BESCHREIBUNG
Anordnung zur Kreuzverbindung mindestens zweier stabförmiger Profile mit einem Knotenkörper.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zur Kreuzverbindung mindestens zweier stabfönmiger Profile mit einem Knotenkörper.
Diese Profile können dabei sowohl Rund- oder Konvexstäbe sein, oder aber auch einen rechteck- bzw. quadratförmigen Querschnitt besitzen.
Kreuzverbindungen dieser Art dienen dazu beispielsweise in verschiedenartigsten Ausführungen den Zusammenbau von Rahmen und Gestellen, welche im Bedarfsfall wieder leicht lösbar sind, zu ermöglichen. Hauptsächlich werden dabei je zwei oder drei solcher Profilstangen verwendet, um unter gegebenen Winkelverhältnissen eine gerüstähnliche Struktur aufzubauen.
Bei einer bekannten Anordnung dieser Art (CH PS 582 836) ist die Kreuzverbindung über einen Knotenkörper realisiert, an welchem aussen drei windschief angeordnete Nuten zur Aufnahme der stabförmigen Profile vorgesehen sind. Nach dem Einlegen der Profile werden die Profile dann durch Schrauben gegen Herausfallen, Drehen und Formeinstellen gegenüber dem Knotenkörper lösbar gesichert.
Nachteilig wirkt sich bei derartigen Konstruktionen die Tatsache aus, dass die Ausrichtung von exakten Strukturen kompliziert ist und die zu verbindenden Profile nach der Montage kaum mit nennenswerten Drehmomenten beaufschlagbar sind.
Im weiteren ist die Winkelsteifigkeit solcher Systeme nicht besonders gross, und zudem liegen die zu verbindenden Profile im montierten Zustand nicht in einer Ebene.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kreuzverbindung zu finden, welche eine torsionssteife Verbindung von wenigstens zwei Profilen in annähernd einer Ebene zulässt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Knotenkörper zwei kreuzförmig angeordnete, sich im Innern des Knotenkörpers schneidende und ihn durchdringende Bohrungen aufweist, an dem ersten und dem zweiten stabförmigen Profil jeweils eine die Verbindungsstelle definierende Ausnehmung vorgesehen ist, und das zweite Profil über ein Keilelement im Knotenkörper gehalten ist.
Gemäss einer Weiterbildung der Erfindung in Form der direkten Abstimmung der Ausnehmung der beiden Profile auf deren Querschnitt wird erreicht, dass nach der Montage exakt eine Ebene aufgespannt wird.
Eine erhöhte Torsionssteifigkeit ist dann erzielbar, wenn die beiden Profile an der Verbindungsstelle über jeweils eine mit Hilfe eines Keilelementes erzeugte schwache Presspassung ineinander greifen.
Der Knotenkörper kann grundsätzlich alle möglichen Körperformen aufweisen. Als besonders vorteilhaft hat sich hingegen eine Kugelform mit wenigstens dem Zweifachen und idealerweise mit dem Drei- bis Fünffachen des Durchmessers des grössten Querschnittsabmasses - Breite, Höhe oder Durchmesser - der zu verbindenden Profile erwiesen.
Zum Aufbau dreidimensionaler Strukturen können zwei Achsen der zu verbindenden Profile in einer Ebene liegen; die dritte Achse muss hingegen oftmals nicht durch den Schnittpunkt der beiden Achsen gehen. Dann kann das gleiche Prinzip der Verbindung der beiden ersten Profile auch auf das dritte Profil angewendet werden.
Der Knotenkörper selbst lässt sich von seiner äusseren Form als Kugel günstig im Spritzgussverfahren herstellen. In einem solchen Fall erweist es sich als besonders vorteilhaft, wenn der Knotenkörper überall im wesentlichen die gleiche Wandstärke aufweist.
Im folgenden wird der Erfindungsgegenstand anhand von Prinzipskizzen zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigen:
Figur 1 a ein erstes Ausführungsbeispiel einer Kreuzverbindung in demontiertem Zustand
Figur lb die Kreuzverbindung von Figur la in teilweise montiertem Zustand
Figur 2a ein zweites Ausführungsbeispiel einer Kreuzverbindung im teilweise montierten Zustand
Figur 2b die Kreuzverbindung von Figur 2a, in Transparentansicht.
