Zur Bildung eines Tür- oder Fensterrahmens aus Rahmenprofilen aus Kunststoff ist es bekannt, in die Rahmenprofile Versteifungsholme aus Stahl, Aluminium oder Kunststoff einzuziehen. Diese Versteifungsholme bilden dann ein tragendes Skelett des Tür- oder Fensterrahmens. Sie können rohrartig ausgebildet sein oder aus L-, C- bzw. u-Profilen bestehen.
Die Rahmenprofile sind endseitig auf Gehrung geschnitten und werden über diese Gehrungen mittels Spiegelschweissung zusammengefügt.
Um auch im Bereich der Gehrungen die Versteifungsholme miteinander zu verbinden, sind so genannte Schweisseckverbinder vorgesehen. Diese Schweisseckverbinder werden an den Versteifungsholmen festgelegt und über Schweissflächen beim Spiegelschweissen der Rahmenprofile mit verschweisst.
Eine in der Praxis zum Einsatz gekommene Bauart von Schweisseckverbindern besitzt mit den Endabschnitten der Versteifungsholme zusammenfügbare Zapfen, die von einer Seite oder von zwei gegenüberliegenden Seiten aus mittels Keilelementen festgelegt werden. Auf Grund der nicht vermeidbaren Toleranzen bei der Fertigung der Versteifungsholme und auch der Schweisseckverbinder ist jedoch in der Regel quer zu der Festlegungsebene ein Spiel vorhanden. Dieses kann dann bei einem zusammengebauten Tür- oder Fensterrahmen bewirken, dass die Schweisseckverbinder sich quer, wenn auch begrenzt, verlagern können. Auf diese Weise kann daher kein einen Tür- oder Fensterrahmen einwandfrei stabilisierendes Skelett aus Versteifungsholmen und Schweisseckverbindern bereitgestellt werden.
Eine weitere zum Stand der Technik zählende Bauart eines Schweisseckverbinders sieht von einem Basisteil vier vorspringende Finger vor, die um 90 DEG zueinander versetzt in den Ecken angeordnet sind (DE-GM 9 014 643). Endseitig umfassen die Finger einen Einsatz, der mittels einer zentralen Schraube in Längsrichtung der Finger bewegbar ist. Da die Finger innenseitige Schrägen aufweisen, werden sie bei einer Verlagerung des Einsatzes radial nach aussen gegen die Innenflächen des Versteifungsrohrs gedrückt und der Schweisseckverbinder wird auf diese Weise im Versteifungsrohr festgelegt. Trotz dieser vergleichsweise aufwendigen Bauart kann mit ihr dennoch nur eine im Prinzip punktuelle Anpressung der Finger an die Innenflächen des Versteifungsrohrs erzielt werden.
Eine solche Abstützung erlaubt damit ebenfalls keine befriedigende Fixierung eines Schweisseckverbinders in einem Versteifungsrohr.
Im Umfang der DE 4 240 484 C2 ist ein Eckverbinder aus Kunststoff zum Herstellen geschweisster Eckverbindungen für Kunststoffrahmen für Fenster und Türen bekannt. Zur Fixierung des Eckverbinders in einem Kunststoffrahmen weist eine Wand eines als Hohlprofil ausgebildeten Längenabschnitts des Eckverbinders eine Nut auf. Nach dem Einsetzen des Eckverbinders in den Kunststoffrahmen wird von der schrägen Stirnseite ausgehend in diese Nut eine Zylinderschraube gedreht. Da die Nut ausgehend von der Schrägfläche eine Querschnittsverringerung erfährt, kann durch Eindrehen der Zylinderschraube in die Nut unter Abstützung am Kunststoffrahmen der Eckverbinder festgelegt werden.
Der Erfindung liegt ausgehend vom Stand der Technik die Aufgabe zu Grunde, ein Verbindungselement aus Kunststoff für endseitig auf Gehrung geschnittene und mit inneren rohrartigen Versteifungsholmen versehene Rahmenprofile aus Kunststoff zur Bildung eines Tür- oder Fensterrahmens zu schaffen, das nicht nur einfach zu fertigen ist, sondern auch eine einwandfreie spielfreie Verbindung von in jeweils benachbarten Rahmenprofilen befindlichen Versteifungsholmen gewährleistet.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in den Merkmalen des Anspruchs 1.
