Einrichtung zum Ausgleich von Toleranzunterschieden und Dilatationsbewegungen zweier miteinander verbundener Bauteile
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Ausgleich von Toleranzunte°schieden und i > iiatationsbe wegungen zweier miteinander verbundener, aus verschiedenen Werkstoffen bestehender Bauteile.
Es kommt in den verschiedensten Gebieten der Technik bekanntlich immer wieder vor, dass zwei oder mehrere, aus verschiedenen Werkstoffen bestehende Bauteile miteinander verbunden werden müssen. In vielen Fällen ergeben sich dabei erfahrungsgemäss Schwierigkeiten dadurch, dass die beiden Bauteile entweder schon beim Zusammenbau nicht genau aufeinander passen oder sich nach deren Zusammenbau im Laufe der Zeit auf Grund äusserer Einflüsse verziehen und verspannen.
Aus den zahlreichen Möglichkeiten der Praxis sei der Fensterbau als konkretes Beispiel herangezogen.
Im Fensterbau ist es zum Beispiel durchaus möglich, einen Fensterflügel aus Holzelementen herzustellen, welche an ihrer Aussenfläche mit Aluminiumprofilen verkleidet sind. In Anbetracht der heute unumgänglichen Spezialisierung der Betriebe werden die Holzelemente dabei meist in einem anderen Betrieb hergestellt als die Aluminiumprofile, was bereits den ersten Anlass zu Anpassungsschwierigkeiten geben kann. Hinzu kommt, dass die Aluminiumprofile dabei üblicherweise auf Gehrung geschnitten und zusammengeschweisst werden und das Entstehen von Massdifferenzen beim Zusammenschweissen unvermeidlich ist. Beim Zusammenbau mit den im allgemeinen genauer bearbeiteten Holzelementen muss dann häufig festgestellt werden, dass die vorgeschriebenen Toleranzen weit überschritten sind, was zeitraubende Anpassarbeiten bedingt.
Auch sind die Wärmeausdehnungskoeffizienten der beiden Werkstoffe so verschieden, dass sich selbst bei guter anfänglicher Anpassung beträchtliche temperaturabhängige gegenseitige Verschiebungen bzw. Verspannungen nicht vermeiden lassen.
Andererseits muss aber auch beachtet werden, dass das Holz im Gegensatz zum Aluminium arbeitet und je nach dem Feuchtigkeitsgehalt der Umgebungsluft teilweise beträchtliche Volumenänderungen erfahren kann. Diese Feuchtigkeitsaufnahme des Holzes aus der Luft muss sich vor allem dort verheerend auswirken, wo die ins Holz eingedrungene Feuchtigkeit auf Staustellen stösst, die beispielsweise von den angrenzenden Metallprofilen abgeschlossen sind; die Feuchtigkeit sammelt sich an diesen Punkten und es kann vorkommen, dass die Holzelemente noch rascher zum Faulen kommen, als dies ohne Verwendung von Metallprofl- len der Fall wärt.
Hieraus ergibt sich aber auch klar, dass dem Problem der Hinterlüftung der Holzteile besondere Bedeutung zugemessen werden muss. Bei den bekannten Konstruktionen konnte dieses Problem bisher nicht befriedigend gelöst werden.
Durch die den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildende Einrichtung werden die erwähnten Nachteile behoben. Diese Einrichtung ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Bauteil in seiner einem zweiten Bauteil zugekehrten Wandung eine Anzahl Durchgangslöcher aufweist, und in jedem dieser Durchgangslöcher ein Halteelement in beliebiger Eindringtiefe fixierbar ist, derart, dass das Halteelement mit seiner Peripherie an der Innenwandung des genannten Durchgangsloches und mit seiner einen Stirnfläche an dem zweiten Bauteil anliegt und beide Bauteile somit in gegenseitiger Distanz hält.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Durchgangslöcher als Gewindebohrungen und die Halteelemente als Einschraubnippel ausgeführt. Dabei werden vorzugsweise nur die genannten Durchgangslöcher mit Gewinde versehen, während die Halteelemente ohne Gewinde aus einem plastisch verformbaren Werkstoff, beispielsweise aus einem Kunststoff, hergestellt sind.
