Bauelement Die Erfindung betrifft ein Bauelement, das eine Reihe von zum Beispiel ausgebohrten oder auf eine andere Weise hergestellten Schlitzen aufweist, um die Anfertigung von verbolzten oder verschraubten Ver bindungen mit andern ähnlichen Bauelementen zu erleichtern.
Bauelemente der obengenannten Art mit ver schiedenen Anordnungen von Schlitzen oder Löchern sind bekannt. Die Anwendbarkeit solcher Anord nungen bei der Herstellung von Verbindungen ist gewöhnlich beschränkt. Zweck der Erfindung ist, ein Bauelement zu schaffen, das eine bessere An wendbarkeit und Anpassungsfähigkeit bei der Her stellung von Verbindungen mit andern ähnlichen Bauelementen besitzt.
Das Bauelement nach der Erfindung besteht aus einem Stab mit rechtwinkligem L-Profil, bei dem jeder Flansch eine Mehrzahl von rechtwinklig ge stalteten Schlitzen hat, die mit gleichem Abstand längs des Stabflansches hintereinanderliegen, wobei die Scheitel der Schlitze in jedem Flansch abwech selnd nach entgegengesetzten Richtungen quer zur Stablänge weisen und im wesentlichen in gleicher Linie zur Längsrichtung des Bauelementes liegen.
Die Zeichnungen zeigen Ausführungsbeispiele der Erfindung.
Fig. 1 stellt eine Seitenansicht eines Winkelstabes mit rechtem Winkel dar.
Fig. 2 zeigt die gleiche Ansicht eines andern Ausführungsbeispiels mit rechtwinklig übereinander liegenden und miteinander verbundenen Winkel stäben.
Fig. 3 zeigt eine ähnliche Verbindung wie Fig. 2. Fig. 4 ist ein Schnitt gemäss der Linie IV-IV aus Fig.2 in vergrössertem Massstabe.
Fig. 5 ist ein Grundriss des Bolzens nach Fig. 4. Fig.6 zeigt eine Platte mit Winkelschlitzen im Schaubilde.
Fig. 7 zeigt eine Eckverbindung zwischen einem Winkelstab und der Platte nach Fig. 6 im Schaubilde. Fig. 8 zeigt ein Scharnier, das für die Verbin dung mit einem Winkelstab mit Schlitzen versehen ist. Fig.9 zeigt eine Eckverbindung, die aus den Enden von drei zusammenstossenden Winkelstäben gebildet ist.
Fig. 10 zeigt zwei Winkelstäbe, die zur Bildung einer Überlappung ineinandergefügt sind.
Fig. 11 ist eine Skizze, die die Einstellbarkeit der Verbindung in Fig.10 darstellt.
Fig. 12 und 13 zeigen, wie die Stäbe bei der Herstellung eines Rollenförderers benutzt werden können.
Fig.14 und 15 zeigen Glasscheibenschienen, die an den geschlitzten Stäben angebracht sind, und Fig. 16 zeigt die benutzten relativen Bolzenlagen. Gemäss Fig. 1 der Zeichnungen weist der Winkel stab ein rechtwinkliges Profil auf mit zwei gleichen Flanschen 1 und 2 mit der Breite<I>a</I> und Dicke<I>b.</I> Jeder Flansch enthält eine gleiche Reihe von recht winkligen Schlitzen 5, 6, 7, 8 usw., die mit ihren Scheiteln im wesentlichen in Richtung der Linie Y-Y des Flansches liegen.
Die Schlitze sind ab wechselnd so angeordnet, dass sie zwei Reihen bilden, eine Reihe mit den Schlitzen 5, 7 usw., deren Scheitel einwärts nach der Krümmung des Winkel stabes gerichtet sind, während die Scheitel der an dern Schlitze 6, 8 usw. in die entgegengesetzte Richtung zeigen, das heisst, nach aussen von der Krümmung des Winkelstabes fort.
Ein solcher mit Schlitzen versehener Winkel stab sieht verschiedene Einstellmöglichkeiten zur Befestigung mit andern gleichartigen Stäben im rechten Winkel entsprechend den Längen der Schlitzschenkel, der Abstände der Schlitze vonein ander, das heisst der Entfernung zwischen den Schei teln der aufeinanderfolgenden Schlitze, vor.