Ein derartiges Verbindungselement umfasst eine mit einem Endabschnitt eines Versteifungsholms formschlüssig zusammensteckbare Hülse sowie einen drehbaren Spanneinsatz, der von der Stirnseite her in die Hülse eingeführt wird. Der Versteifungsholm ist in Anpassung an ein Rahmenprofil im Querschnitt mehreckig, insbesondere viereckig, ausgebildet. Die an die Querschnittskonfiguration des Versteifungsholms angepasste Hülse besitzt mehrere umfangsseitig verteilte Klemmabschnitte, die in Aussparungen der Wände der Hülse austrennbar integriert sind. Wenn die Hülse mit dem Endabschnitt des Versteifungsholms zusammengesteckt ist und der Spanneinsatz axial in die Hülse eingeschoben wird, gelangen die Klemmabschnitte unter den Einfluss der Spannrampen des Spanneinsatzes.
Wird dann der Spanneinsatz gegen die Steigung der Spannrampen gedreht, üben die Spannrampen eine radiale Kraft auf die Klemmabschnitte aus, sodass sie aus den Wänden getrennt und letztlich flächig gegen innere Widerlagerflächen des Versteifungsholms gespresst werden. Das Verbindungselement ist dann spielfrei im Versteifungsholm festgelegt. Es kann anschliessend über den stirnseitig profilierten Schweisskopf mit dem Verbindungselement eines benachbarten Rahmenprofils, insbesondere per Spiegelschweissung, zusammengefügt werden.
Neben der sicheren spielfreien Verspannung des Verbindungselements ist mit seiner stufenlosen Verklemmung im Versteifungsholm der weitere Vorteil verbunden, dass der Versteifungsholm nicht genau auf Mass abgelängt werden muss. Es ist lediglich dafür Sorge zu tragen, dass er kürzer als die kürzeste Längsseite eines Rahmenprofils zwischen den endseitigen Gehrungen bemessen ist. Auch Massabweichungen bezüglich der Fertigungstoleranzen von Versteifungsholm und Verbindungselement werden im Rahmen der erfindungsgemässen Gestaltung sicher eliminiert. Nach dem Verschweissen in den Gehrungsbereichen ist eine einwandfreie Ausreissfestigkeit in jedem Gehrungsbereich sichergestellt.
Um auch nach dem Verdrehen des Spanneinsatzes und der Verklemmung der Hülse im Versteifungsholm diese Lage auf Dauer zu sichern, ist nach Anspruch 2 vorgesehen, dass die an den Innenseiten der Klemmabschnitte anliegenden Oberflächen der Spannrampen längsgerichtete Riffelungen aufweisen. Über diese Riffelungen wird gewissermassen eine Verhakung der Spannrampen mit den Klemmabschnitten erzielt und auf diese Weise ein ungewolltes Lösen verhindert.
Gemäss den Merkmalen des Anspruchs 3 können die Spannrampen einstückige Bestandteile des Spanneinsatzes bilden. Der Spanneinsatz selber hat dann einen zylindrischen Basiskörper. Die Spannrampen sind beispielsweise bei einem viereckigen Versteifungsholm um 90 DEG auf dem Umfang zueinander versetzt angeordnet. Die Steigungshöhe der Spannrampen ist so bemessen, dass der Spanneinsatz einwandfrei von der Stirnseite der Hülse her in diese eingeschoben und beim anschliessenden Drehen des Spanneinsatzes die Klemmabschnitte nicht nur aus den Wänden der Hülse gelöst, sondern auch sicher gegen die Widerlagerflächen des Versteifungsholras gepresst werden.
Eine andere Ausführungsform sehen die Merkmale des Anspruchs 4 vor. Danach werden die Spannrampen am Umfang des zylindrischen Basiskörpers in Längsnuten geschoben. Ein sicherer Sitz der Spannrampen in den Längsnuten ist dadurch gewährleistet, dass sowohl die den Spannrampen zugeordneten Klemmwulste als auch die Längsnuten bevorzugt einen trapezförmigen Querschnitt aufweisen.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemässen Grundgedankens besteht in den Merkmalen des Anspruchs 5. Danach sind die Klemmabschnitte leistenförmig ausgebildet. Sie erstrecken sich in Längsrichtung der Hülse. Durch diese Gestaltung wird eine hohe Flächenpressung erzielt. Sie haben insbesondere eine rechteckige Konfiguration.
Damit die Klemmabschnitte problemlos aus den Wänden der Hülse gelöst werden können, sind nach Anspruch 6 die Spannrampen kürzer als die Klemmabschnitte ausgebildet. Dadurch braucht der Spanneinsatz auch nicht genau bis zu einer bestimmten Position in die Hülse geschoben zu werden.
Hat die Hülse einen quadratischen Querschnitt, besitzen nach Anspruch 7 die Klemmabschnitte eine Dicke, die der Dicke der Wände der Hülse entspricht.