Auf der beiliegenden Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes nebst einiger Konstruktionsvarianten veranschaulicht.
Fig. 1 zeigt in einer stark vereinfachten Perspektivansicht zwei Bauteile vor deren Verbindung,
Fig. 2 zeigt in einer Draufsicht ein Detail aus Fig. 1 nach der gegenseitigen Verbindung der beiden Bauteile,
Fig. 3 zeigt eine praktische Anwendung der erfindungsgemässen Einrichtung im Fensterbau und die
Fig. 4 bis 8 zeigen verschiedene Ausführungsformen von Halteelementen.
Auf Fig. 1 ist in schematischer Form ein Holzrahmen 1 dargestellt, in welchen ein Metalleinsatz 2 eingesetzt werden soll.
Gemäss dem bisher üblichen Herstellungsverfahren mussten die beiden Teile 1 und 2 unter Einhaltung der vorgeschriebenen Toleranzen so genau aufeinander abgestimmt sein, dass diese am Montageort möglichst ohne Nacharbeit zusammengebaut werden konnten.
Auf Grund der ungleich schwierigeren Metallbearbeitung, der Wärmedehnungen, dem Arbeiten des Holzes und der nach dem Zusammenbau unzureichenden Hinterlüftung der Verbindungsflächen war die Montage der beiden Teile aber bisher mit grossen Unsicherheitsfaktoren belastet.
Um dieser Unsicherheit abzuhelfen, werden die Teile 1 und 2 zunächst mit aussergewöhnlich grossem gegenseitigen Spiel hergestellt, so dass sie sich auch bei grober Missachtung der Masstoleranzen gut ineinander schieben lassen. Der Metalleinsatz 2 weist eine Reihe von Durchgangslöchern 3 auf, welche bei vorstehendem Ausführungsbeispiel mit Innengewinde versehen sind.
Fig. 4 zeigt einen Schnitt, Fig. 5 eine Draufsicht eines Gewindebolzens 4. Dieser Gewindebolzen weist ein Aussengewinde 5 auf, das dem Innengewinde der Durchgangsbohrungen 3 (Fig. 1) entspricht. Der Nippel 4 lässt sich somit auf die Bohrungen 3 aufsetzen und mit einem Schraubenzieher an dem hierfür vorgesehenen Schlitz 6a in die Bohrung eindrehen. Selbstverständlich lässt sich hierfür auch ein Kreuzschlitz 6b nach Fig. 6 vorsehen. Der Zusammenbau der beiden Bauteile 1 und 2 ist nun unter Zuhilfenahme der beschriebenen Einrichtung äussert einfach: zunächst wird der Metalleinsatz 2 in den Holzrahmen 1 eingesetzt.
Als dann werden die Nippel 4 in die Durchgangsbohrungen 3 eingeschraubt, bis sie am Holzrahmen anliegen. Anschliessend werden Schrauben 13 in die Schlitze der Gewindenippel 4 eingeführt und in den Holzrahmen eingeschraubt. Es ist klar, dass diese Verbindung jegliche Toleranzfehler ausgleichen kann und auch die anderen vorerwähnten Mängel behebt. Die Hinterlüftung der aneinandergrenzenden Flächen beider Teile ist ausgezeichnet und die gefürchtete Bildung lokaler Feuchtigkeit-Sammelstellen ist wirksam unterbunden.
Eine praktische Anwendung dieses anhand der Fig. 1 und 2 erläuterten Prinzips zeigt Fig. 3. Die Figur stellt einen Teilschnitt durch einen Fensterflügel dar, welcher als Holz-Aluminiumkombination ausgebildet ist. Dieser Fensterflügel besitzt einen Holzflügel 6, der mit seinem nach aussen gerichteten Abschnitt in ein Aluminiumprofil 7 eingesetzt ist. In dem Aluminiumprofil 7 sind die Glasscheiben 8 mittels eines bekannten Bindemittels, z. B. einer Kittmasse 10, verankert.
