Spojování dřeva vruty slouží pro pevné a rozebíratelné spojení dvou dřevěných částí. Důvodem spojování dřevěných prvků je vznik základní nosné části různých dřevěných výrobků. V souhrnu to znamená, že trvanlivost a také pevnost výsledných výrobků přímo závisí na pevnosti použitých spojů. Dalšími činiteli, kteří přímo ovlivňují spojování dřeva, jsou vzájemná poloha prvků, velikost a způsob namáhání spoje a rovněž celkové rozměry spojovacích prvků.
Ať už pod Vašima rukama rostou krovy domů, zahradní domky, pergoly, altány, stání pro automobily, ploty, okrasné mosty a další dřevostavby nebo si jen chcete zkrášlit zahradu či dům, na vhodně vybraném a kvalitním spoji dřevěných dílů bude bezpochyby záviset nejen pevnost a dlouhá životnost celého díla, ale nebude zanedbána ani stránka estetická. Spoj vytvořený za pomoci vrutu musí zajistit bezpečné a dlouhodobé spojení spojovaných dílů.
Typy vrutů a jejich vlastnosti
Vruty mohou být ocelové, mosazné, poniklované nebo s jinou povrchovou úpravou. V současné době jsou „klasické“ ocelové vruty bez povrchové úpravy, s kónickým dříkem a drážkou v hlavě stále více vytlačovány novými typy, které jsou samořezné, mnohem lépe drží v hmoždinkách, mají povrchovou úpravu zinkováním (bílým i žlutým zinkochromátem), takže nekorodují, jsou vyráběny z tvrdších ocelí a přitom se jejich cena prakticky neliší. Vruty se vyrábějí také v provedení do sádrokartonu (povrchová úprava fosfátování, dvouchodý závit, vyšší tvrdost), i z mosazi nebo nerezových ocelí.
Vruty mají hlavu se zářezem pro šroubovák, válcovitý krček a kuželovitý závit. Dřevo spojujeme nejčastěji vruty s půlkulovou nebo se zápustnou hlavou. Velikost vrutu se udává dvěma rozměry, podobně jako u hřebíků. Jedním ze základních rozlišení vrutů je podle tvaru jejich hlavy, nejpoužívanější jsou vruty s hlavou šestihrannou, zápustnou, čočkovou, půlkulatou nebo půlkulatou s límcem.
Nová generace vrutů se speciálním závitem slouží ke spojům dřevo-dřevo a dřevo-kov. Nová generace vrutů se speciálním závitem slouží ke spojům dřevo-dřevo a dřevo-kov. Vruty Rapi-Tec UniPlus jsou určeny pro pevné spojení dřeva a dřeva i dřeva a kovu. Vruty BSP do lišt jsou určeny pro práci s tenkými materiály.
Čtěte také: Proč praská sádrokarton?
Konstrukční vruty
Konstrukční vruty jsou dalším, v poslední době hojně používaným typem, které nahrazují běžné vruty zejména u nosných konstrukcí, kde jsou vyžadovány kvalitní spoje při vysokém zatížení. Vyrábí se ve variantách se zápustnou hlavou, opatřenou ještě frézovacími drážkami ve spodní části k usnadnění jejího zahloubení do materiálu, s plochou talířovou hlavou, popřípadě se šestihrannou hlavou. Vruty konstrukční jsou opatřeny řeznou špičkou a frézovacím segmentem na těle. Díky těmto konstrukčním prvkům a drážce TORX, která minimalizuje přeskakování bitu v drážce, se vruty používají bez předvrtání s minimálním vynaloženým úsilím.
Terasové vruty
Terasové vruty jsou, jak už sám název napovídá, speciálně uzpůsobeny pro pokládku teras. Důraz je u nich kladem především na estetickou stránku, aby vruty nepůsobily rušivě a dotvářely celkový vzhled terasy, samozřejmě při zachování kvalitního spoje. Vruty terasové mají většinou zápustnou hlavu s rovnou nebo zaoblenou plochou nebo stupňovanou válcovou hlavou, mohou být opatřeny frézovacím segmentem na těle pro snížení rizika naštípnutí materiálu, frézovacími drážkami na hlavě pro dokonalé zahloubení do materiálu a dalším konstrukčním prvkem může být řezná špička nebo špička s vrtákem.
Zemní vruty
Někdy je však třeba spojit dřevěné prvky i se zemí, k čemuž slouží zemní vruty, a to v různém provedení. Původcem technologie zakládání na zemních vrutech je firma Krinner. Zemní vruty jako základní spojovací prvek pro ukotvení trámů se dnes využívají jak u profi staveb, tak u hobby staveb. K takto konstruovaným profesionálním stavbám patří klasické dřevostavby, montované a modulové stavby, ale například i stožáry anebo městský mobiliář. Z hobby staveb používajících k ukotvení zemní vruty patří zmínit alespoň zahradní domky, pergoly, altánky, terasy a ploty. Kotvící zemní vruty jsou pochopitelně vyráběny z nerezových materiálů, což jim zajišťuje dlouhou životnost.
Ač nejsou zemní vruty primárně určeny do dřeva, většina moderních dřevostaveb se bez nich neobejde. Plně nahrazují pracné a časově náročné betonování v oblasti základů u jednoduchých dřevostaveb jako jsou pergoly, altány, stání pro automobily, prolézačky a houpačky pro děti nebo plotové sloupky. Stačí vybrat správný typ zemního vrutu, který odpovídá charakteru stavby (vrut s přírubou, pro hranol, pro trubku…) a bez použití rýče, pouze za pomoci instalačního nástroje (někdy stačí i roxorová tyč) zavrtat vrut do země.
Speciální druhy vrutů
Často se můžeme setkat také se speciálními druhy vrutů jako jsou háčky nebo očka. Tyto vruty tvoří speciální skupinu vrutů, používaných v truhlářských dílnách.
Čtěte také: Využití tesařských spojů u chráněného řeziva
Pro spojování vruty používáme vhodný šroubovák, podle velikosti zářezu na hlavě vrutu. Při nevhodné velikosti šroubováku se zářez poškozuje. Pro šroubování se používají nástavce (bity), vyrobené z krátkých ocelových šestihranů zakončených nejčastěji křížovým profilem PH nebo PZ, které se dodávají v několika velikostech (PH 0 až PH 4, PZ 1 až PZ 4). Při šroubování musíme respektovat velikost a typ vrutů. Pokud použijeme profil bitu PH pro vrut PZ či obráceně, stane se, že hlavu vrutu (a časem i šroubovací nástavec) „ožvýkáme“ a ten nám pak bude vyjíždět z drážky.
Zásady pro používání samořezných vrutů
Průměr otvoru ve dřevě a podobných hmotách závisí na tvrdosti těchto materiálů a na jejich tloušťce. Zatímco do měkkého dřeva o síle do zhruba 20 mm není nutné předvrtávat otvor vůbec (vrut můžeme zlehka přiklepnout kladívkem a vrtačkou došroubovat), doporučuje se u tvrdého dřeva či překližky a dřevotřísky vyvrtat v celé délce vrutu otvor o průměru tzv. malého průměru vrutu (ten změříme břity posuvného měřítka, nebo vypočítáme - je to zhruba polovina až dvě třetiny tzv. velkého průměru). U tvrdého dřeva je nutné předvrtat otvor i v případě použití samořezných vrutů, které mají na konci dříku zmenšený průměr a ostré hrany. vruty do dřeva nikdy nezatloukáme kladivem, oslabuje se tím pevnost spojení.