Demgegenüber weisen zwei einander gegenüberliegende Klemmabschnitte entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 8 eine Dicke auf, die der Dicke der Wände entspricht, während die beiden anderen einander gegenüberliegenden Klemmabschnitte eine grössere Dicke als die Dicke der Wände besitzen, wenn der Querschnitt der Hülse rechteckig ausgebildet ist.
Die Lagefixierung der Klemmabschnitte in den Wänden der Hülse wird nach Anspruch 9 über mindestens eine Sollbruchstelle gewährleistet. Mit anderen Worten heisst dies, dass die Klemmabschnitte in Aussparungen der Wände eingebettet und über mindestens eine Sollbruchstelle mit den Wänden verbunden sind. Hierbei kann es sich um dünne kurze Stege handeln. Die Sollbruchstellen können an nur einer Schmalseite oder an beiden Schmalseiten der Klemmabschnitte vorgesehen sein. Bevorzugt liegen die Sollbruchstellen an den Ecken.
Die Reibschlüssigkeit der Klemmabschnitte an den Widerlagerflächen des Versteifungsholms wird durch aufgerauhte Aussenflächen erhöht (Anspruch 10). Diese Aufrauhung kann durch Querrippen, insbesondere dreieckförmigen Querschnitts, gebildet sein.
Zum Schwenken des Spanneinsatzes ist dieser gemäss Anspruch 11 mit einem sich zum Schweisskopf hin erstreckenden zentrischen Schwenkansatz versehen. Der Schwenkansatz ist bevorzugt einteilig mit dem Basiskörper des Spanneinsatzes ausgebildet. Er kann aber auch mit diesem lösbar verbunden sein. Zweckmässig besitzt er eine zylindrische Konfiguration. In der freien Stirnseite ist eine Mehrkantvertiefung zum Ansetzen eines daran angepassten Werkzeugs ausgebildet. Die Stirnseite des Schwenkansatzes erstreckt sich nicht über die Schweissebene des Schweisskopfs hinaus.
Die exakte Lage des Schweisskopfs relativ zu den Rahmenprofilen kann mit einem Schweisskragen gemäss den Merkmalen des Anspruchs 12 noch sicherer bestimmt werden.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 in schematischer Frontalansicht einen Fensterrahmen;
Fig. 2 in vergrösserter Darstellung im Schnitt den Eckbereich II der Fig. 1;
Fig. 3 in nochmals vergrösserter und zudem perspektivischer Explosionsdarstellung eine Ansicht auf den Gehrungsbereich eines Profilrahmens mit Versteifungsholm und Verbindungselement gemäss dem Pfeil III der Fig. 2;
Fig. 4 einen vertikalen Längsschnitt durch die Darstellung der Fig. 3 entlang der Linie IV-IV vor dem Verspannen eines Verbindungselements;
Fig. 5 einen vertikalen Querschnitt durch die Darstellung der Fig. 4 entlang der Linie V-V;
Fig. 6 einen vertikalen Längsschnitt durch die Darstellung der Fig. 3 entlang der Linie IV-IV nach dem Verspannen des Verbindungselements;
Fig. 7 einen vertikalen Querschnitt durch die Darstellung der Fig. 6 entlang der Linie VII-VII;
Fig. 8 eine Darstellung entsprechend derjenigen der Fig. 5 gemäss einer weiteren Ausführungsform des Spanneinsatzes;
Fig. 9 eine Darstellung entsprechend derjenigen der Fig. 7 gemäss der weiteren Ausführungsform des Spanneinsatzes;
Fig. 10 eine Darstellung entsprechend derjenigen der Fig. 5 gemäss der weiteren Ausführungsform des Spanneinsatzes und eines geänderten Rahmenprofils mit Versteifungsholm und Hülse und
Fig. 11 eine Darstellung entsprechend derjenigen der Fig. 7 gemäss der ersten Ausführungsform des Spanneinsatzes und geändertem Rahmenprofil mit Versteifungsholm und Hülse.
In der Fig. 1 ist mit 1 ein Fensterrahmen aus vier endseitig auf 45 DEG Gehrung geschnittenen im Querschnitt quadratischen Rahmenprofilen 2 aus Kunststoff bezeichnet. Die Rahmenprofile 2 werden, wie auch die Fig. 2 erkennen lässt, von im Querschnitt quadratischen rohrartigen Versteifungsholmen 3 aus Aluminium durchzogen. Die Versteifungsholme 3 sind kürzer als die kurzen Innenseiten 4 der Rahmenprofile 2 bemessen.