Ein kugelförmiger Knotenkörper 2 (Figur la) besitzt eine erste Bohrung 4, deren Durchmesser demjenigen einer ersten
Rundprofilstange 6 entspricht. In der Mitte dieser Rundprofilstange ist eine Aussparung 8 eingearbeitet, deren Abmessungen bezüglich der Breite bis auf ein Abmass dem Durchmesser des Rundprofils entspricht und deren Tiefe gleich den halben Durchmesser aufweist. Eine zweite Bohrung 10 im kugelförmigen Knotenkörper 2 ist auf gleicher Höhe wie die erste Bohrung 4 rechtwinklig zu dieser ausgeführt. Diese zweite Bohrung 10 ist zudem als Langloch ausgebildet, wobei die Breite des Langlochs mit einer Ausdehnung vom 1,5fachen des Durchmessers der Rundprofilstange 6 ausgelegt ist. Eine zweite zu verbindende Rundprofilstange 6' hat in diesem Falle den genau gleichen Durchmesser wie die erste Rundprofilstange 6.
An der zweiten Rundprofilstange ist ebenfalls eine Aussparung 8' ausgearbeitet, die genau die gleichen Abmessungen wie die Aussparung 8 an der ersten Rundprofilstange 6 hat. Oberhalb der zweiten Rundprofilstange 6' ist ein Keilelement 12 dargestellt. Dieses entspricht bezüglich seiner Querschnittsabmessungen denjenigen der Rundprofilstangen 6 bzw. 6' und hat eine halbmondförmige Querschnittsform 14. Als ideale Querschnittshöhe hat sich eine solche von etwa 1,5 mal derjenigen des zweiten Profils erwiesen. Die Länge des Keilelements 12 ist jeweils so gewählt, dass dieses im montierten Zustand innerhalb des Knotenkörpers 2 liegt und mit seinen jeweiligen Stirnflächen mit der Aussenfläche des Knotenkörpers bündig abschliesst.
Das Keilelement entspricht in seiner äusseren Zylinderfläche derjenigen der Rundprofilstangen 6 bzw. 6', und die innere Zylinderfläche entspricht ebenfalls einer Teilfläche der Zylinderfläche der Rundprofilstangen. In der Mitte des Keilelements sind an der äusseren Mantelfläche seitlich jeweils zwei wenig tiefe Sacklöcher 16 angebracht, deren Durchmesser jeweils dem Durchmesser der Rundprofilstangen entspricht.
Im weiteren ist am Keilelement 12 an dessen einer Stirnseite 18 ein Gewindeloch 20 eingearbeitet.
Bei der Montage wird jeweils zuerst die Rundprofilstange 6 in die Bohrung 4 eingebracht und dann die zweite Profilstange 6' in die zweite Bohrung 10 eingeschoben. Die beiden Aussparungen 8 und 8' werden zur Deckung gebracht und mit leichtem Druck miteinander verbunden. Durch Einschieben des Keilelements 12 in den oberen Teil der zweiten Bohrung 10 wird ein selbständiges Lösen der Verbindung verhindert.
Wird dann das Keilelement 12 zudem so eingeschoben, dass die Sacklöcher 16 über der Aussparung 8 der ersten Rundprofilstange 6 sind, so rastet das Keilelement 12 ein, und die Sacklöcher 16 übernehmen die Funktion einer Arretiervorrichtung.
In das Gewindeloch 20 kann eine Abziehvorrichtung üblicher Art eingeschraubt werden und damit das Keilelement 12 wieder aus dem Knotenkörper 2 entfernt werden. Die Kreuzverbindung kann dann mit äusserst geringem Aufwand montiert und wieder demontiert werden.
Eine dritte Bohrung 22, welche senkrecht zu den beiden Bohrungen 4 und 10 verläuft, ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel zur Einbringung eines Stöpsels 24 vorgesehen, an welchem die Handelsmarke anbringbar ist. Diese Bohrung 22 kann aber jederzeit auch zum Aufbau einer dritten Dimension verwendet werden, indem in dieser Bohrung beispielsweise ein Gewinde vorgesehen wird und darin eine dritte Profilstange eingeschraubt wird. Auf der Gegenseite ist selbstverständlich die gleiche Anordnung einer vierten Profilstange möglich.
Will man hingegen das gleiche Verbindungsprinzip wie bei den Rundprofilstangen 6 bzw. 6' verwenden, so ist lediglich zu fordern, dass die zugehörige Bohrung, welche wieder eine Langlochbohrung sein müsste, lediglich eine Verbindung mit der ersten Rundprofilstange 6 ermöglicht und nicht mit der zweiten Rundprofilstange 6'. Das einzig notwendige Erfordernis hierzu ist die Forderung, dass die zugehörige Bohrung für die dritte Rundprofilstange im Knotenkörper nur die Bohrung 4, in die erste Rundprofilstange 6 aufgenommen wird, schneiden darf. Die entsprechenden Aussparungen müssten in diesem Fall an der ersten und einer dritten Rundprofilstange vorgesehen werden.