Der den Holzflügel 6 teilweise umgreifende Steg 9 des Aluminiumprofiles 7 weist eine Anzahl von Gewindebohrungen auf, in welche Gewindenippel 4 nach Fig. 4 eingeschraubt sind. Durch Verwendung dieser Gewindenippel ist der Zusammenbau des Aluminiumprofiles mit dem Holzflügel äusserst einfach. Nachdem das Aluminiumprofil über den Holzflügel geschoben wurde, brauchen nur die Gewindenippel 4 in die entsprechenden Bohrungen eingeschraubt zu werden, bis die beiden Teile 6 und 7 fest aufeinander sitzen. Durch das Einfüllen der Kittmasse 10 werden die Gewindenippel in ihrer jeweiligen Lage, in welcher sie durch die selbsthemmende Wirkung des Gewindes gehalten werden, zusätzlich gesichert.
Die Fig. 3 zeigt deutlich, dass die beiden Teile 6 und 7 bei Verwendung der beschriebenen Halteelemente 4 beträchtliche Abweichungen von den vorgeschriebenen Masstoleranzen aufweisen können und dennoch auf einfachste Weise ohne Nacharbeit zusammenbaubar sind. Die Kontaktflächen zwischen dem Holzteil 6 und dem Aluminiumprofil 7 sind auf ein Minimum beschränkt und die Hinterlüftung der Teile ist ausgezeichnet.
Die Halteelemente gemäss den Fig. 4 bis 8 können aus Metall oder aus einem geeigneten Kunststoff herg stellt werden. Im letzteren Falle dürfte ein Polyamid (beispielsweise Nylon) oder ein Polycarbonat (beispiels weise Makrolon von Bayer) zweckinässig sein. Derartige Kunststoffbolzen brauchen nicht unbedingt mit einem Gewinde versehen zu sein, sondern lassen sich auf Grund der Plastizität des Kunststoffes auch ohne Gewinde in die Gewindegänge der Durchgangslöcher 3 eindrehen.
Anstelle von zylindrischen Nippeln können ohne weiteres auch andere Halteelemente verwendet werden, vorausgesetzt, dass sich diese in beliebiger Lage in den Durchgangslöchern 3 arretieren lassen. So kämen hierfür beispielsweise auch Nippel 11 (Fig. 7) in Frage, an deren Umfang eine Anzahl Klemmzähne 12 angeordnet sein könnten. Die Zähne 12 dieser vorzugsweise aus Kunststoff hergestellten Haltelemente dringen beim Einschrauben in die Gewindegänge der Durchgangsbohrung 3 ein und fixieren das Haltelement in jeder beliebigen Lage. Als Variante hierzu käme beispielsweise auch ein Halteelement mit dreieckförmigem Querschnitt nach Fig. 8 in Frage, das ebenfalls vorzugsweise aus Kunststoff bestehen sollte und sich ohne Schwierigkeit in eine Gewindebohrung 3 einschrauben lässt.
Es ist klar, dass der Querschnitt des Halteelementes in weiten Grenzen variiert werden kann und insbesondere in Form eines regelmässigen oder unregelmässigen Polygons ausführbar ist.
Grundsätzlich wäre es auch durchaus möglich, ein aus Kunststoff bestehendes Halteelement einfach in die Durchgangsbohrung einzudrehen, wobei weder das Halteelement noch die Bohrung mit einem Gewinde versehen sein müsste.
Gegebenenfalls könnten die Halteelemente auch mittels eines Klebstoffes in den Durchgangsbohrungen 3 fixiert werden. Eine Sicherung der Halteelemente mittels Schrauben oder Nägeln ist selbs,tverständlich auch durchführbar.
Die beschriebene Einrichtung wird sich vor allem für moderne Tür- und Fensterkonstruktionen bewähren. Sie kann aber mit Vorteil überall dort angewendet werden, wo Bauteile aus verschiedenem Werkstoff zusammengebaut werden sollen und im Hinblick aufToleranzunterschiede bzw. Dilatationsbewegungen Schwierigkeiten zu befürchten sind.