In den Gehrungsbereichen 5 sind die Rahmenprofile 2 spiegelverschweisst. Zur spielfreien Verbindung der Versteifungsholme 3 werden in die Gehrungsbereiche 5 Verbindungselemente 6 aus Kunststoff eingesetzt, von denen nachfolgend eines anhand der Fig. 2 bis 7 näher beschrieben ist.
Das Verbindungselement 6 setzt sich grundsätzlich aus einer Hülse 7 und aus einem um seine Längsachse drehbaren Spanneinsatz 8 zusammen.
Die äussere Querschnittskontur der Hülse 7 ist an den Innenquerschnitt des Versteifungsholms 3 angepasst (siehe insbesondere Fig. 3). In die vier Wände 9 der Hülse 7 sind vier sich in Längsrichtung erstreckende leistenartige Klemmabschnitte 10 rechteckiger Konfiguration austrennbar integriert. Dazu sind die eine aufgeraute Aussenfläche 11 besitzenden Klemmabschnitte 10 lediglich in den Eckbereichen der sie aufnehmenden Aussparungen 12 über Sollbruchstellen 13 angepunktet.
An dem dem Innern des Versteifungsholms 3 zugewandten Ende besitzt die Hülse 7 einen konischen Endabschnitt 14, welcher unter anderem dem erleichterten Zusammenstecken mit dem Versteifungsholm 3 dient. Am anderen Ende weist die Hülse 7 einen stirnseitig profilierten Schweisskopf 15 mit einem umfangsseitigen Schweisskragen 16 auf, dessen Neigung der Gehrung im Gehrungsbereich 5 entspricht.
Der Spanneinsatz 8 besitzt einen zylindrischen Basiskörper 17 mit vier am Umfang des Basiskörpers 17 um 90 DEG gleichmässig zueinander versetzt angeordneten Spannrampen 18 sowie einen stirnseitigen zylindrischen Schwenkansatz 19. Die Spannrampen 18 bilden einstückige Bestandteile des Basiskörpers 17. Der Durchmesser D des Basiskörpers 17 entspricht mit einem geringfügigen Spiel der lichten Weite W der Hülse 7 zwischen den Klemmabschnitten 10. Dazu weisen die Klemmabschnitte 10 eine Dicke D1 auf, die der Dicke D2 der Wände 9 entspricht (Fig. 4 und 5).
In der Stirnseite 20 des Schwenkansatzes 19 ist eine sechskantige Vertiefung 21 zum Einsetzen eines geeigneten Drehwerkzeugs vorgesehen. Die Länge des Schwenkansatzes 19 ist so bemessen, dass der Schwenkansatz 19 nicht über den Schweisskopf 15 vorsteht (Fig. 3, 4 und 6).
Im Zuge der Montage des Verbindungselements 6 wird zunächst die Hülse 7 in den bereits in das Rahmenprofil 2 eingesetzten Versteifungsholm 3 geschoben. Die eingeschobene Lage der Hülse 7 ist dann durch den Anschlag des Schweisskragens 16 an der Gehrungsschräge 22 des Rahmenprofils 2 bestimmt (siehe Fig. 3, 4 und 6). Die Klemmabschnitte 10 sind durch die Sollbruchstellen 13 noch voll innerhalb der Dicke D2 der Wände 9 gehalten.
Nunmehr wird der Spanneinsatz 8 so vom Schweisskopf 15 her in die Hülse geschoben, dass gemäss Fig. 5 die Spannrampen 18 in den Eckbereichen der Hülse 7 zwischen zwei Klemmabschnitten 10 liegen. Die Endstellung des Spanneinsatzes 8 wird gemäss Fig. 4 durch den konischen Endabschnitt 14 bestimmt. In diesem Zusammenhang ist auch zu sehen, dass die Spannrampen 18 kürzer als die Klemmabschnitte 10 bemessen sind, sodass geringe axiale Relativverlagerungen des Spanneinsatzes 8 zur Hülse 7 keinen Einfluss auf die wirksame Lage der Spannrampen 18 zu den Klemmabschnitten 10 haben.
Wenn nun der Spanneinsatz 8 gemäss dem Pfeil PF der Fig. 5 gedreht wird, pressen sich die gegen die Drehrichtung des Spanneinsatzes 8 ansteigenden Oberflächen 23 der Spannrampen 18 gegen die Innenseiten 24 der Klemmabschnitte 10 und verlagern diese entsprechend den Darstellungen der Fig. 6 und 7 radial nach aussen, wobei die Verbindungen der Klemmabschnitte 10 mit den Wänden 9 im Bereich der Sollbruchstellen 13 gelöst werden. Hierbei ist die Steigung der Oberflächen 23 der Spannrampen 18 so bemessen, dass die Klemmabschnitte 10 mit ihren aufgerauten Aussenflächen 14 gegen innere Widerstandsflächen 25 des Versteifungsholms 3 gepresst werden. Ein Weiterdrehen des Spanneinsatzes 8 über diese Spannstellung hinaus wird durch die aus den Fig. 3, 4 und 6 erkennbaren längsgerichteten Riffelungen auf den Oberflächen 23 der Spannrampen 18 verhindert.