Um die grösste Einstellbarkeit für Verbindungen unter Auf rechterhaltung der notwendigen Festigkeit, insbeson dere der Schub- und Biegefestigkeit, zu erzielen, wird der zwischen den Scheiteln der Schlitze ge messene Abstand d entsprechend dem Abstand zwi schen den beiden Schenkeln jedes Scheitels gemäss Fig. 1 gewählt, oder in andern Worten beträgt der Abstand<I>d</I> gleich #-2(e), worin<I>e</I> die wirkliche Länge jedes Schlitzschenkels ist.
Es ist zweckmässig, die Entfernung der Sym metrieachse Y-Y von der innern Biegung des Win kelstabes gleich dem Abstand der Schlitze vonein ander -<I>d - zu</I> machen. Vorzugsweise wird<I>d</I> gleich 2,54 cm und die Breite c jedes Schlitzes so gross gewählt, dass er einen Bolzen mit einem Durch messer von 0,635 cm mit leichtem Spiel aufneh men kann.
In Fig.2 ist der Flansch 3 eines Winkelstabes gleich dem Flansch 1 des in Fig. 1 gezeigten Win kelstabes, mit Ausnahme, dass die Flanschbreite grösser ist. Wenn zum Beispiel der Flansch 1 5,08 cm breit ist, so kann der Flansch 3 7,62 cm breit sein, während die Schlitzform und der Schlitzabstand von der Biegung des Winkelstabes unverändert bleibt. Der Flansch 2 in Fig.2 ist identisch mit dem gleich benannten Flansch aus Fig. 1, wobei der Stab gedreht ist, um den Flansch 2 in Ansicht zu zeigen, wobei der Stab am Ende nach einer Linie X-X im Scheitel eines Winkelschlitzes ab geschnitten ist.
Die Verbindung zwischen den beiden Stäben in Fig.2 zeigt die Stellung der grössten übereinstim- mung zwischen den übereinanderliegenden Schlitzen der Flansche 2 und 3. In dieser Stellung sind min destens fünf Möglichkeiten zum Hindurchführen der Befestigungsbolzen durch die übereinstimmenden Teile der Schlitze möglich. Ein Bolzen ist bei A gezeigt.
Zur Klarstellung der Beschreibung ist es zweck mässig, das Einstellverhältnis der Schlitzform für eine bestimmte Verbindung zwischen zwei Stäben als das Verhältnis zwischen einer gegebenen Ein heitsverschiebung jedes Stabes in axialer Richtung zu der Entfernung während jener Verschiebung, in der die Einstellbarkeit null ist, zu definieren, das heisst, in der die Schlitzüberlappung nicht genügt, um die Einfügung eines Bolzens durch die sich überlappenden Flanschen zu ermöglichen. Es ist zweckmässig, einen Schlitzabstand d als Einheits verschiebung für diese Definition anzunehmen.
Wenn bei der Ausführungsform nach Fig. 2 der Stab 3, 4 in senkrechter Richtung um einen Schlitzabstand d verschoben wird, dann ist immer eine teilweise Überlappung zwischen mindestens einem Schlitz in dem einen Stabe und einem Schlitz in dem ändern Stabe vorhanden, die genügt, um die Einführung wenigstens eines Befestigungsbolzens zu ermögli chen. Da es während dieser Verschiebung keine Blindlagen gibt, in denen die Einstellbarkeit gleich null wäre, so ist das Einstellverhältnis unendlich. Dieselben Bedingungen liegen vor, wenn der Stab 1, 2 bei X-X oder an irgendeiner andern Linie abgeschnitten ist.
Fig. 3 zeigt eine ähnliche Verbindung zwischen zwei Stäben, bei der der Flansch la derselbe ist wie der Flansch 1 in Fig. 1, aber bei der die Stäbe im Vergleich mit Fig. 2 relativ verschoben sind, um einen verschiedenen Grad der übereinstimmung zwi schen den Schlitzen der überlappten Flansche zu ergeben. In dieser Lage ist nur eine Bolzenstellung möglich, wie bei B gezeigt ist.
