Konstrukční spoje

10.1. Účel a podstata konstrukčních spojů

Konstrukční spoje jsou nedílnou součásti truhlářské výroby. Pro každý truhlářský výrobek je nutno vhodně zvolit a vyrobit konstrukční daný spoj. Pevnost a tuhost spoje závisí na kvalitě provedení a opracování konstrukčního spoje.

Obr. 1

10.2. Spoje plošné

10.2.1. Spárovka

Spárováním rozumíme spojování přířezů řeziva bočními plochami k sobě tak, aby se vytvořila deska – spárovka požadovaných rozměrů.
Spárovka je konstrukční deska vyrobená slepením užších přířezů jehličnatého nebo listnatého řeziva na šířku. Je vyrobena z masivního dřeva, proto si zachovává jeho příznivé i nepříznivé fyzikální a mechanické vlastnosti, pružnost a pevnot.
Z nepříznivých vlastností je nejdůležitější vztah k vodě, sesychání, bobtnání a borcení.

Pro výrobu vlysů i spárovek platí tyto zásady:

• Řezivo na spárovky se prořezává středem šířky, dřeň se odstraňuje.

• Trhliny se zaklíží, vypadlé suky, smolníky, apod. se vyspravují zátkami.

• Spárovky se sesazují tak, aby letokruhy na čelách probíhaly jedním směrem.

• Sesazené přířezy jsou ze stejného dřeva se stejnou hustotou.

• Přířezy I. jakosti pod transparentní nátěr nesmějí mít barevné ani vyspravené vady na viditelných místech výrobků.

Obr. 3

10.2.2. Svlaky

Spárovky se zpevňují obvykle pomocí svlakových lišt (svlaků). Svlakové lišty vyztužují spárovky, zvyšují jejich pevnost a zajišťují je proti borcení. Osazují se napříč spárovek, nejméně 50 mm od čela. Podle poměru výšky svlaku rozlišujeme svlaky vysoké stojaté a nízké – ležaté.

Stojaté svlaky jsou vysoké a úzké a používají se především na dílce umístěné vodorovně. Stojatý svlak dodává spárovce vyšší ohybovou pevnost.

Ležaté svlaky jsou nízké a široké. Používají se především na svislé dílce, kde by vysoký svak překážel ve vnitřním prostoru, například u dveří skříní. Letokruhy na čele nízkého svlaku mají probíhat co nejkolměji k ploše svlaku, tj. radiálně. Lišty na svlak připravujeme jen v hrubých rozměrech.

Obr. 4 Svlakové rohové spojení

Svlakování je spojování dřeva, které se hodí jen pro spojení desek z masivního dřeva ve tvaru písmene T. Jeho životnost závisí ve velké míře na správném a pečlivém provedení svlaku a svlakové drážky. Drážka se vyřezává nebo frézuje vždy do průběžného dílu a svlak se vypracovává na tupě připojeném dílu.

Obr. 5

Aby nebyl průběžný díl svlakovou drážkou příliš zeslaben, je třeba ji vyřezávat jen asi do jedné třetiny hloubky dřeva.

Drážka(rybina) se vyřezává buď svlakovkou, nebo čepovkou za pomoci naplocho upnuté vodicí lišty, nebo se frézuje svlakovou frézou. Svlak se vyhobluje svlakovníkem nebo se vyfrézuje na fréze. Získá se sklon 75° až 80°, aby se dřevo u svlaku nemohlo ustřihnout.

Obr. 6

Většinou jsou svlaková drážka a svlak směrem dopředu trochu kónické. Tak svlak spojení při montáži v poslední třetině nebo čtvrtině délky dna stahuje.
Je to tedy spojení, které lze vyrobit bez speciálních spojovacích prvků.

Podle provedení svlaku rozlišujeme jednostranný a dvoustranný svlak.
Jednostranný svlak se často používá pro spojení boku a dna, dvoustranný pro středové mezistěny.
Protože je svlak většinou zarážen do drážky, vznikají na stranách svlakové drážky síly, které musejí být zachyceny dřevem. Z tohoto důvodu je třeba dbát u svlakového spojení na dostatek dřeva u drážky. Proto by měla mít svlaková drážka od konce dílu vzdálenost alespoň 30 mm.