Diese graben sich gewissermassen in die Klemmabschnitte 10 ein.
Auf diese Weise ist die Hülse 7 einwandfrei im Versteifungsholm 3 verspannt. Anschliessend kann per Spiegelschweissung die Verbindung zweier im Gehrungsbereich 5 aneinander stossender Rahmenprofile 2 vorgenommen werden.
In den Fig. 8 und 9 ist eine Ausführungsform eines Spanneinsatzes 8a in Verbindung mit einem im Querschnitt quadratischen Rahmenprofil 2 und entsprechend quadratischem Versteifungsholm 3 sowie quadratischer Hülse 7 veranschaulicht, bei welchem der Basiskörper 17a wiederum im Wesentlichen zylindrisch gestaltet ist. Allerdings sind nunmehr die Spannrampen 18a nicht einstückig mit dem Basiskörper 17a verbunden. Die mit ihren Innenflächen 26 an die zylindrische Oberfläche 22 des Basiskörpers 17a angepassten Spannrampen 18a weisen innere längs gerichtete Klemmwulste 28 mit einem trapezförmigen Querschnitt auf, die in an die Klemmwulste 28 angepasste trapezförmige Nuten 29 umfangsseitig des Basiskörpers 17a formschlüssig eingeschoben sind.
Ansonsten entspricht die Ausführungsform der Fig. 8 und 9 aber derjenigen der Fig. 1 bis 7, sodass eine nochmalige Wiederholung der Funktion entbehrlich ist. Lediglich der Vollständigkeit halber wird darauf hingewiesen, dass die Fig. 8 den Spanneinsatz 8a mit den Spannrampen 18a im unverspannten Zustand der Hülse 7 und die Fig. 9 im verspannten Zustand zeigen.
Die Fig. 10 und 11 zeigen einmal die Ausführungsform der Fig. 8 und 9 und einmal die Ausführungsform der Fig. 1 bis 7 eines Spanneinsatzes 8a, 8 in Verbindung mit einem im Querschnitt rechteckigen Rahmenprofil 2a, einem entsprechend rechteckigen Versteifungsholm 3a sowie einer daran angepassten im Querschnitt rechteckigen Hülse 7a. Da die Wände 9, 9a der Hülse 7a unterschiedliche Breiten aufweisen, beim Spanneinsatz 8, 8a es sich jedoch um einen Rotationskörper handelt, ist es erforderlich, die Klemmabschnitte 10a in den schmaler bemessenen Wänden 9a der Hülse 7a mit einer Dicke D3 zu versehen, die dicker ist als die Dicke D2 der Wände 9, 9a.
Dies trifft sowohl auf die Bauart eines Spanneinsatzes 8a mit umfangsseitig in Nuten 29 eingeschobenen Spannrampen 18a (Fig. 10) zu als auch bei der Ausführungsform gemäss Fig. 11, wo die Spannrampen 18 einstückige Bestandteile des Spanneinsatzes 8 bilden.
Auch bezüglich der Fig. 10 und 11 sei der Vollständigkeit halber betont, dass die Fig. 10 eine Position des Spanneinsatzes 8a im unverspannten Zustand der Hülse 7a und die Fig. 11 als Position eines Spanneinsatzes 8 im verspannten Zustand zeigen.
To form a door or window frame from frame profiles made of plastic, it is known to insert stiffening bars made of steel, aluminum or plastic into the frame profiles. These stiffeners then form a load-bearing skeleton of the door or window frame. They can be tubular or consist of L, C or u profiles.
The frame profiles are mitred at the ends and are joined by means of mirror miter.
So-called welded corner connectors are provided in order to connect the stiffening bars to each other in the area of the mitres as well. These welded corner connectors are attached to the stiffening bars and welded over the welded surfaces during mirror welding of the frame profiles.
One type of welded corner connector used in practice has pins which can be joined to the end sections of the stiffening bars and which are fixed from one side or from two opposite sides by means of wedge elements. Due to the unavoidable tolerances in the manufacture of the stiffening bars and also the welded corner connector, however, there is generally play at right angles to the setting plane. With an assembled door or window frame, this can then cause the welded corner connectors to move transversely, albeit to a limited extent. In this way it is therefore not possible to provide a skeleton of stiffening bars and welded corner connectors that perfectly stabilizes a door or window frame.
Another type of welded corner connector belonging to the state of the art provides four protruding fingers from a base part which are arranged offset by 90 ° in the corners (DE-GM 9 014 643). At the end, the fingers comprise an insert which can be moved in the longitudinal direction of the fingers by means of a central screw. Since the fingers have bevels on the inside, when the insert is displaced they are pressed radially outward against the inner surfaces of the stiffening tube and the welded corner connector is fixed in this way in the stiffening tube. Despite this comparatively complex design, it can only be used to press the fingers, in principle, selectively onto the inner surfaces of the stiffening tube.
Such a support therefore also does not permit a satisfactory fixation of a welded corner connector in a stiffening tube.
In the scope of DE 4 240 484 C2, a plastic corner connector for producing welded corner connections for plastic frames for windows and doors is known. To fix the corner connector in a plastic frame, a wall of a longitudinal section of the corner connector designed as a hollow profile has a groove. After inserting the corner connector into the plastic frame, a cylinder screw is screwed into this groove from the sloping face. Since the groove is reduced in cross-section starting from the inclined surface, the corner connector can be fixed by screwing the cylinder screw into the groove with support on the plastic frame.
Based on the prior art, the invention is based on the object of providing a connecting element made of plastic for miter-cut frame profiles made of plastic at the ends and provided with inner tubular reinforcing bars to form a door or window frame which is not only easy to manufacture, but also also guarantees a perfect, play-free connection of stiffening bars located in adjacent frame profiles.
This object is achieved according to the invention in the features of claim 1.
Such a connecting element comprises a sleeve which can be positively plugged together with an end section of a stiffening spar and a rotatable clamping insert which is inserted into the sleeve from the end face. The stiffening spar is polygonal, in particular quadrangular, in adaptation to a frame profile. The sleeve, which is adapted to the cross-sectional configuration of the stiffening spar, has a plurality of clamping sections distributed on the circumference, which are integrally integrated in cutouts in the walls of the sleeve. When the sleeve is plugged together with the end section of the stiffening spar and the clamping insert is pushed axially into the sleeve, the clamping sections come under the influence of the clamping ramps of the clamping insert.
If the clamping insert is then rotated against the slope of the clamping ramps, the clamping ramps exert a radial force on the clamping sections, so that they are separated from the walls and ultimately pressed flat against the inner abutment surfaces of the stiffening spar. The connecting element is then fixed in the stiffening spar without play. It can then be joined to the connecting element of an adjacent frame profile, in particular by means of mirror welding, via the welding head profiled on the end face.
In addition to the secure play-free tensioning of the connecting element, its stepless clamping in the stiffening spar has the further advantage that the stiffening spar does not have to be cut to size. It is only necessary to ensure that it is shorter than the shortest long side of a frame profile between the miter ends. Dimensional deviations with regard to the manufacturing tolerances of the stiffening bar and the connecting element are also reliably eliminated within the scope of the design according to the invention. After welding in the miter areas, perfect pull-out resistance is ensured in each miter area.
In order to ensure this position in the long term even after the tensioning insert has been twisted and the sleeve has been jammed in the stiffening spar, it is provided according to claim 2 that the surfaces of the tensioning ramps lying on the inside of the clamping sections have longitudinal corrugations. To a certain extent, hooking of the tensioning ramps with the clamping sections is achieved by means of these corrugations and in this way an unwanted loosening is prevented.
According to the features of claim 3, the tensioning ramps can form one-piece components of the tensioning insert. The clamping insert itself then has a cylindrical base body. The tensioning ramps are arranged, for example in the case of a square stiffening spar, offset by 90 ° on the circumference. The pitch of the tensioning ramps is dimensioned so that the tensioning insert is pushed into it from the front of the sleeve and when the tensioning insert is turned, the clamping sections are not only loosened from the walls of the sleeve, but also securely pressed against the abutment surfaces of the stiffening bracket.
Another embodiment provides the features of claim 4. The clamping ramps are then pushed into the longitudinal grooves on the circumference of the cylindrical base body. A secure fit of the tensioning ramps in the longitudinal grooves is ensured by the fact that both the clamping beads assigned to the tensioning ramps and the longitudinal grooves preferably have a trapezoidal cross section.
An advantageous further development of the basic idea according to the invention consists in the features of claim 5. Thereafter, the clamping sections are formed as strips. They extend in the longitudinal direction of the sleeve. A high surface pressure is achieved through this design. In particular, they have a rectangular configuration.
So that the clamping sections can be easily removed from the walls of the sleeve, the tensioning ramps are shorter than the clamping sections according to claim 6. As a result, the clamping insert does not need to be pushed into the sleeve exactly up to a certain position.
If the sleeve has a square cross-section, the clamping sections have a thickness which corresponds to the thickness of the walls of the sleeve.
In contrast, two opposite clamping sections according to the features of claim 8 have a thickness which corresponds to the thickness of the walls, while the other two opposing clamping sections have a greater thickness than the thickness of the walls if the cross section of the sleeve is rectangular.
The position fixing of the clamping sections in the walls of the sleeve is ensured according to claim 9 via at least one predetermined breaking point. In other words, this means that the clamping sections are embedded in recesses in the walls and are connected to the walls via at least one predetermined breaking point. These can be thin, short webs. The predetermined breaking points can be provided on only one narrow side or on both narrow sides of the clamping sections. The predetermined breaking points are preferably at the corners.
The frictional engagement of the clamping sections on the abutment surfaces of the stiffening bar is increased by roughened outer surfaces (claim 10). This roughening can be formed by transverse ribs, in particular triangular cross-section.
For pivoting the clamping insert, this is provided with a central pivoting extension extending towards the welding head. The pivot attachment is preferably formed in one piece with the base body of the clamping insert. But it can also be releasably connected to it. It expediently has a cylindrical configuration. A polygonal recess for attaching a tool adapted to it is formed in the free end face. The end face of the swivel attachment does not extend beyond the welding plane of the welding head.
The exact position of the welding head relative to the frame profiles can be determined even more reliably with a welding collar according to the features of claim 12.
The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments illustrated in the drawings. Show it:
Figure 1 is a schematic front view of a window frame.
Fig. 2 in an enlarged representation in section the corner area II of Fig. 1;
3 shows a view of the miter area of a profile frame with stiffening bar and connecting element according to arrow III of FIG. 2 in a further enlarged and also perspective exploded view;
4 shows a vertical longitudinal section through the representation of FIG. 3 along the line IV-IV before the bracing of a connecting element;
FIG. 5 shows a vertical cross section through the illustration of FIG. 4 along the line V-V;
6 shows a vertical longitudinal section through the representation of FIG. 3 along the line IV-IV after the connection element has been braced;
Fig. 7 is a vertical cross section through the representation of Figure 6 along the line VII-VII.
8 shows a representation corresponding to that of FIG. 5 according to a further embodiment of the clamping insert;
FIG. 9 shows a representation corresponding to that of FIG. 7 according to the further embodiment of the clamping insert;
Fig. 10 is a representation corresponding to that of FIG. 5 according to the further embodiment of the clamping insert and a modified frame profile with stiffening bar and sleeve and
Fig. 11 is a representation corresponding to that of FIG. 7 according to the first embodiment of the clamping insert and modified frame profile with stiffening bar and sleeve.
In FIG. 1, 1 denotes a window frame made of four plastic frame profiles 2 with a square miter cut at the 45 ° miter end. As can also be seen in FIG. 2, the frame profiles 2 are traversed by tubular stiffening bars 3 made of aluminum with a square cross section. The stiffening bars 3 are shorter than the short inner sides 4 of the frame profiles 2.
In the miter areas 5, the frame profiles 2 are mirror-welded. For play-free connection of the stiffening bars 3, plastic connecting elements 6 are inserted into the miter areas 5, one of which is described in more detail below with reference to FIGS. 2 to 7.
The connecting element 6 is basically composed of a sleeve 7 and a clamping insert 8 rotatable about its longitudinal axis.
The outer cross-sectional contour of the sleeve 7 is adapted to the inner cross-section of the stiffening bar 3 (see in particular FIG. 3). In the four walls 9 of the sleeve 7, four longitudinally extending strip-like clamping sections 10 of rectangular configuration are integrally separable. For this purpose, the clamping sections 10, which have a roughened outer surface 11, are punctured only in the corner regions of the recesses 12 receiving them via predetermined breaking points 13.
At the end facing the interior of the stiffening spar 3, the sleeve 7 has a conical end section 14 which, among other things, facilitates the plugging together with the stiffening spar 3. At the other end, the sleeve 7 has a welding head 15 profiled on the end face with a peripheral welding collar 16, the inclination of which corresponds to the miter in the miter region 5.