Jede Stellung der zwei Flansche mit völliger überlappung im rechten Winkel ergibt ein Minimum in einer Bolzenstellung und ein Maximum von fünf Bolzenstellungen, vor ausgesetzt, dass das Ende des Flansches 1 quer durch den Scheitel eines Schlitzes abgeschnitten ist, wie das die Linie X-X in Fig. 1 zeigt. Wenn man den Stab an andern Stellen abschneidet, so ver ringert sich das Maximum in der Anzahl von Bolzen stellungen, aber das Minimum einer Bolzenstellung wird aufrechterhalten. Das Einstellbarkeitsverhältnis ist wiederum unendlich.
Gleiche Verbindungen wie die in Fig. 2 oder 3 gezeigten, bei denen aber die Winkelstäbe mit ihren Aussenseiten einander überlappen, können mit demselben Einstellbarkeitsgrad erreicht werden.
Die bevorzugte Form für die Befestigung eines Bolzens ist in den Fig. 4 und 5 gezeigt. Der Bolzen weist einen Gewindeschaft 10 auf mit einem solchen Durchmesser, dass er leicht in einen Schlitz einge führt werden kann. Ausserdem ist unter dem Kopf 15 des Bolzens ein Sperrkörper vorgesehen mit abge flachten Seitenflächen 12, 13, damit sich diese an den Seiten eines Schlitzes anlegen können, wobei dieser Sperrkörper 11 am Umfang des Bolzen kopfes endet.
Die Dicke des Sperrkörpers 11 ist nicht grösser als die Dicke b des Winkelstabes, so dass der Bolzenkopf in jedem der Schlitze gesichert werden kann, entweder am Schlitzende, wie in Fig.2 ge zeigt, oder dazwischen, wenn die Unterlegscheibe 17 und die Mutter 16 angepresst sind. Der Sperrkörper 11 des Bolzens nach den Fig. 4 und 5 kann so abgeändert werden, wie aus den punktierten Linien in Fig. 5 ersichtlich ist, damit er leichter durch den Schlitz hindurchgeht, während trotzdem die notwen dige Sicherung in der Sperrung vorhanden ist, wenn die Mutter angezogen ist.
Die Fig.7 veranschaulicht die Bildung eines Gestelles oder dergleichen unter Benutzung einer Metallplatte 18 nach Fig.6, in deren vier Ecken zwei Winkelschlitze 19 mit einem Abstand d von den Eckrändern der Platte vorgesehen sind, so dass die Platte in jeder gewünschten Höhe von senk rechten Ständern nach Fig. 1 und 2 getragen werden kann. Wie schon oben mit Bezug auf die Fig. 1, 2 und 3 erklärt worden ist, wird eine teilweise Überdeckung der Schlitze 19 mit wenigstens einem Schlitz in jedem Flansch 1 und 2 der die Stützen des Gestelles bildenden Stäbe erhalten. Eine solche Stellung eines Befestigungsbolzens ist in Fig.7 bei C dargestellt.
Da die Einstellbarkeit nur in der senk rechten Richtung hierbei erforderlich ist, kann die Platte wechselweise einen einfachen waagrechten Schlitz statt der winkelförmigen Schlitze 19 haben. Diese einfachen Schlitze haben ihre Mitten in einer Entfernung d von den Ecken der Platte und haben eine Breite, die der Breite der Schlitze in den Flan schen gleich ist.
Fig.8 ist eine Seitenansicht eines Scharniers mit den Platten 20 und 21, deren Breite gleich dem Flansch 2b eines Winkelstabes gemäss Fig. 1 ist. Jede Scharnierplatte weist ein Paar winkelförmiger Schlitze 22 und 23 mit den gleichen Abmessungen der Schlitze und den gleichen Abständen d wie die der Winkelstäbe auf. Eine teilweise Überdeckung zwischen den Schlitzen 22 in der Scharnierplatte 20 und den Schlitzen in dem Flansch 1 wird erhalten, die genügt, um wenigstens eine feste Bolzenstel- lung zu erreichen, zum Beispiel, wie bei D und E gezeigt.
