Элементы и сопряжения

Рассматривая мебель с точки зрения пространственной организации формы, мы установили три основных вида изделий: с открытой пространственной структурой; с частично скрытой структурой; с обособленным объемом. Расчленяя изделия на элементарные конструктивные звенья, можно заметить, что мебель формируется из повторяющихся в различных сочетаниях деталей и узлов с линейной, плоскостной и объемной формой. В практике конструирования мебели эти элементарные детали и узлы называются основными конструктивными элементами мебели.

К элементам с линейной формой относятся бруски (конструкции из древесных материалов), стержни (металлические конструкции) (рис. 34, а); к элементам с плоскостной формой рамки и щиты (конструкции из древесных материалов), рамы и панели (металлические конструкции) (рис. 34, б); к элементам с объемной формой коробки и блоки (конструкции из древесных и других неметаллических материалов) (рис. 34, в).

В изделиях с открытой пространственной структурой преобладают элементы с линейными формами. В изделиях с частично скрытой структурой могут быть элементы линейной, плоскостной и объемной формы. В изделиях с обособленным объемом преобладают объемные формы, организуемые ограничивающими объем плоскостными элементами.

Рис. 34. Основные конструктивные элементы мебели

Поэтому одной из основных задач художественного конструирования мебели как процесса создания технически совершенных изделий является рациональный подбор сечений и конструкций элементарных узлов с учетом физико-механических свойств материалов и распределения действующих нагрузок, а также выбор способов их сопряжений, обеспечивающих прочность, формоустойчивость, плотность или взаимную подвижность узлов с учетом конструктивного взаимодействия всех деталей системы.

Конструктивные элементы линейной формы получают механической обработкой - резанием или давлением. Размеры сечений деталей определяются расчетным путем или принимаются в зависимости от конструкции и увязываются со стандартными и нормализованными размерами полуфабрикатов. Детали могут быть прямолинейной и криволинейной формы.

Криволинейные детали на основе древесины получают путем механической обработки резанием, склеиванием под углом с последующей обработкой, гнутьем массивной древесины, склеиванием с одновременным гнутьем. Получение криволинейных деталей резанием, т. е. путем выпиливания заготовок прямолинейной формы из массивной древесины или из предварительно склеенного из отдельных брусков щита, сопряжено со значительным расходом материала и перерезанием волокон, ослабляющих конструкцию изделия.

Рис. 35. Основные параметры гнутопропильной детали

Склеивание брусков под углом с последующей обработкой позволяет получить детали только со значительным радиусом кривизны.

Гнутье массивной древесины отличается трудоемкостью изготовления, особенно на участках гидротермической обработки.

Получение криволинейных деталей гнутьем с одновременным склеиванием без предварительной гидротермической обработки возможно при сравнительно небольшой толщине (1,2-2 мм) изгибаемых элементов конструкции. В связи с этим изгибаемый брусок ослабляется продольными пропилами (рис. 35), которые заполняются лущеным или строганым шпоном, смазанным клеем. Изгиб производится в шаблоне соответствующей формы, в которой деталь выдерживается до отверждения клея.

Более широкое развитие в практике получения криволинейных деталей и узлов нашел способ склеивания с одновременным гнутьем тонколистовых материалов (лущеный и строганый шпон). Широкие возможности в направлении нового формообразования изделий, высокая технологичность изготовления, возможность создания простыми средствами выразительных конструкций привлекают к этому способу большой круг специалистов, работающих в области художественного конструирования мебели (рис. 36).

Рис. 36. Мебель для сидения с гнутоклееными элементами

Конструктивные элементы (бруски, стержни) в процессе сборки сопрягают в узлы плоскостной или объемной формы с открытой или скрытой структурой. Плоскостные и объемные конструктивные элементы на основе древесины (рамки, щиты, коробки) получают соединением по длине, ширине и под углом отдельных брусков при помощи столярных вязок и клея. Соединения по длине - сращивание, по ширине - сплачивание, под углом выполняют неразъемными и разъемными. Наиболее употребительные неразъемные соединения по длине - впритык, на ус, шипом в торцовой паз, вполдерева, клиновидное, на зубчатый и круглый шип; по ширине - на гладкую фугу, на рейку, в четверть, на круглый вставной шип, в шпунт и гребень.

