперечного сечения элемента; е - относительная деформация в элементе. Таким образом, при плетении величина усилия, направленного на деформацию изгиба элемента конструкции, пропорциональна модулю упругости материала элемента, его толщине и величине относительной деформации, возникающей при изгибе, которая тем больше, чем меньше образуемый при изгибе радиус кривизны элемента конструкции. По этой причине выполнить плетение известным способом изготовления плетных конструкций возможно только при условии малой толщины полос шпона, так как для изгиба полос большой толщины-1 013551 до малых радиусов кривизны потребуются крайне большие физические усилия, направленные на то, чтобы придать им гофрированный профиль, необходимый для осуществления плетения. Кроме того, при увеличении толщины изгибаемых полос шпона увеличивается минимально допустимый радиус кривизны r в гофрированном профиле полос, так какr = h/2e (1) где е - максимально допустимая относительная деформация растяжения вдоль волокон;h - толщина полосы. Выполнение условия (1) позволяет осуществить изгиб полосы без е разрушения (разрыва волокон)[5]. Таким образом, недостатком описанного способа изготовления плетных конструкций является то,что при использовании в ходе его осуществления в качестве элементов для плетения полос большой толщины, например для изготовления плетных конструкций, имеющих повышенную прочность и несущую способность, необходимо прикладывать значительные физические усилия. Кроме того, минимальный радиус кривизны, возникающий в элементах конструкции при плетении, ограничен условием (1),что так же является недостатком описанного способа. Недостатком известного элемента для плетения является его выполнение, в сущности, прямолинейным. По этой причине использование указанного элемента для плетения сопряжено с необходимостью приложения физических усилий, направленных на изгиб элемента. Указанные усилия тем больше, чем больше площадь поперечного сечения элемента для плетения и меньше радиус кривизны возникающих при плетении гофр. Устранить указанные недостатки известных способа и элемента представляется возможным путем уменьшения деформаций, возникающих в элементах конструкции при плетении. Техническим результатом, обеспечиваемым заявляемым способом изготовления плетеных конструкций, является уменьшение усилий, необходимых для выполнения плетения. Дополнительным техническим результатом, обеспечиваемым заявляемым способом, является повышение прочности и несущей способности плетеных конструкций. Техническим результатом, обеспечиваемым заявляемым элементом для плетения, является снижение энергоемкости способов плетения, использующих элемент в качестве материала. В частности, при выполнении плетения с применением заявляемых элементов достигается значительное уменьшение усилий изгиба, которые необходимо прикладывать к элементу для выполнения плетения. Дополнительным техническим результатом, обеспечиваемым заявляемым элементом для плетения,является обеспечение возможности использования для плетения элементов с большим значением площади поперечного сечения, что приводит к повышению прочности и несущей способности плетных конструкций, изготовленных из заявляемых элементов. Сущность заявляемого способа изготовления плетеных конструкций заключается в том, что элементы конструкции плетут между собой, при этом устанавливают элементы в конструкции вдоль двух направлений, преимущественно взаимно перпендикулярных. При этом в качестве элементов конструкции, устанавливаемых при плетении, как минимум, вдоль одного направления, используют полосы с гофрами. Причм элементы конструкции, которые пересекают полосы с гофрами, устанавливают во впадинах этих полос. Полосы с гофрами можно изготавливать из гофрированной фанеры, при этом гофрированную фанеру распиливают на полосы. Полосы с гофрами можно изготавливать из листов древесного шпона, при этом листы древесного шпона гнут и одновременно склеивают в гофрированный пакет, а затем, при необходимости, распиливают его на полосы. Полосы с гофрами можно изготавливать из древесины, при этом фрезеруют древесную заготовку,формируя на ней гофры с формой, соответствующей профилю фрезы, после чего, при необходимости,распиливают ее на полосы. Сущность заявляемого элемента для плетения заключается в том, что он выполнен в виде полосы с гофрами. Элемент