In der gleichen Art kann ein anderer Win kelstab mit der zweiten Scharnierplatte 21 verbolzt werden. Wechselweise können die Scharnierplatten 20 und 21 einfache Schlitze oder Löcher anstatt der Winkelschlitze 22 und 23 haben, vorausge setzt, dass diese einfachen Schlitze oder Löcher ge eignet angeordnet sind, um den erforderlichen Grad der Einstellbarkeit des Scharniers und des Flansches 2b in senkrechter Richtung zu gewähren.
Bei einer geeigneten Anordnung können drei Löcher in Drei eckanordnung, aber einander gegenüberliegend, in jeder Scharnierplatte 20, 21 vorgesehen sein, so dass die Bolzenköpfe nicht übereinanderliegen, wenn das Scharnier geschlossen ist. Eine mögliche Anord nung der drei Löcher ist in Fig. 8 bei f 1 im Flansch 20 gezeigt, wo der senkrechte und waagrechte Ab stand gleich d gewählt ist. Diese Anordnung ergibt eine geringere Einstellbarkeit als der Winkelschlitz in der Scharnierplatte, genügt aber für viele Kon struktionen, bei denen Scharniere vorzusehen sind.
Als Beispiel der Anpassungsfähigkeit des neuen Bauelementes ist in Fig. 9 eine Eckverbindung, be stehend aus drei Winkelstäben gemäss Fig.2, dar gestellt. Die Flanschen der verwendeten Stäbe sind mit<I>la, 3a,</I> 1b, <I>3b</I> und 1c, 3c bezeichnet. Die Über deckung der Schlitze ergibt eine Auswahl von Bol- zenbefestigungsstellungen für die Paare der sich überlappenden Flanschen in jeder Eckebene. Drei Bolzen, einer in jeder Ebene, zum Beispiel in den Stellungen F, G und H, genügen zur Festlegung der Stäbe in der gezeigten Stellung.
Fig. 10 ist eine schaubildliche Darstellung einer Überlappung zweier ineinandergeschobener Stäbe mit den gleichen Flanschen la und 1b. In der in Fig. 10 gezeigten Stellung, die eine zufällig angenommene, mögliche Stellung ist, geht ein Befestigungsbolzen durch die beiden schmalen Flanschen und ein zweiter Befestigungsbolzen durch die zwei breiten Flanschen. Es genügt, die Befestigung durch einen Bolzen, es können aber auch mehr als zwei Bolzen verwendet werden.
Da bei den ineinandergesetzten Winkelstäben die Symmetrielinien der Schlitze in den Flanschen um die Dicke b der Stäbe verschoben zueinander liegen, ist die Einstellmöglichkeit für die Befestigungen nicht unendlich. Es lässt sich zeigen, dass die oben erklärte Ein stellmöglichkeit von dem Abstand dieser Querver schiebung der Schlitzreihen in jedem der überlap penden Flanschen abhängt. Es wurde festgestellt, dass, wenn von einer bestimmten Stellung der Stäbe aus gegangen wird, eine entsprechende Längsverschie bung um einen Abstand gleich einer Schlitzentfer nung d, die Einstellmöglichkeit bei einer Gesamt entfernung gleich der Dicke b der Winkelstäbe null ist.
Dieses ist in Fig.ll veranschaulicht, wo in Stellung 1 ein Paar einander überlappender Schlitze gezeigt ist, deren Achsen übereinstimmen und eine Einstellmöglichkeit gleich null ergeben. Eine Bolzen stellung ist möglich, wenn der obere Flansch um einen Abstand b gleich der Dicke des Flansches nach rechts verschoben ist, wodurch die Schlitze in die Stellung II kommen. Dieses findet einmal für jede Verschiebung der Flanschen um einen Ab stand d statt. Aus der obigen Erklärung ergibt sich das Einstellverhältnis = d .
Dieselbe Beziehung ist anwendbar, wenn einer der Stäbe in Fig. 10 umge dreht ist, um einen U-Träger, bei dem nur die Flanschen 1 a und 1 b aufeinanderliegen, zu bilden.