The tensioning insert 8 has a cylindrical base body 17 with four tensioning ramps 18 which are uniformly offset from one another on the circumference of the base body 17 by 90 °, as well as an end cylindrical pivoting projection 19. The tensioning ramps 18 form integral parts of the base body 17. The diameter D of the base body 17 corresponds to one slight play of the clear width W of the sleeve 7 between the clamping sections 10. For this purpose, the clamping sections 10 have a thickness D1 which corresponds to the thickness D2 of the walls 9 (FIGS. 4 and 5).
A hexagonal recess 21 for inserting a suitable turning tool is provided in the end face 20 of the pivoting projection 19. The length of the pivot attachment 19 is dimensioned such that the pivot attachment 19 does not protrude beyond the welding head 15 (FIGS. 3, 4 and 6).
In the course of the assembly of the connecting element 6, the sleeve 7 is first pushed into the stiffening bar 3 already inserted into the frame profile 2. The inserted position of the sleeve 7 is then determined by the stop of the welding collar 16 on the miter bevel 22 of the frame profile 2 (see FIGS. 3, 4 and 6). The clamping sections 10 are still held fully within the thickness D2 of the walls 9 by the predetermined breaking points 13.
Now the clamping insert 8 is pushed into the sleeve from the welding head 15 such that, according to FIG. 5, the clamping ramps 18 lie in the corner regions of the sleeve 7 between two clamping sections 10. The end position of the clamping insert 8 is determined according to FIG. 4 by the conical end section 14. In this context it can also be seen that the tensioning ramps 18 are dimensioned shorter than the clamping sections 10, so that small axial relative displacements of the tensioning insert 8 relative to the sleeve 7 have no influence on the effective position of the tensioning ramps 18 relative to the clamping sections 10.
If the tensioning insert 8 is now rotated according to the arrow PF of FIG. 5, the surfaces 23 of the tensioning ramps 18, which rise against the direction of rotation of the tensioning insert 8, press against the inner sides 24 of the clamping sections 10 and shift them in accordance with the illustrations in FIGS. 6 and 7 radially outwards, the connections of the clamping sections 10 to the walls 9 being released in the region of the predetermined breaking points 13. Here, the slope of the surfaces 23 of the tensioning ramps 18 is dimensioned such that the clamping sections 10 with their roughened outer surfaces 14 are pressed against inner resistance surfaces 25 of the stiffening bar 3. A further turning of the clamping insert 8 beyond this clamping position is prevented by the longitudinal corrugations on the surfaces 23 of the clamping ramps 18 which can be seen in FIGS. 3, 4 and 6.
To a certain extent, these dig into the clamping sections 10.
In this way, the sleeve 7 is properly clamped in the stiffening bar 3. Then, by means of mirror welding, the connection of two frame profiles 2 which abut one another in the miter region 5 can be carried out.
8 and 9 illustrate an embodiment of a clamping insert 8a in connection with a frame profile 2 with a square cross section and correspondingly square stiffening bar 3 and square sleeve 7, in which the base body 17a is again essentially cylindrical. However, the tensioning ramps 18a are now not integrally connected to the base body 17a. The tensioning ramps 18a, which are matched to the cylindrical surface 22 of the base body 17a with their inner surfaces 26, have inner longitudinal clamping beads 28 with a trapezoidal cross-section, which are positively inserted into the trapezoidal grooves 29 adapted to the clamping beads 28 on the circumferential side of the base body 17a.
Otherwise, the embodiment of FIGS. 8 and 9 corresponds to that of FIGS. 1 to 7, so that it is not necessary to repeat the function again. For the sake of completeness, it is pointed out that FIG. 8 shows the tensioning insert 8a with the tensioning ramps 18a in the unstressed state of the sleeve 7 and FIG. 9 in the tensioned state.
10 and 11 show once the embodiment of FIGS. 8 and 9 and once the embodiment of FIGS. 1 to 7 of a clamping insert 8a, 8 in connection with a frame profile 2a with a rectangular cross section, a correspondingly rectangular stiffening bar 3a and an adapted to it in cross section rectangular sleeve 7a. Since the walls 9, 9a of the sleeve 7a have different widths, but the clamping insert 8, 8a is a rotating body, it is necessary to provide the clamping sections 10a in the narrower walls 9a of the sleeve 7a with a thickness D3 that is thicker than the thickness D2 of the walls 9, 9a.
This applies both to the design of a clamping insert 8a with clamping ramps 18a (FIG. 10) inserted circumferentially into grooves 29 and to the embodiment according to FIG. 11, where the clamping ramps 18 form integral parts of the clamping insert 8.
10 and 11, for the sake of completeness, it should also be emphasized that FIG. 10 shows a position of the clamping insert 8a in the unstressed state of the sleeve 7a and FIG. 11 shows the position of a clamping insert 8 in the clamped state.