10.2.3. Kolíkové rohové spoje

Spojování kolíky se provádí ručními vrtačkami a vrtacími zařízeními nebo kolkovacími vrtačkami a na kolíkovacích automatech. Vzhledem k oblému tvaru a vzdálenosti kolíků, resp. otvorů pro kolíky, je dřevo spojovaných dílů jen velmi málo zeslabeno. Kromě toho lze části nábytku při montáži snadno skládat. Kolíky se mohou používat ke spojování částí nábytku z masivního dřeva, překližovaných a dřevotřískových desek.
Rozlišujeme tupé spojování kolíky a spojování kolíky a spojování kolíky na pokos. U posledního uvedeného spojení se mohou používat přímé kolíky nebo úhlové kolíky.

Kolíky

Kolíky jsou hladké nebo drážkové bukové tyče s různými průměry a délkami. Nejpoužívanější průměry jsou 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20 mm. Kromě kolíkových tyčí existují také hotové kolíky s různými rozměry a zkosenými konci. Jejich nejpoužívanější rozměry jsou uvedeny v tabulce 1. Kolíky se spirálovými a podélnými drážkami a s bobtnavými vlastnostmi se po nanesení lepidla označují jako rýhované, spirálové nebo hladké kolíky. Díky bobtnavým vlastnostem dřeva přilehne kolík těsně na boku otvoru, kolíkový spoj drží lépe. Drážky na lepidlo kromě toho umožňují rovnoměrnější rozdělení lepidla na plochy kolíku. V prodeji jsou i hotové kolíky z plastu.
Kolíky se hodí na jak tupé tak na pokosové spoje z masivního dřeva a velkoplošných desek.
Úhlové kolíky jsou kolíky z úhlem 90°. Používají se pro spoje na pokos. Jsou z plastu a mají při délce ramen 30 mm průměr 6 mm nebo 8 mm.
Vložená péra se v nábytkářské výrobě používají méně než kolíky pro větší pracnost a náročnost na provedení spoje.

Obr. 7

10.2.4. Spojování pomoci hřebíků

V truhlářské výrobě se kovové hřebíky používají k připevňování na skříně, dna zásuvek, zpevňovacích růžků pod sokly skříní, ke zpevnění některých konstrukčních spojů, rohy desek, apod.

10.2.5. Spojování pomoci lamel

Lamelové spoje se v současné době používají ve stále větší míře místo kolkových. Mají výhodu v menší náročnosti na přesnost provedení. Otvory pro lamely se zhotovují pomoci lamelovací frézky, která nám vyfrézuje miskové drážky. Tyto drážky frézujeme jak do plochy, tak i do čel materiálu. Lamely pak můžeme hned po vyfrézování vložit do drážky i s lepidlem a spoj se musí stáhnout ztužidly.
Tvarovaná pera (spojovací lamely) mají přibližně eliptický tvar (obr.1) jsou z překližky nebo DVD a mají na obou stranách vylisované, diagonálně probíhající rýhy a skosený okraj. Drážka pro tvarovaná péra se ve zvolené velikosti vyfrézuje do spojovaných obrobku frézou na drážky. Po nanesení lepidla a vložení tvarového péra do drážky péro nabobtná a vytváří tak velmi pevné spojení. Používá se pro tupé a pokosové spoje masivního dřeva a dřevěných materiálů. Tloušťka tvarových pér je pro všechny velikosti a tvary 4 mm.

10.2.6. Spojování ozuby

Spojování ozuby je spojení spárovky, popř. biodesky pomocí vícenásobných klínovitých (rybiny) nebo rovných čepů (sdružené čepy) které se nazývají ozuby, popř. rybiny. Toto spojení se volí ke spojování desek z masivního dřeva, neboť takto spojené díly se mohou neomezeně sesychat a bobtnat, ale ne bortit.
Nejpoužívanější druhy ozubových spojů jsou spojení na rybinové ozuby (otevřené, polokryté a celokryté) a spoje na sdružené čepy (přímé ozuby)

Obr. 8 Pohled na rybinové otevřené ozuby

10.2.7. Polokryté spojení ozuby

Pokud chceme, aby spojení ozuby nebylo z jedné strany vidět, používá se polokryté spojení ozuby. Rozdělení ozubů je i zde možné podle dvou výše uvedených příkladů. V těchto případech se místo tloušťky dřeva dosadí výška ozubů. Díl dřeva, který na čelních koncích kryje rybiny, se nazývá kryt. Tloušťka krytu by měla činit asi 1/4 až 1/3 tloušťky dřeva. Nařezávání ozubů se může provádět jen z vnitřní hrany dílu.