Wenn die Beziehung zwischen dem Abstand und den Abmessungen der Schlitze entsprechend der oben angegebenen Formel gewählt wird, so ist der Wert von d stets beträchtlich grösser als der Wert von b, und das Einstellbarkeitsverhältnis wird daher stets grösser sein als 1.
Wenn der Abstand grösser als @2 # e gewählt wird, so entsteht ein Ver lust an Einstellbarkeit in den rechtwinkligen über- lappungen nach den Fig.2 und 3 und in der in einandergeschobenen L7berlappung gemäss Fig.10. Wenn der Abstand d geringer als j2.
e gewählt wird, so ergibt sich daraus kein Vorteil in der Einstell- barkeit und in der Schwächung des Stabquerschnit- tes. Daher stellt die in Fig. 1 gezeigte Anordnung das Optimum für die Widerstandsfestigkeit und Einstellmöglichkeit dar.
Es sind nicht nur Schlitze von genauen Abmes sungen, Formen und Anordnungen möglich, wie in den Zeichnungen dargestellt. Zum Beispiel kann man den Schlitzen am Scheitel eine grössere Krüm mung geben, besonders auf der Innenseite, ohne Ein stellmöglichkeiten einzubüssen. Bei der Schlitzdar stellung in der Zeichnung wird durch die Unter teilung von zwei Schlitzen in einigen Stellungen ein übergrosses Bolzenloch vorgesehen, das in manchen Fällen nützlich ist, und die Abmessungen solcher übergrossen Löcher können durch die Krümmung des Schlitzscheitels beschränkt werden.
Wenn die Form der Schlitze durch die obenerwähnte Krüm mung geändert ist, so wird bei der Anfertigung ein Vorteil erzielt bezüglich der Stanzwerkzeuge, und durch die Fortnahme von zusätzlichem Metall wird der Winkelstab nicht ungebührlich geschwächt. Im allgemeinen ist die Form eines Schlitzes mit schwa chen Kurven sowohl wegen der Widerstandsfähigkeit des Winkelstabes als auch wegen Leichtigkeit der Herstellung erwünscht.
Es kann ferner der Scheitel jedes Schlitzes mit einem solchen Krümmungsradius abgerundet sein, dass eine Bolzenaufnahmestelle am Scheitel jedes Schlitzes zur Verfügung steht, um einen Bolzen von einem grösseren Durchmesser als die Schlitz breite c aufzunehmen. Es ist als zweckmässig ge funden worden, die Schlitzenden mit einem Radius gleich der Hälfte der Schlitzbreite abzurunden und die Ränder des Scheitels jedes Schlitzes so abzu runden, dass ein normaler Bolzen des nächstgrösseren Durchmessers hindurchgehen kann.
Obschon ver schiedene Krümmungen für den Scheitel des Schlitzes gewählt werden können, wird es bevorzugt, den Aussenrand mit dem gleichen Radius wie die Schlitz enden abzurunden und den Krümmungsradius des Innenrandes des Schlitzes zu erhöhen. Der über dimensionierte Bolzen macht dann an drei Stellen Kontakt mit den Schlitzrändern. Diese Möglich keit der Benützung von zwei Bolzengrössen ist somit vorgesehen, ohne dass der Grundaufbau des Schlitzes geändert wird und ohne dass die erforderlichen Stanzwerkzeuge komplizierter werden oder deren Anzahl vermehrt wird.
Der Vorteil dieser Schlitz bauart besteht darin, dass die Schlitzbreite auf einer Grösse gehalten wird, welche mit der erforderlichen Festigkeit des Stabes übereinstimmt, während sie die Benutzung von grösseren Bolzen unter gewissen Umständen gestattet, bei denen die kleineren Bolzen unzweckmässig sind oder eine Schwächung bewirken.
Fig. 12 und 13 zeigen die Benutzung der grösse ren Löcher bei der Herstellung von Rollenförderern mit einem Stab, der breite und schmale Flanschen der in Fig. 2 gezeigten Art hat.