для плетения можно выполнять, например, из фанеры, древесного шпона, массива древесины. Технический результат способа изготовления плетеных конструкций - уменьшение усилий, необходимых для выполнения плетения, - достигается за счт того, что в заявляемом способе изготовления плетных конструкций в качестве элементов конструкции, устанавливаемых при плетении, как минимум,вдоль одного направления, используют полосы с гофрами. При этом элементы конструкции, которые пересекают полосы с гофрами, устанавливают во впадинах этих полос. Это позволяет не изгибать элементы плетной конструкции до малых радиусов кривизны для того, чтобы придать им гофрированный профиль, необходимый для осуществления плетения. Таким образом, уменьшаются усилия направленные на деформацию элементов и выполнение плетения. Технический результат способа изготовления плетеных конструкций: "повышение прочности и несущей способности плетных конструкций", достигается за счт того, что в заявляемом способе изготов-2 013551 ления плетных конструкций в качестве элементов конструкции, устанавливаемых при плетении, как минимум, вдоль одного направления, используют полосы с гофрами. При этом элементы конструкции,которые пересекают полосы с гофрами, устанавливают во впадинах этих полос. Это позволяет не изгибать элементы плетной конструкции до малых радиусов кривизны для того, чтобы придать им гофрированный профиль, необходимый для осуществления плетения. Следовательно, при этом в элементах конструкции не возникают критические деформации, которые могут привести к их разрушению. Таким образом, в заявляемом способе изготовления плетных конструкций гибкость элементов конструкции при плетении становится не критичной, появляется возможность использовать элементы с толщиной, значительно превышающей толщину элементов, используемых в известных способах изготовления плетных конструкций. Технические результаты заявляемого элемента для плетения - снижение энергоемкости способов плетения, использующих элемент, и обеспечение возможности использования для плетения элементов с большим значением площади поперечного сечения - достигается за счет того, что элемент для плетения выполнен в виде полосы с гофрами. Сущность группы изобретений поясняется следующими графическими материалами. Фиг. 1 - параметры полосы (элемента для плетения) с гофрами; фиг. 2 - фрагмент плетной конструкции, выполненной из полос древесного шпона с гофрами и полос с прямым профилем, в разрезе и параметры е элементов; фиг. 3 - фрагмент плетной конструкции, выполненной из полос древесного шпона с гофрами, в разрезе и параметры е элементов; фиг. 4 - схема изготовления плетной конструкции по примерам 1 и 3, вид сверху и сбоку; фиг. 5 - профиль полос (элементов для плетения), используемых в примере 1 в качестве элементов конструкции; фиг. 6 - общий вид плетной конструкции по примерам 1 и 3, вид сверху и сбоку; фиг. 7 - схема изготовления плетной конструкции по примеру 2, вид сверху и сбоку; фиг. 8 - профиль полос (элементов для плетения), используемых в примере 2 в качестве элементов конструкции; фиг. 9 - общий вид плетной конструкции по примеру 2, вид сверху и сбоку; фиг. 10 - схема изготовления гофрированного древесного материала из древесного шпона гнутьм с одновременным склеиванием: установка пакета из листов шпона в пресс-форму; фиг. 11 - схема изготовления гофрированного древесного материала из древесного шпона гнутьм с одновременным склеиванием: прессование; фиг. 12 - схема изготовления древесной заготовки с гофрами фрезерованием, вид сверху; фиг. 13 - схема изготовления древесной заготовки с гофрами фрезерованием, вид сбоку. В заявляемом способе изготовления плетных конструкций предложено использовать при плетении в качестве элементов, устанавливаемых, как минимум, вдоль одного направления, полосы с гофрами, а элементы конструкции, которые пересекают полосы с гофрами, устанавливать во впадинах этих полос. Гофрированный профиль полос может быть сформирован и таким образом, что внешне он практически не будет отличаться от профиля, который приобретают прямолинейные элементы конструкции в процессе их плетения друг с другом в известных способах изготовления плетных конструкций [4]. Гофрированный профиль определяется несколькими параметрами. На фиг. 1 показаны 2 - фрагмент элемента конструкции в виде полосы с гофрами, L - шаг