Rohy ozubů se nedoříznou a jsou odstraněny vydlabáním. Dlabání se usnadní, pokud se rohy naseknou starou škrabkou nebo kusem pilového listu, to je však možné pouze z měkkého dřeva. Po vydlabání ozubů se načrtnou, naříznou a vydlabou, popř. srazí rybinu. 

Obr. 9

Obr. 10

10.2.8. Celokryté ozuby

U celokrytých ozubů jsou rybiny ze všech stran skryté. Přitom je kryt ozubů a rybin slícován na pokos. Spojení může být na obou hranách osazeno na pokos.
Většinou se to ale provádí pouze u přední hrany….

10.2.9. Strojové ozuby

Na ozubovacích frézkách mohou být při jednom pracovním kroku vyfrézovány ozuby a rybiny svlakovou frézou, která je vedena vodícím kolíkem kolem vodicího kužele. Vzhledem k tvaru frézy získají ozuby zaoblené dno. Na ozubovacích frézkách lze vytvářet otevřené a polokraté ozuby.

10.2.10. Spoje na sdružené čepy

U tohoto rohového spojení probíhají všechny řezy vzájemně rovnoběžné. Proto se toto spojení při montáži samo od sebe nezatáhne. Musí být slepeno ve stahováku na korpusová tělesa nebo v podobném zařízení. Vzhledem k plochám, které jsou ze všech stran rovnoběžné, lze sdružené čepy vyřezat na čepovacích strojích nebo vyfrézovat speciálními frézami na frézkách.

Obr. 11 Rohové spojení na sdružené čepy

Rovné čepy se hodí pro montáž mezistěny. Otvory pro čepy musejí být ručně vydlabané do boků. Je třeba přesné narýsování na obou stranách prkna. Pro lepší držení lze rovné čepy i zajistit zvenčí klínem. Je pak třeba dbát na to, aby klíny byly zaraženy napříč k dřevním vláknům dané strany…

10.2.11. Rozebíratelné spoje

Velké skříně lze ve smontovaném stavu špatně balit a přepravovat. Proto jsou rohy takovýchto skříní rozebíratelné, spojované dohromady spojovacím kováním bez lepidla pouze silami šroubů nebo výstředníků. K zajištění těchto spojení se používají kolíky, jejichž funkce je pouze vodící (nelepí se) – vrtání pro rozebíratelná spojení mají většinou vůli a přesnost sestavení zajišťují právě kolíky.

Excentrické skříňové spojky se skládají z excentrického pouzdra, spojovacího čepu a zdířky. Zdířka se vloží do otvoru do boku a spojovací, čep se zašroubuje do zdířky. Dno se vyfrézuje, popř. vyvrtá pro čep a excentrické pouzdro. Otáčením excentrického pouzdra se dno pevně spojí s bokem. Kování se může zakrát krytem…

Lichoběžníkové spojky skříní se vtlačují do dna do připraveného otvoru. Spojkou se sešroubovává dno s bokem. Se šrouby pro spojování skříní se mohou sešroubovávat části skříní jako jsou podstavec nebo sokl s bočnicemi.

Spojovací šrouby, které se zašroubují z boku do příčné válcové matice ve dnu, jsou zvenčí viditelné. Hlava šroubu může být překrytá krytem.

Jednodílné spojovací šrouby (confirmat) jsou speciální šrouby, které se z boku šroubují do hrany dna. Pro výrobu otvoru je potřebný speciální stupňovitý vrták.

Excentrické minispojky jsou podobné excentrickým skříňovým spojkám, ovšem u tohoto kování je vidět pouze malé excentrické pouzdro ve dnu. Použitím kloubového spojovacího čepu lze dna a bočnice spojovat pod různými úhly.
Spojovacími úhelníky lze sešroubovávat prvky skříní, které jdou připevněn k dílům vruty. Otvory jsou vytvořeny pro montážní vzdálenost 32 mm.

10.2.12. Vruty

Vruty se používají především k upevňování kování a ke spojování dřevěných dílců. Spojení vruty je trvanlivější a pevnější než spojení hřebíky, také je lze opět uvolnit.

Vruty jsou většinou z nelegované oceli, mohou být ale také z mosazi (CuZn- slitiny mědi a zinku), ze slitin hliníku nebo z jiného kovu, např. nerezové oceli. Vruty mohou být bez povrchové úpravy nebo pomosazeným, pozinkovaným, poniklovaným nebo kadmiovaným povrchem. Pro snadnější zašroubování mohou mít různý povrch.
Vruty mají hlavu, dřík a závit.
Podle tvaru hlavy rozlišujeme vruty se zápustnou hlavou s drážkou, vruty s půlkulatou hlavou  s drážkou a  vruty s čočkovou hlavou  s drážkou.
Vruty se prodávají v baleních po 10–500 ks. Balení jsou ozn. samolepkou. Na ní je uveden tvar vrutu, průměr dříku v mm, délka v mm, číslo ČSN, druh materiálu a počet.