Соединения под углом в зависимости от расположения в узле делятся на концевые (рис. 34, б, в, I) и срединные (рис. 34, II), а по конструкции- на обычные и усовые шипы. Разработаны многочисленные конструкции шиповых соединений различной формы, размеров, площади сопряжения (табл. 33). Наиболее употребительные в настоящее время соединения регламентируются ГОСТ 9330 - 67. "Детали деревянные. Основные соединения" (табл. 33).

Таблица 33. Наиболее употребительные неразъемные соединения

Не исключается возможность применения (где это целесообразно) других видов столярных соединений, обеспечивающих большую прочность или технологичность. Допуски, посадки на размеры соединений и шероховатость поверхности устанавливаются по ГОСТ 6449 - 53 и ГОСТ 7016 - 68, а также отраслевыми нормалями на детали мебели и их соединения (ВПКТИМ, 1966 г., табл. 34 и 35).

Разъемные соединения брусков выполняют при помощи болтов, винтов, гаек, гвоздей, глухарей, шурупов, рифленых скреп, скоб, колец.

Неразъемные соединения металлических конструкций получают сваркой, пайкой, клепкой, запрессовкой со значительным натягом и обжимом, а разъемные - при помощи болтов, винтов, гаек (табл. 34), клиньев, штифтов, шпонок, шлицев или специальных крепежных устройств.

Таблица 34. Перечень Государственных стандартов на крепежные изделия

Конструктивные элементы плоскостной формы (мебельные щиты) представляют собой сложную клееную конструкцию из брусков-реек и листовых древесных материалов (шпона, древесностружечных и древесноволокнистых плит). Различают щиты массивные, переклейные и полые.

Массивные щиты склеивают из брусков (реек) древесины хвойных пород на гладкую фугу (рис. 37) в шпунт и гребень 2, на рейку 3 и круглый вставной шип. Соотношения размеров соединений по ширине приведены в табл. 34. Применяют их для получения деталей большой ширины и в качестве заготовок переклейных щитов.

Рис. 37. Конструкция мебельных щитов

Переклейные щиты 4 склеивают по толщине в блоки из нечетного числа массивных щитов. Разновидность переклейных щитов - столярные плиты 5, 6, наружные слои (рубашки) которых изготавливают из шпона, а серединки - из хвойных пород 5 или шпона 6. К этой группе могут быть отнесены мебельные щиты на основе древесностружечных 7 и древесноволокнистых плит S, 9, а также мебельные щиты с заполнением жесткими пенопластами - пенополистиролом ПС-1 (СТУ 9-91-61) и пенополивинилхлоридом ПХВ-1 (СТУ 9-90 - 61), ПХВ-2 (ТУ М-411-56) с облицовкой лущеным и строганым шпоном 10 или декоративными слоистыми пластиками 11.

Таблица 35. Перечень отраслевых нормалей (ОН) и руководящих технических материалов (РТМ) на элементы и соединения корпусной, брусковой мебели и фурнитуру

Полые щиты представляют собой каркасные конструкции, состоящие из рамки, располагающейся по периметру щита, наружных и внутренних рубашек из шпона, клееной фанеры или твердой древесноволокнистой плиты и заполнения. В качестве заполнителя используют рейки из древесины хвойных пород 12, решетку из клееной фанеры, шпона или твердой древесноволокнистой плиты 13, волнистый заполнитель 14 из шпона или сотовый 15 из шпона и бумаги.

Рис. 38. Отделка кромок щитовых элементов мебели: 1 - фанерование строганым шпоном; 2, 3. 4, 5 - оклеивание рейками из массивной древесины; 6 - отделка раскладки из пластических масс или металлов

К конструкциям мебельных щитов предъявляются следующие основные требования: равновесность конструкции по породам, толщине и количеству облицовочных рубашек и подрубашечных слоев относительно оси щита; направление волокон в двух соседних слоях должно быть взаимно перпендикулярно, а симметричных - относительно оси щита, параллельно; конструкция должна обеспечить возможность достаточно прочного сопряжения щитов друг с другом, крепежной фурнитурой и другими элементами изделий. Отделка кромок щитовых элементов показана на рис. 38.

Рис. 39. Виды сопряжений щитовых элементов корпуса

Мебельные щиты сопрягаются в процессе сборки, образуя объемные формы - корпусные изделия.

Соединения щитов под углом (рис. 39) производится впритык при вертикальном проходном щите 1, при горизонтальном проходном щите 2, к угловому соединительному бруску 3, на ус 4 и комбинированно 5.

Рис. 40. Сопряжение мебельных щитов с помощью монтажного бруска

Разборные соединения выполняют при помощи мебельных стяжек различных конструкций (табл. 35) или соединительных (монтажных) брусков, (рис. 40).

Рис. 41. Неразборные соединения щитов

Неразборные соединения выполняют при помощи столярных вязок и клея (рис. 41), чаще на круглый шип 1-3, на рейку 4-5, вполдерева 6-7, "ласточкин хвост".

К подвижным сопряжениям мебельных щитов относятся шарнирные соединения дверок с боковыми стенками корпуса. По способу установки различают накладные 1, вкладные 2 и комбинированные 4 (рис. 42).

Дверки навешивают при помощи шарнирных прямых 1, 2 и боковых 3, 4 петель (рис. 43), угловых (рис. 44) 2, 3, рояльных 4, пятниковых 5, 6, 7 карточных и стержневых.

Рис. 42. Виды навески дверей

Навеска откидных досок секретеров 1 (рис. 45) выполняется при помощи прямых, угловых, рояльных или пятниковых петель с уступом 2, 3 или заподлицо 4, 5, 6, 7. Крышки удерживаются в откинутом положении кронштейнами.

При сопряжении дверок мебели (рис. 46) притворы выполняют заподлицо 1-5 или с уступом 6-7. Для фиксации дверок в заданном положении применяют задвижки, защелки, остановы, замки врезные, накладные и шпингалетные.

Рис. 43. Навеска дверей на прямых и боковых петлях

Раздвижные дверки (рис. 47) изготовляют из мебельных щитов различных конструкций 1-7, клееной фанеры, стекла. Их устанавливают в специальных направляющих из древесины, металла и пластмасс.

Рис. 44. Навеска дверей на петлях: 1 - боковых; 2, 3 - угловых; 4 - рояльных; 5 - 7 - пятниковых

Шторные (рис. 48) и откидные дверки используют преимущественно в административной мебели. Шторные дверки представляют собой ряд реек, наклеенных на плотную ткань или нанизанных на тонкую стальную проволоку и перемещающихся в специальном фигурном пазу.

Рис. 45. Способы навески откидных досок секретеров

Ящики в проем устанавливают на опорных ходовых брусках различных конструкций 1-5, 7 (рис. 49), опорных рамках 6, пластмассовых и металлических направляющих (рис. 50).

Рис. 46. Способы оформления притворов дверок

Полки устанавливают в изделиях на постоянной высоте или с возможностью их перестановки на планках 1 (рис. 51) или полкодержателях 2, 3. Выдвижные полки устанавливают по схемам 4, 5, 6.

Рис. 47. Установка раздвижных дверок в мебели

Задние стенки корпусной мебели изготовляют из клееной фанеры или древесноволокнистой плиты. Стенки вставляют в фалец, фрезеруемый в боковых, верхнем и нижнем щитах корпуса изделия 2 (рис. 52) или устанавливают внахлестку 3. Крепят стенки шурупами. Если стенки составные, их стыкуют на средней перегородке или соединительными планками.

Рис. 48. Схемы дверей: 1, 2 - шторных; 3 - откидных

Корпус изделия устанавливают на цокольной скамейке 1 (рис. 53), плинтусных коробках 2 или на ножках. Крепление ножек может быть неразъемным 3 или разъемным 4.

Рис. 50. Ящики стола, снабженные металлическими телескопическими направляющими, позволяющими полностью выдвигать их из тумбы стола

Плоскостные элементы из металла (панели) изготовляют из листовой стали или дюралюминия резкой или штампованием и сопрягают в объемные конструкции сваркой, клепкой или винтовыми соединениями.

Металлические пространственные конструкции с открытой структурой формируют из прокатной стали или дюралюминия различного, профиля.

Рис. 51. Установка полок в проем

Неразъемные соединения выполняют сваркой, а разъемные - при помощи винтовых соединений или специальных крепежных устройств.

Рис. 52. Крепление задних стенок

Рис. 53. Способы крепления: 1 - скамеек; 2 - плинтусных коробок; 3 - 4 - подсадных ножек

Мягкая мебель (кровати, диваны, диваны-кровати, кресла, кресла-кровати, матрацы) отличаются от других видов мебели мягкими элементами, конструкция которых имеет ряд специфических особенностей. Они состоят из деревянного или металлического каркаса, эластичного основания той или иной конструкции и ряда материалов, создающих мягкие элементы и организующих форму изделий.

Рис. 54. Пружины, применяющиеся для изготовления пружинных блоков и сеток (размеры по ГОСТ 7073-54): 1 - цилиндрические типа В; 2 - конические двух-конусные типа А; 3 - одноконусные типа Б - 1; 4 - то же типа Б - 2; 5 - спиральные; 6 - зигзагообразные. Для изготовления пружин применяют углеродистую холоднотянутую пружинную проволоку ГОСТ 9389-60 (II класса)

Рис. 55. Формирование синтетических настилов на пружинных конструкциях: 1 - матах непрерывного плетения; 2 - матах из конусных пружин, перевитых спиральными; 3 - на сетках из зигзагообразных пружин; 4 - на сетках из резиновых лент и на жестком основании

В настоящее время пружинящие элементы мягкой мебели изготовляют из стальной проволоки на металлическом каркасе (пружинные блоки) и из газонаполненных эластомеров (латексная, полиуретановая и поливинилхлоридная губки). Пружинные блоки изготовляют из двухконусных или одноконусных пружин (рис. 54) путем их перевивки спиральными пружинами и окантовки полученного пружинного мата рамкой из стальной полосы и из пружин непрерывного плетения.

Рис. 56. Схемы трансформации диванов-кроватей и кресел-кроватей

Конструкция и размеры блоков и пружинных сеток, а также типоразмеры мягких элементов с цельными и составными сиденьями и спинками унифицированы и рекомендуются ВПКТИМ (табл. 36, рис. 55).

Изделия мягкой мебели конструируют преимущественно разборными, легко расчленяющимися на основание, сиденье, спинку и боковины. Это делает их более удобными для транспортировки, очистки и ремонта.

Наряду со стационарной бытовой мебелью проектируется трансформирующаяся мягкая мебель (диван-кровать, кресло-кровать). Существует множество различных способов трансформации, которые могут быть представлены тремя основными видами - трансформацией по длине, по ширине и смешанной. Каждая из них имеет несколько разновидностей, обусловленных различными конструктивными приемами. Некоторые схемы трансформации диванов-кроватей I и кресел-кроватей II приведены на рис. 56.

Таблица 36. Перечень отраслевых нормалей (ОН) и руководящих технических материалов (РТМ) на элементы мягкой мебели