чередования гофр, h - толщина полосы между впадиной и горбом, f - ширина полосы, Н - высота гофр, r - минимальный радиус кривизны гофр, R - максимальный радиус кривизны гофр, В - впадины, Г - горбы. Шаг чередования гофр L определяет в плетной конструкции минимальное расстояние между элементами, которые пересекают полосы с гофрами. Толщина полосы между впадиной и горбом h и е ширина f определяет е прочность. Высота гофр Н соответствует глубине впадины В. Высоту гофр Н задают при формировании полосы с гофрами, учитывая толщину, ширину и форму профиля элементов конструкции, которые будут пересекать полосы с гофрами при плетении. При этом величина Н выбирается так, чтобы элементы конструкции практически не испытывали деформацию изгиба со стороны полос с гофрами, после изготовления конструкции. Например, на фиг. 2 показан разрез фрагмента плетной конструкции, изготовленной по заявляемому способу из элементов равной толщины h, выполненных в виде полос 2 с гофрами, и полос с прямым профилем 1, которые пересекают полосы 2, при этом высота гофр Н 2h. На фиг. 3 показан разрез фрагмента плетной конструкции, изготовленной по заявляемому способу, в которой все элементы 2 являются полосами с гофрами и имеют толщину h, при этом высота гофр Нh. Минимальный радиус кривизны гофр r, ограниченный условием (1), учитывается при формировании полосы с гофрами методом гнутья и одновременного склеивания [6]. При этом минимальный радиус кривизны r определяет допустимые соотношения между значениями L и Н в соответствии с примерным равенствомrL2/16H Максимальный радиус кривизны гофр R соответствует выбранным параметрам L, h и Н и не имеет-3 013551 ограничений. Заявляемый способ изготовления плетных конструкций осуществляют, например, следующим образом. Элементы конструкции в виде прутьев, лент, полос с прямым профилем или полос с гофрами размещают в плоскости конструкции в ряд, горизонтально и параллельно друг другу вдоль первого направления. Далее производят плетение, с этой целью установленные элементы поочередно слегка изгибают в противоположные стороны от плоскости конструкции, заводят между ними, преимущественно перпендикулярно им, элемент в виде полосы с гофрами, причм элементы конструкции, которые пересекают полосы с гофрами, устанавливают во впадинах этих полос. Далее элементы, установленные вдоль первого направления, поочередно слегка изгибают в обратные стороны и аналогично устанавливают следующий элемент в виде полосы с гофрами и так цикл повторяют. Таким образом, при изготовлении плетной конструкции заявляемым способом, элементы конструкции плетут между собой в качестве элементов конструкции, устанавливаемых при плетении, как минимум, вдоль одного направления, используют полосы с гофрами. При этом элементы конструкции, которые пересекают полосы с гофрами, устанавливают во впадинах этих полос. Это позволяет не изгибать элементы конструкции до малых радиусов кривизны и, соответственно, не прикладывать усилия, направленные на то, чтобы придать элементам конструкции гофрированный профиль, необходимый для осуществления плетения. Таким образом, обеспечивается технический результат: уменьшение усилий,необходимых для выполнения плетения. Кроме того, в элементах не возникают деформации, которые могут привести к их разрушению, что позволяет выполнить конструкцию с повышенной прочностью и несущей способностью из элементов с большой толщиной. Таким образом, обеспечивается технический результат: повышение прочности и несущей способности плетных конструкций. Примеры конкретного выполнения Пример 1. На фиг. 4 показана схема примера изготовления плетной конструкции по заявляемому способу, в которой конструкцию изготавливают из следующих элементов: 1 - элементы, устанавливаемые вдоль первого направления, в виде полос с прямым профилем, изготовленные из древесины, 2 - элементы, устанавливаемые вдоль второго направления, в виде полос с гофрами, изготовленные из гофрированной фанеры. Изготовление плетной конструкции осуществляют следующим образом: на стандартном деревообрабатывающем оборудовании готовят из древесины полосы 1 с прямым профилем толщиной 5 мм,шириной 12 мм и длиной, определяемой размерами конструкции. Листы гофрированной фанеры [7] толщиной 5 мм, высотой гофр 11 мм и шагом чередования гофр 75 мм, распиливают поперк гофр на многопильном делительном станке ЦДК-5 на полосы 2 с гофрами шириной 30 мм. Элементы 1 в виде полос с прямым профилем в количестве, определяемом размерами конструкции, устанавливают в ряд, горизонтально и параллельно друг другу с шагом 37,5 мм вдоль первого направления. Далее поочередно разводят вверх и вниз концы элементов 1, с одной стороны, и заводят между ними горизонтально элемент 2 в виде полосы с гофрами. При этом устанавливают его вдоль второго направления перпендикулярно к элементам 1 так, чтобы его впадины оказались напротив элементов 1. Затем продвигают элемент 2 к другой стороне элементов 1. Далее концы элементов 1 разводят в обратные стороны и аналогично устанавливают следующий элемент 2 в виде полосы с гофрами и так цикл повторяют. Сборку продолжают аналогично на длину элементов 1. На фиг. 5 показан профиль полос 1 и 2, используемых в описанном примере в качестве элементов конструкции. На фиг. 6 показан общий вид полученной плетной конструкции. Пример 2. На фиг. 7 показана схема примера изготовления плетной конструкции по заявляемому способу, в которой конструкцию изготавливают из следующих элементов: 1 - элементы, устанавливаемые вдоль первого направления, в виде полос с гофрами, изготовленные из древесного шпона, 2 - элементы, устанавливаемые вдоль второго направления, в виде полос с гофрами, изготовленные из древесного шпона. Изготовление плетной конструкции осуществляют следующим образом. Пакет 3, составленный из 5 листов древесного шпона с толщиной 1 мм, с нанеснным на них клеем прессуют в пресс-форме 4 (фиг. 10 и 11), применяя метод гнутья с одновременным склеиванием [6], при этом получают гофрированный древесный материал толщиной 5 мм, высотой гофр 6 мм, шагом чередования гофр 75 мм. При необходимости, распиливают полученный гофрированный древесный материал поперк гофр на многопильном делительном станке ЦДК-5 на полосы с гофрами шириной 15 мм и длиной, определяемой размерами конструкции, получая при этом элементы 1 и 2. Элементы 1 в виде полос с гофрами в количестве, определяемом размерами конструкции, устанавливают в ряд, горизонтально и параллельно друг другу с шагом 37,5 мм вдоль первого направления, смещая их так, чтобы смежно к их впадинам находились горбы соседних элементов 1 (фиг. 7). Далее поочередно разводят вверх и вниз концы элементов 1, с одной стороны, и заводят между ними горизонтально элемент 2 в виде полосы с гофрами. При этом устанавливают его вдоль второго направления, перпендикулярно к элементам 1 так, чтобы его впадины оказались напротив элементов 1. Затем продвигают элемент 2 к другой стороне элементов 1 и устанавливают его во-4 013551 впадинах элементов 1. Далее концы элементов 1 разводят в обратные стороны и аналогично устанавливают следующий элемент 2 в виде полосы с гофрами и так цикл повторяют. Сборку продолжают аналогично на длину элементов 1. На фиг. 8 показан профиль полос 1 и 2, используемых в описанном примере в качестве элементов конструкции. На фиг. 9 показан общий вид полученной плетной конструкции. Пример 3. На фиг. 4 показана схема примера изготовления плетной конструкции по заявляемому способу, в которой конструкцию изготавливают из следующих элементов: 1 - элементы, устанавливаемые вдоль первого направления, в виде полос с прямым профилем, изготовленные из древесины, 2 - элементы, устанавливаемые вдоль второго направления, в виде полос с гофрами, изготовленные из древесины. Изготовление плетной конструкции осуществляют следующим образом. На стандартном деревообрабатывающем оборудовании готовят из древесины полосы 1 с прямым профилем толщиной 5 мм,шириной 12 мм и длиной, определяемой размерами конструкции. Фрезеруя заготовку 7 (фиг. 12; 13),формируют на ней гофры. С этой целью заготовку 7 в виде доски толщиной 16 мм устанавливают пластью вниз и закрепляют на рабочем столе (не показан) фрезерного станка ВФК-1. Далее опускают концевую фрезу 8 на высоту 5 мм от поверхности рабочего стола (не показан) и устанавливают е напротив длинной стороны заготовки. Включают силовой привод фрезы (не показан) и осуществляют подачу заготовки 7 относительно концевой фрезы 8 по траектории, указанной пунктиром (фиг. 12). Вращаясь и смещаясь по указанной траектории относительно заготовки, концевая фреза 8 срезает часть материала заготовки 7 и формирует при этом на ней профиль 9 с формой, соответствующей профилю фрезы (фиг. 13), и с шагом L=75 мм, соответствующим траектории движения фрезы. После обработки одной стороны заготовку 7 переворачивают, смещают вдоль е длинной стороны на расстояние L/2 и обрабатывают е вторую сторону аналогично первой, при этом заготовка приобретает гофры высотой Н=11 мм и толщиной между впадиной и горбом h=5 мм (фиг. 13). Далее, при необходимости, (в зависимости от ширины заготовки 7) распиливают полученную заготовку поперк гофр на многопильном делительном станке ЦДК-5 на полосы 2 с гофрами шириной f=30 мм. Элементы 1 в виде прямых полос в количестве, определяемом размерами конструкции, устанавливают в ряд, горизонтально и параллельно друг другу с шагом 37,5 мм вдоль первого направления (фиг. 4). Далее поочередно разводят вверх и вниз концы элементов 1, с одной стороны, и заводят между ними горизонтально элемент 2 в виде полосы с гофрами. При этом устанавливают его вдоль второго направления, перпендикулярно к элементам 1 так, чтобы его впадины оказались напротив элементов 1. Затем продвигают элемент 2 к другой стороне элементов 1. Далее концы элементов 1 первого направления разводят в обратные стороны и аналогично устанавливают следующий элемент 2 в виде полосы с гофрами и так цикл повторяют. Сборку продолжают аналогично на длину элементов 1. На фиг. 6 показан общий вид полученной плетной конструкции. Поскольку используемые в заявляемом способе изготовления плетных конструкций элементы конструкции выполнены из материалов, выпускаемых промышленно, и могут быть изготовлены по известным промышленным технологиям, заявляемый способ может использоваться в деревообрабатывающей промышленности, в строительстве, в производстве мебели и предметов интерьера. Получаемые с его помощью плетные конструкции найдут широкое применение при внутренней отделке помещений, в качестве экранов радиаторов отопления, лгких перегородок, стеновых и потолочных панелей, а также в качестве элементов мебели и филнок дверей. Автором произведена партия плетных конструкций, изделия из которых проходят опытную эксплуатацию. Источники информации. 1. Тарасенко В.М. Конструирование и производство плетной мебели. М , Лесная Пром. 1989. 2. Интернет ресурс: www.abode.ru/comm/rattan.html. 3. Интернет ресурс: http://catalog.haefele.ru/c/757.html. 4. Интернет ресурс: www.traditions.ru/articles/basemethods.htm. 5. Хрулв В.Н. Производство конструкций из дерева и пластмасс. М., Высшая школа, 1989. 6. Шумега С.С. Иллюстрированное пособие по производству столярно-мебельных изделий, М.,1991. 7. Наназашвили И.X. Строительные материалы и изделия, справочное пособие, стр. 266, М., Аделант, 2005. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ изготовления плетных конструкций, заключающийся в том, что элементы конструкции плетут между собой, при этом устанавливают элементы в конструкции вдоль двух направлений, преимущественно взаимно перпендикулярных, отличающийся тем, что в качестве элементов конструкции,устанавливаемых при плетении как минимум вдоль одного направления, используют полосы с гофрами,-5 013551 причм элементы конструкции, которые пересекают полосы с гофрами, устанавливают во впадинах этих полос. 2. Способ изготовления плетных конструкций по п.1, отличающийся тем, что в качестве всех элементов конструкции при плетении используют полосы с гофрами. 3. Способ изготовления плетных конструкций по п.1, отличающийся тем, что полосы с гофрами изготавливают из гофрированной фанеры, при этом гофрированную фанеру распиливают на полосы. 4. Способ изготовления плетных конструкций по п.1, отличающийся тем, что полосы с гофрами изготавливают из листов древесного шпона, при этом листы древесного шпона гнут и одновременно склеивают в гофрированный древесный материал, после чего, при необходимости, распиливают его на полосы. 5. Способ изготовления плетных конструкций по п.1, отличающийся тем, что полосы с гофрами изготавливают из древесины, при этом фрезеруют древесную заготовку, формируя на ней гофры, после чего, при необходимости, распиливают е на полосы. 6. Элемент для плетения, выполненный в виде полосы, отличающийся тем, что указанная полоса имеет гофры. 7. Элемент по п.6, отличающийся тем, что он выполнен из фанеры. 8. Элемент по п.6, отличающийся тем, что он выполнен из древесного шпона. 9. Элемент по п.6, отличающийся тем, что он выполнен из массива древесины.