In Fig. 12 sind die Kugellager-Rollen 25 zwi schen die breiten Flanschen 3 eingesetzt, und ihre festen Wellenstummel 25a werden in den grösseren ausgerichteten Löchern am Scheitel jedes vierten Schlitzes aufgenommen. Bei dieser Konstruktion können die breiten Flanschen 3 auch als Führungs schienen dienen.
In Fig.13 werden Rollen 26 von grösserem Durchmesser an der Aussenseite des kleineren Flan sches 1 angewendet, welche Rollen über die Ober seite des Flansches vorstehen, so dass grössere Ge genstände als die Rollenlänge gefördert werden können. Die Höhe der Wellenstummel 26 ist gleich wie in Fig. 12. Fig. 14 und 15 zeigen die Art der Befestigung einer Glasscheiben-Schiene bei Benutzung der klei neren der zwei möglichen Bolzengrössen.
In Fig. 14 ist eine Glasscheibenschiene 27 mit Bolzenlöchern in regelmässigem Abstand gestanzt, der gleich dreimal der Schlitzteilung d der Fig. 1 ist. Die Schiene 27 ist mit einer Lippe 31 ausge bildet, um die Glasscheibe 30 aufzunehmen, deren Rand in einen im Querschnitt U-förmigen Dichtungs streifen 29, zum Beispiel aus Gummi, eingesetzt ist, bevor die Schiene 27 an dem Flansch 1 durch Bolzen 28 vom Durchmesser c festgeklemmt wird.
In Fig. 15 sind zwei gleiche Glasscheibenschie- nen 27 überlappend und wieder durch Bolzen 28 an dem Stabflansch 2 befestigt, um die Glasscheibe 30 und eine Holztafel 33 in Lage festzulegen. Stäbe mit gleichen Flanschen, wie in Fig. 1, oder von ungleichen Flanschen, wie in Fig. 2, können in jedem Fall angewendet werden.
Fig. 16 zeigt, wie drei Bolzen 28, wie sie in Fig.14 und 15 benutzt werden, angewendet werden, um eine Ausrichtung der Glasscheibenschiene zu er geben. Die Bolzen 35 sind diejenigen, welche für die Rollenachsen in Fig. 12 und 13 angewendet werden. Die Scheitellöcher können auch für grössere Bolzen oder für die Befestigung von Laufrollen angewendet werden.
Abänderungen können auch bei der zweischenk- ligen oder symmetrischen Form des Schlitzes ge macht werden; zum Beispiel kann ein besonderer Schenkel oder deren mehrere hinzugefügt werden, während die allgemeine Winkelform beibehalten wird. Auch können weitere Reihen von Schlitzen, wie 5, 7 und 6, 8 in Fig. 1, in breiteren Winkel stäben hinzugefügt werden, wobei diese vorzugs weise in ähnlicher Weise versetzt angeordnet wer den. Eine weitere Änderung kann bezüglich der Orientierung der Schlitze mit Bezug auf die Krüm mung des Winkelstabes vorgenommen werden, zum Beispiel könnte die Orientierung der Reihen 5, 7 und 6, 8 in Fig. 1 umgekehrt werden.
Auch können die Schlitze der Reihe 5, 7 von unterschiedlicher Gestalt sein, gegenüber den Schlitzen der andern Reihe, beispielsweise 6, B. Wenn solche Änderungen irgendwie die Einstellmöglichkeit beeinträchtigen, so kann diese durch Verringerung der Schlitzab stände d verbessert werden.
Die beschriebenen und dargestellten Verbindun gen erschöpfen nicht alle Möglichkeiten von Zwi schenverbindungen der Stäbe. Andere Verbindungs arten, wie Eckverbindungen oder U-Träger, lassen sich nach der Beschreibung anfertigen. Solche Träger, die aus zwei oder mehr zusammengebolzten Winkel stäben bestehen, können, wenn gewünscht, auf Vor rat hergestellt werden und bilden Bauteile von grö sserer Widerstandsfestigkeit und Scherfestigkeit als einfache Winkelstäbe. Die Einstellmöglichkeit ist im allgemeinen nicht geringer als die der ineinan- dergeschobenen überlappverbindung nach Fig.10.