Obr. 12

10.3. Konstrukční spoje na délku

Pro výrobu nekonečného vlysu se používají tzv. prodlužovací spoje s klínovými ozuby (ostrými nebo tupými), při kterých získáváme větší lepenou plochu než jen při šikmě seřezaných vlysech (úkosový spoj). V současné době je možné použít systém vloženého pera (Domino), které má větší pevnost než i použitelné spoje s dvěma kolíky. Existuji i rozebíratelné prodlužovací spoje na délku, které jsou náročné na přesnost výroby – např. tzv. Francouzský zámek.

10.3.1. Úkosový spoj

Je jedním z nejjednodušších a nejznámějších způsobů, jak spojit dva dřevěné dílce v podélném směru. Při pečlivém provedení a vhodném výběru dřeva je tento spoj téměř nepoznatelný.
Délka úkosové spáry má činit dvojnásobek až trojnásobek tloušťky spojovaného dřeva. Jen tehdy získáme dostačující lepenou spáru, která zaručuje požadovanou pevnost.
Úkos se provádí pilkou a následně se pečlivě přehobluje.
Aby spojením a slepením nedocházelo k podélnému vzpěru, provádí se slepování na podložce.
 

Obr. 13 Rohový rámový spoj na pokos se skrytým vlastním perem (se zadlabaným čepem)

10.3.2. Přeplátovaný spoj

Jeho výroba je podstatně snazší a je jedno, zda při přeplátovaní provedeme příčnou spáru na pokos či kolmo.
Délka přeplátování by měla činit nejméně čtyřnásobek tloušťky dřeva, u silnějšího namáhání dílců ještě více.
Tento spoj se buď slepuje, nebo spojí šrouby.
 

Obr. 14

10.3.3. Spojení na čep a dlab

Spoj se skládá s části čepové a části dlabové. Podélné spojení se vyrábí stejně jak rohové spojení na čep a dlab.
K narýsování tohoto spoje je zapotřebí mít ostrou tužku, rejsek a úhelník.
Tloušťka čepu a šířka dlabu má činit zpravidla jednu třetinu tloušťky dřeva, délka čepu čtyřnásobek tloušťky dřeva.
Čepy a dlaby se naříznou čepovací pilkou a to u čepu z vnější strany a u dlabu z vnitřní strany rysky. Čep musí do dlabu přesně lícovat a po podélném zaříznutí se čep upraví příčným zaříznutím.Vydlabání dlabu se provádí dlátem odpovídající šířky.

Obr. 15

10.3.4. Falešný čep

Používá se hlavně u materiálu, kde je třeba šetřit dřevem. Zhotovení tohoto spoje je rychlé, ale je nutno dávat pozor na dostatečnou hloubku dlabu, případně na délku vloženého pera. Zpravidla činí dvojnásobek délky normálního čepu.

10.4. Rámové konstrukční spoje rohové a středové

Pod označením rohové spoje se rozumí spoje pro výrobu rámů a korpusů, nábytkových boků a den pod úhlem 90°. Spoje mohou být pevné, zajišťující pevné spojení jednotlivých prvků, a rozebíratelné, určené k montáží a demontáži prvků. Rozebíratelné spojení představuje i snadnější přepravu výrobků.

Mezi nejpoužívanější rámové spoje patří:

• spoje na tupo (mechanické spojení hřebíkové a vrutové)

• spoje pomoci čepů a rozporů (čep může být jednoduchý, dvojitý, nebo se skrytým čepem)

• spoje s jedno nebo oboustranným pokosem

• spoje pomoci zadlabaných čepů s pérem

• spojení vlysů na kolíky

• křížové spoje

Obr. 16 a) Rybinový středový spoj

10.4.1. Spoj na tupo

Je to nejjednodušším spojením rámu. Spojení dvou naložených, nebo předsazených vlysů se zajišťuje mechanicky vrutem, nebo hřebíkem. Přesto, že se tento způsob používá jen na podřadné práce, mělo by se při jeho výrobě respektovat několik základních pravidel:

1. zatloukat hřebíky kolmo do plochy

2. umístit hřebíky, nebo vruty dále od kraje plochy

3. vruty si vždy předvrtávat vrtákem menšího průměru

Vrutové spoje používáme u rohového spojení spíše tam, kde prvky nemají k přilnutí lepidla dostatečnou plochu, takže vrut pomáhá lepenému spoji přenášet napětí vzniklé ve spoji.