Pro šroubování šroubů a vrutů s křížovou hlavou nelze používat starší typy vrtaček bez regulace otáček vřetene, protože při vysokých otáčkách šroubovací nástavec „vyskakuje“ z drážky vrutu. Pro tento účel musíme používat výhradně vrtačky s elektronickou regulací otáček. Vrtačka by měla být opatřena momentovou spojkou, která umožňuje citlivě regulovat sílu šroubování, což využijeme zejména tehdy, když vrut šroubujeme do měkkého materiálu a vruty potřebujeme citlivě dotáhnout tak, aby jejich hlavy byly v jedné rovině s plochou. Momentová spojka je nutná také v případech, kdy hrozí, že slabší vrut ukroutíme (stává se to u slabších a delších vrutů šroubovaných do tvrdého dřeva či překližky).
Vliv vlastností dřeva na vrutové spoje
Dřevo je přírodní materiál a jeho vlastnosti a charakteristiky jsou různé podle druhu dřeviny, ze které pochází. Vhodnost všech jeho parametrů je potřeba posoudit již ve fázi výběru dřeva pro konkrétní použití.
Všechny dřeviny, jsou-li vystaveny namáhání vlhkostí (déšť, vodní páry) bobtnají a sesychají, tedy mění svůj objem a tím i rozměry. To v praxi znamená, že pokud má dřevina výsledné procento změny rozměru v příčném směru vlivem vlhkosti 5 %, pak např. terasová palubka o šířce 140 mm změní svoji šířku o 7 mm. Terasová palubka šířky 140 mm z tvrdého dřeva musí být připojena dvěma vruty v její šířce. A je-li připojena napřímo (na tvrdo) ke spodní konstrukci, dojde s největší pravděpodobností k ulomení (ustřižení) vrutů. To je způsobeno tím, že se tato palubka roztahuje nebo smršťuje až o 3,5 mm od svého středu a vruty nemají prostor pro pohyb a současně se nemohou z důvodu vysoké hustoty dřeva do něj vtlačit jako u měkkého dřeva. Dřevo tak působí na vrut jako nůžky a vystavují jej vysokému namáhání na smyk, i přes to, že vruty splňují stanovené minimální hodnoty pro mechanické namáhání, nejsou schopny toto namáhání přenést. Je nutné si uvědomit, že roztažení nebo smrštění palubky o 3,5 mm na polovině její šířky odpovídá přibližně vnitřnímu průměru vrutu v závitu (u vrutů o průměru 5 mm přes závit). Připojením palubky jedním vrutem uprostřed šířky se sice dá vyhnout namáhání na střih, ale přináší to jiný problém. Palubka se může nekontrolovaně kroutit, prohýbat do misky.
Čtěte také: Průvodce tmelením OSB: Materiály a postupy
Riziko stříhání vrutů se výrazně sníží při použití distančních dílů, které vytváří mezeru mezi spodní konstrukcí a palubkami. V této mezeře mají vruty možnost se ohýbat a lépe tak odolávat namáhání, které do nich přenáší roztahující se nebo smršťující se palubky. Navíc tyto distanční díly přispívají i k ochraně dřeva. Také geometrie hlavy vrutu hraje svoji roli. Použití vrutu s klasickou geometrií hlavy může přispět k selhání spoje, i když v těchto případech bývá toto selhání podpořeno buď poddimenzováním vrutu, nebo použitím vrutů s nižšími hodnotami únosnosti. Proto je vhodnější použít vruty se speciální geometrií hlavy, kdy např. může dojít k částečnému vtažení hlavičky do dřeva a na dřík vrutu nepůsobí tak velké namáhání.
Chemické namáhání a koroze vrutů
Ve zhotoveném spoji působí na vruty také chemické namáhání vyplývající z okolního prostředí (interiér, exteriér) a chemických vlastností dřeva. Pokud není vrut schopen odolávat tomuto chemickému namáhání, dochází ke korozi vrutu, která se v první fázi projeví estetickými vadami, např. začernáním dřeva v okolí vrutu a později vlastní korozí vrutu, která v průběhu času povede k selhání spoje.
Vliv okolního prostředí
Prostředí (interiér, exteriér), ve kterém se spoje nachází, klade na vruty různé nároky, zejména z pohledu vlhkosti. Dřevo obsahuje od 1 do 15 % organických látek. Vyšší podíl určitých organických látek ve dřevě vede k jeho vyšší odolnosti a to je činí zajímavější pro použití v exteriéru např. na fasády nebo terasy. Ale právě tyto látky (např. třísloviny u dubu, bangkirai, massaranduba) mohou být velmi agresivní na spojovací materiál.
Vlivem kondenzace vlhkosti nebo srážkové vody vzniká okolo vrutu vyluhováním tříslovin ze dřeva agresivní prostředí, kterému musí vrut dlouhodobě odolávat. A není-li vrut schopen odolávat tomuto chemickému namáhání, začne korodovat a zabarvovat dřevo v jeho okolí. Na vrut však nemusí působit jen základní prostředí a chemické vlastnosti vlastního dřeva, ale mohou spolupůsobit i specifické vlastnosti blízkého okolí, vyvolané např. přítomností bazénu, sauny, výskytu posypové soli, vysoké koncentrace výfukových zplodin (silniční tunely) atd. Např. odpařování chloru z chlorované vody v uzavřeném plaveckém bazénu vede k tvorbě vrstvy chloridů na kovových dílech. Zde můžeme zjednodušeně říci, že v případě, kdy je konstrukce čištěna, tedy pravidelně omývána čistou vodou, může být použit spojovací materiál z nerezu A4 a v případě, že konstrukce není pravidelně čištěna, musí být použit spojovací materiál typu HCR. V případě nosné konstrukce, která není pravidelně čištěna vodou, tak u bazénů s vodou se standardním obsahem chloru (méně než 250 mg/l) je potřeba použít vruty z HCR oceli jakosti minimálně 1.4539. Pro vodu s vyšším obsahem chloru je nutné použít ještě odolnější HCR oceli např. 1.4547.
Třídy provozu z hlediska vlhkosti
| Třída provozu | Charakteristika vlhkosti |
|---|---|
| 1 | Vlhkost materiálů odpovídající teplotě 20 °C a relativní vlhkosti okolního vzduchu přesahující 65 % pouze po několik týdnů v roce. |
| 2 | Vlhkost materiálů odpovídající teplotě 20 °C a relativní vlhkosti okolního vzduchu přesahující 85 % pouze po několik týdnů v roce. |
| 3 | Klimatické podmínky vedoucí k vyšší vlhkosti než ve třídě provozu 2 (dřevěné prvky jsou zcela vystaveny působení povětrnosti). |
Další způsoby spojování dřeva
Nejpoužívanější tesařský spojovací materiál tvoří mechanické prostředky jako jsou hřebíky, kolíky, šrouby, tesařské vruty atd. Díky nim lze spojit dvě i více částí ze dřeva rychle a poměrně pevně. Avšak dřevěné části lze spojovat i lepidly, takzvanými chemickými kotvami.
Spojování dřeva hřebíky
Nejsnazší a nejrychlejší spojením dřevěných dílů je pomocí hřebíků. Vzniká tak nerozebíratelný spoj, který je však vhodný jen pro nízká zatížení. Existuje mnoho různých typů hřebíků, které se liší především tvarem a účelem použití. Spoj pomocí hřebíků není příliš pevný a stabilní, proto se většinou využívá pro nenamáhané spoje. Hřebíky se hodí třeba pro upevnění zad skříní. Je potřeba počítat s tím, že ve dřevě bude patrná hlavička hřebíku. Pro přibití okrasných lišt a obložení se proto používají hřebíky bez hlavičky. V případě využívaní pneumatických hřebíkovačů se využívají hřebíky až o délce do 100 mm. V evropských státech odpovídají rozměry hřebíků různým standardizovaným rozměrům. V případě běžných rozměrů se jedná o průměr asi 2,7 - 8 mm a délku 40 - 200 mm.
Lepení dřeva
Prakticky dokonalý způsob spojování dřevěných konstrukcí je lepený spoj. Zároveň jej však řadíme k finančně značně nákladným řešením tesařských spojů. Lepení dřeva patří k nejpevnějším a nejodolnějším způsobům, jak spojit dřevo. Správně slepený spoj dosahuje dokonce větší pevnosti než samotné dřevo. Abyste dosáhli trvalého spoje, nezapomeňte na dostatečnou fixaci během schnutí lepidla. Lepení dřeva se hodí na výrobu velkých konstrukčních prvků z menších kusů dřeva - například dřevěných desek a kuchyňských linek. Jedná se také o nejlepší způsob, jak spojit dřevěné prvky, které chcete dále řezat a opracovat. Lepení dřeva oceníte rovněž v případech, kdy chcete dělat neviditelné a estetické spoje. Proto ho využijete při výrobě hudebních nástrojů či pro upevnění okrasných lišt. Nevýhodou lepení dřeva je, že tvoří nerozebíratelné spoje. Výjimku představují spoje slepené klihovým lepidlem. Nejjednodušší je lepení měkkého dřeva v interiéru. Lepidlo lze použít v různých typech spojů, a to jak podél nosníku, tak i po celé jeho šířce. Tímto způsobem lze vytvářet velké konstrukční prvky a zároveň je chránit před praskáním. Lepidlo také zajišťuje neviditelné spojení dřeva, kterého nelze dosáhnout například pomocí hřebíků. Lepené konstrukce lze později snadno řezat a opracovávat. Metoda s použitím lepidla také umožňuje vyrábět široké plochy, například desky stolů, z menších kusů. Základem takzvaných tekutých hřebíků jsou ve většině případů vinylestery, které tvoří stavební kámen chemických kotev.
Kolíkové spoje
Dřevěné kolíky patří k nejoblíbenějším způsobům spojení dřeva a dřevotřísky při výrobě nábytku. Tvoří pevné a odolné spoje, které ještě posílíte lepidlem na dřevo. K velkým výhodám spojovacích kolíků se řadí jejich neviditelnost - pokud zvolíte správnou délku kolíku, spára mezi spojenými kusy se zcela uzavře. Aby dřevěné kolíky pevně držely, je třeba pečlivě vyvrtat otvory. Nejprve vrtejte na jedné straně. Pro vrtání otvoru použijte vrták o stejném průměru, jako má kolík. Na každé straně by měly být otvory o 1 mm hlubší než délka kolíků. Díky tomu vznikne prostor na lepidlo. Po slepení je kolíkový spoj nerozebíratelný. Chcete-li tvořit demontovatelné kolíkové spoje, dejte přednost kovovým kolíkům. Využíváte kolíkové spoje často a chcete si urychlit práci? Kolíkovací lišta se pomocí svěrek upevní ke dřevu a vytvoří precizní rozteče otvorů. Navíc zajistí kolmé a přesné vedení vrtáku. Kolíkovací frézku ocení profesionální truhláři, jelikož umožňuje přesné a rychlé nastavení průměru a hloubky vrtání otvorů. Kolíky jsou vyrobeny ze dřeva odpovídající tvrdosti, například bukového. Jejich hroty jsou často mírně zúžené, aby se daly nejen snadněji umístit na správné místo, ale také je to prostor kdy se lepidlo může dostat ze dna otvoru na boky kolíků. Proto bývá boční povrch kolíků je obvykle opatřen rýhovaným reliéfem.
Lamelové spoje
Na podobném principu jako kolíky fungují také spojovací lamely, které se zasouvají do vyfrézovaných drážek. Jedná se moderní, rychlý a neviditelný způsob spojení dřeva. Zatím si lamelový spoj získal oblibu u profesionálních výrobců nábytku, mezi kutily není příliš rozšířený. K dalším výhodám patří, že nemusíte být tak přesní jako při vrtání otvorů na kolíky. Pokud drážky přesně nelícují, doladí se nerovnosti díky oválnému tvaru lamelek. Na lamelovací frézce si nastavte požadovanou hloubku řezu. Na stupnici si můžete zvolit také úhel řezu od 0 do 90 stupňů - dřevěnými lamelami tak spojíte i zkosené plochy. Podle hloubky drážky vyberte velikost dřevěné lamelky - vyrábí se v mnoha rozměrech. Při spojování širších desek použijte více lamelek vedle sebe.
Tesařské spoje
Ještě do nedávna byl nejběžnějším způsobem spojování dřevěných prvků tesařský spoj. Nejen jeho pracnost, ale také značné oslabování průřezu jsou důvody, proč se tesařské vazby nahrazují kovovými spojovacími prvky. Má to však i své nevýhody: jejich výroba je poměrně pracná a navíc v místech s největším zatížením dochází k oslabení průřezu dřevěného prvku. Díky přesnému vyhotovení spojovacích prvků lze dosáhnout u tesařských spojů velmi estetického propojení.
Čepové spoje
Čepové spoje patří k tradičním truhlářským spojům, které nevyžadují žádný další spojovací materiál. V jednom kusu dřeva se vyrobí pouzdro, do nějž se vloží čep. S dřevěnými čepy se setkáte například u konstrukcí srubů a jiných dřevostaveb, kdy do sebe dřevěné trámy navzájem zapadají. Tak vzniká vysoce pevný spoj ve svislém směru. Jsou velice pevné ve svislém směru. Jsou ale také považovány z hlediska přípravy za jedny z nejpracněji vytvářených spojů. Jejich soudržnost spočívá v zaklesnutí dvou, nejčastěji plochých dílů, do sebe pomocí vyřezaných nebo vyfrézovaných ploch a výstupků (čepů). Tyto spoje je možné podpořit lepidlem. Ve druhém dílu je zhotoveno pouzdro, do kterého se vloží čep. Jeho hloubka by neměla být o více než 0,5 cm větší než prvek druhého nosníku. Zásuvka však nesmí být příliš široká, aby byla konstrukce stabilní.
Rybinové spoje
Složitějším čepovým spojem je spoj rybinový. Rybiny se používají ke spojení dvou dílů dřeva na výšku. Praktičnost tohoto spoje spočívá v jeho pevnosti a odolnosti vůči mechanickému zatížení v tahu jedním směrem. Rybinové spoje můžeme najít třeba na šuplících. Obecně se vytváří rybina zhruba po 25 mm po celé šířce prkna ve sklonu 8°. Rozdíl mezi čepovým a rybinovým spojem je právě v onom sklonu výseče ve dřevě. Rybinový spoj uděláte ručně pomocí pilky a dláta. Na dřevo si nejprve označte dřevěné čepy, zpravidla pod úhlem 8 °. Čepy vyřezejte pečlivě pomocí jemné pily, hodí se na to například japonská pila Dozuki. Prostor mezi čepy odstraňte dlátkem. Dřevěné čepy překreslete na druhý díl a vyřezejte rybinu. Řezy začistěte a spoj sklepejte dohromady kladívkem. Rybiny můžeme vytvořit ručně pomocí pilky, dlátka a kladiva nebo využít cinkovací stroj. Jsou to spoje velmi stabilní a pevné, téměř nerozebíratelné.
Další tradiční truhlářské spoje
Kromě čepových spojů můžete ke spojení dřeva využít další truhlářské spoje, které však bývají velmi náročné na výrobu. Jedná se například o spoj na pero a drážku, spoj na svlak, spoj na dlab a čep či přeplátování. Na rozdíl od třeba čepového spoje se nejčastěji uplatňuje při spojování plošných dílů, a to hlavně v dřevěných podlahách tvořených prkny nebo parketami, dále při sesazování větších desek, v konstrukcích nábytku nebo v palubkových obkladech. Tyto spoje jsou rozebíratelné, není potřeba při jejich použití přidávat lepidlo, příležitostně se mohou spoje vylepšit hřebíčky. Pokud do takto upraveného dřeva (s perodrážkou) použijeme hřebíky, snažíme se zatloukat tak, abychom pero a drážku nepoškodili.
tags: #vrutove #spoje #drevo #informace