Unter der Voraussetzung einer entsprechenden zusätzlichen Aussparung beim ersten Keilelement ist es auch durchaus möglich - mit etwas erhöhtem Aufwand -, die dritte Rundprofilstange mit der zweiten Rundprofilstange 6' zu verbinden.
In Figur lb ist übrigens gezeigt, wie die prinzipielle Montage der Kreuzverbindung zu erfolgen hat. Da die Darstellung aus sich selbst verständlich erscheint, wird keine besondere Beschreibung dazu gegeben.
In Figur 2a ist die Kreuzverbindung zweier Profilstangen mit ungleichen Querschnitten, nämlich einer ersten Rundprofilstange 106 und einer zweiten Rechteckprofilstange 106', gezeigt. In diesem Ausführungsbeispiel sind ferner eine dritte Rundprofilstange 126 und eine vierte Rundprofilstange 128 vorgesehen, welche jeweils nur lose in zwei Sacklöcher 130 und 132 gesteckt und damit nicht torsionssteif sind.
Im übrigen werden die Abmessungen der Aussparungen an den beiden zu verbindenden Profilstangen von der zweiten Rechteckprofilstange 106' diktiert, und zwar bezüglich der erforderlichen Tiefe der Aussparung in der ersten Rundprofilstange 106.
Als Arretiervorrichtung ist eine zylindrische Bohrung 120 im rechteckigen Keilelement 112 vorgesehen. Bei der Montage wird also nach dem Einschieben des Keilelements 112 in einen quadratischen Knotenkörper 102 die dritte Rundprofilstange 126 soweit durch die zugehörige Bohrung gesteckt, dass sie durch die zylindrische Bohrung 120 reicht.
In Figur 2b ist ergänzend - in transparenter Darstellung gezeigt, wie die erfindungsgemässe Kreuzverbindungsanordnung des zweiten Ausführungsbeispiels vor und nach (gestrichelte Darstellung) dem Einschieben des Keilelements 112 zu verstehen ist. Da auch diese Darstellung aus sich selbst verständlich erscheint, wird keine besondere Beschreibung dazu gegeben. Die dritte Rundprofilstange 126 greift in diesem Ausführungsbeispiel im montierten Zustand in die zylindri sche Bohrung 120 ein, so dass diese die Funktion der Arretiervorrichtung übernimmt.
DESCRIPTION
Arrangement for cross-connection of at least two rod-shaped profiles with a node body.
The present invention relates to an arrangement for the cross connection of at least two rod-shaped profiles with a node body.
These profiles can be either round or convex rods, or they can also have a rectangular or square cross-section.
Cross connections of this type are used, for example, in a wide variety of designs to enable the assembly of frames and frames, which can be easily removed again if necessary. Mainly two or three such profile bars are used to build a framework-like structure under given angular conditions.
In a known arrangement of this type (CH PS 582 836), the cross connection is realized via a knot body, on the outside of which three skewed grooves are provided for receiving the rod-shaped profiles. After inserting the profiles, the profiles are then releasably secured with screws against falling out, turning and adjusting the shape relative to the knot body.
The disadvantage of such constructions is the fact that the alignment of exact structures is complicated and the profiles to be connected can hardly be subjected to any significant torques after assembly.
Furthermore, the angular rigidity of such systems is not particularly great, and moreover the profiles to be connected do not lie in one plane when assembled.
It is therefore an object of the present invention to find a cross connection which allows a torsionally rigid connection of at least two profiles in approximately one plane.
This object is achieved according to the invention in that the knot body has two cross-shaped bores which intersect and penetrate in the interior of the knot body, in each case a recess defining the connection point is provided on the first and the second rod-shaped profile, and the second profile via a wedge element is held in the node body.
According to a development of the invention in the form of the direct matching of the recess of the two profiles to their cross section, it is achieved that exactly one plane is spanned after assembly.
An increased torsional rigidity can be achieved if the two profiles engage at the connection point via a weak interference fit created with the help of a wedge element.
The node body can basically have all possible body shapes. On the other hand, a spherical shape with at least twice and ideally with three to five times the diameter of the largest cross-sectional dimension - width, height or diameter - of the profiles to be connected has proven to be particularly advantageous.
To build three-dimensional structures, two axes of the profiles to be connected can lie in one plane; however, the third axis often does not have to go through the intersection of the two axes. Then the same principle of connecting the first two profiles can also be applied to the third profile.
The outer shape of the knot body itself can be inexpensively manufactured as an injection molding process. In such a case, it proves to be particularly advantageous if the node body has essentially the same wall thickness everywhere.
The subject matter of the invention is explained in more detail below on the basis of schematic diagrams of two exemplary embodiments.
Show it:
Figure 1 a shows a first embodiment of a cross connection in the disassembled state
Figure lb the cross connection of Figure la in a partially assembled state
Figure 2a shows a second embodiment of a cross connection in the partially assembled state
Figure 2b shows the cross connection of Figure 2a, in a transparent view.
A spherical node body 2 (FIG. 1 a) has a first bore 4, the diameter of which is that of a first
Round profile rod 6 corresponds. In the middle of this round profile rod, a recess 8 is machined, the dimensions of which correspond to the diameter of the round profile except for one dimension and the depth of which is half the diameter. A second bore 10 in the spherical node body 2 is made at the same height as the first bore 4 at right angles to the latter. This second bore 10 is also designed as an elongated hole, the width of the elongated hole being designed to be 1.5 times the diameter of the round profile rod 6. In this case, a second round profile rod 6 'to be connected has the exact same diameter as the first round profile rod 6.
A cutout 8 ′ is also worked out on the second round profile bar, which has exactly the same dimensions as the cutout 8 on the first round profile bar 6. A wedge element 12 is shown above the second round profile rod 6 '. In terms of its cross-sectional dimensions, this corresponds to those of the round profile rods 6 and 6 'and has a crescent-shaped cross-sectional shape 14. The ideal cross-sectional height has been found to be about 1.5 times that of the second profile. The length of the wedge element 12 is chosen such that it lies within the knot body 2 in the mounted state and is flush with its respective end faces with the outer surface of the knot body.
The wedge element corresponds in its outer cylindrical surface to that of the round profile rods 6 or 6 ', and the inner cylindrical surface also corresponds to a partial surface of the cylindrical surface of the round profile rods. In the middle of the wedge element there are two shallow blind holes 16 on each side of the outer lateral surface, the diameter of which corresponds to the diameter of the round profile rods.
Furthermore, a threaded hole 20 is machined on the wedge element 12 on one end face 18 thereof.
During assembly, the round profile rod 6 is first inserted into the bore 4 and then the second profile rod 6 'is inserted into the second bore 10. The two recesses 8 and 8 'are brought to cover and connected to one another with slight pressure. By pushing the wedge element 12 into the upper part of the second bore 10, an independent loosening of the connection is prevented.
If the wedge element 12 is then also inserted such that the blind holes 16 are above the cutout 8 of the first round profile rod 6, the wedge element 12 engages and the blind holes 16 assume the function of a locking device.
A pulling device of the usual type can be screwed into the threaded hole 20 and the wedge element 12 can thus be removed again from the knot body 2. The cross connection can then be assembled and disassembled with very little effort.
A third bore 22, which runs perpendicular to the two bores 4 and 10, is provided in the present exemplary embodiment for introducing a plug 24 to which the trademark can be attached. However, this bore 22 can also be used at any time to build up a third dimension, for example by providing a thread in this bore and screwing a third profile rod into it. On the opposite side, the same arrangement of a fourth profile bar is of course possible.
If, on the other hand, you want to use the same connection principle as for the round profile rods 6 or 6 ', the only requirement is that the associated hole, which would again have to be an elongated hole, only enables a connection to the first round profile rod 6 and not to the second round profile rod 6 '. The only necessary requirement for this is the requirement that the associated bore for the third round profile rod in the node body may only cut the bore 4 into which the first round profile rod 6 is received. In this case, the corresponding recesses would have to be provided on the first and a third round profile rod.
Provided that there is a corresponding additional recess in the first wedge element, it is also entirely possible - with somewhat more effort - to connect the third round profile rod to the second round profile rod 6 '.
By the way, FIG. 1b shows how the cross connection has to be assembled in principle. Since the representation appears to be self-explanatory, no special description is given.
FIG. 2a shows the cross connection of two profile bars with unequal cross sections, namely a first round profile bar 106 and a second rectangular profile bar 106 '. In this exemplary embodiment, a third round profile rod 126 and a fourth round profile rod 128 are also provided, each of which is only loosely inserted into two blind holes 130 and 132 and is therefore not torsionally rigid.
Otherwise, the dimensions of the cutouts on the two profile bars to be connected are dictated by the second rectangular profile bar 106 ', with respect to the required depth of the cutout in the first round profile bar 106.
A cylindrical bore 120 is provided in the rectangular wedge element 112 as a locking device. During assembly, after inserting the wedge element 112 into a square knot body 102, the third round profile rod 126 is inserted through the associated hole to such an extent that it extends through the cylindrical hole 120.
FIG. 2b additionally shows - in a transparent representation - how the cross connection arrangement according to the invention of the second exemplary embodiment is to be understood before and after (dashed representation) the insertion of the wedge element 112. Since this representation also appears to be self-explanatory, no special description is given. The third round profile rod 126 engages in the assembled state in the cylindri cal bore 120 so that this takes over the function of the locking device.