10.4.2. Spojení pomocí čepů a rozporů

Mohou být jednoduché nebo dvojité, se nejčastěji používají u okenních rámů, křídel apod. Čepy zhotovujeme zpravidla na vodorovných vlysech a rozpory na vlysech svislých. Tloušťka jednoho čepu se rovná třetině, dvojitého čepu pětině tloušťky vlysu. I zde záleží na přesné práci, a proto se čepy i rozpory rýsují současně.

Spojení na čep a rozpor je nejpoužívanějším rohovým spojením rámů. Čepy s rozpory se rýsují tvrdou tužkou, jejich délky se rýsují podle úhelníku. Na svislých nebo delších vlysech se dělají rozpory, na vodorovných nebo kratších čepy. Řezání rozporů se provádí od narýsované čáry směrem dovnitř. Čep se řeže naopak, směrem ven. Tím se zajistí potřebná těsnost spoje.

Při řezání dáváme pozor, abychom čep nenaříznuli. Aby čepy přesně do rozporů zapadly, musíme rozpory řezat těsně vedle rysky dovnitř. Rozpory po řezání vydlabeme.

U spojů s skrytým čepem se rozpor nedokončuje dlabáním z opačné strany.
Čep i dlab je zhotoven do tří čtvrtin šířky vlysů.

Po naklížení čepů a rozporů stáhneme rámy v rozích.

Obr. 17 Čep a rozpor

Vnitřní část rozporu se odstraňuje dlabáním. Dlabe se asi do poloviny šířky vlysu, potom se z opačné strany stejným způsobem vydlabe druhá polovina. Čepy se osazují čepovkou s jemným ozubením. Na přesnosti osazení čepu závisí kvalita spoje.
U rámů, které budou na výrobku viditelné, například rámové dvířka skříněk, se provádí na čep a rozpor s jednostranným pokosem. Rozpory na přední viditelné ploše rámu jsou skosený pod úhlem 45°.

10.4.3. Spoje s jedno nebo oboustranným pokosem

Působí opticky dobře a zajímavě, používá se hlavně u skříňových dveří.
Je nutno si vlysy přesně a důkladně narýsovat.

Na svislém vlysu se dlab provede obvyklým způsobem, zezadu se ponechá a z přední strany se zařízne na pokos. Provádí se to nejlépe pokosovací pilou, nebo v pokovovacím přípravku. Řez musí být čistý, poněvadž spára je viditelná. Na příčném vlysu se obvyklým způsobem vyřízne čep, jen ze zadní strany, zatím co z přední strany se opět provede pokos, který zasahuje až k čepu. Zbytek se osadí.
Podobně se zhotovuje oboustranný pokos. U něho se sice zmenšuje plocha lepené spáry, ale i tak je spoj pro dveře zcela dostačující.

Obr. 18

10.4.4. Rohové spoje na péro

U rohových spojů na péro by neměla tloušťka péra činit více než ¼ až 1/3 tloušťky dna a drážka by neměla být hlubší než 4/10 tloušťky boku. Péro musí především u vnějších rohů přesně zapadat do drážky. Rohový spoj s příliš velkým pnutím by již při sestavování praskl… U sbíjených polic může být péro nahoře nebo dole naříznuté. Pokud je naříznuté nahoře, může se police při silném zatížení v okolí péra rozštěpit. U péra naříznutého dole se při zatížení tvoří zezdola viditelná spára…

Rohový spoj na péro se hodí na vnější rohy u výrobků z masivního dřeva a laťovek, ale ne pro díly z dřevotřískových desek. Spojení se lepí a může se ve výjimečných případech navíc stlouci hřebíky. Používá se při výrobě regálů, dveřních zárubní, zásuvek aj.

Místo vyříznutých nebo vyfrézovaných pér se mohou vkládat do drážek i péra z překližek, dřevovláknitých desek nebo příčného dřeva. U rohů spojených na pokos musí být péro nasazeno co nejtěsněji k vnitřní hraně, aby mohlo být co nejširší…

Osvědčily se i některé speciální druhy pér jako jsou tvarová péra, plastová péra a úhlová péra, která jsou v obchodech k dostání v různých velikostech …

Obr. 19

Hlavní směry řezání

Postup při zhotovování rohového spojení na čep a rozpor

Testové otázky: