DE102004028453A1

DE102004028453A1 - Verbindungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102004028453A1
Application number: DE200410028453
Authority: DE
Inventors: Robert Dr.-Ing. Spengler
Original assignee: Bierbach & Co KG Befestig GmbH; Bierbach & Co Kg Befestigungstechnik GmbH
Current assignee: Bierbach & Co KG Befestig GmbH; Bierbach & Co Kg Befestigungstechnik GmbH
Priority date: 2004-06-11
Filing date: 2004-06-11
Publication date: 2006-01-05
Also published as: AT500444B1; AT500444B8; AT500444A1

Abstract

Verbindungsvorrichtung (100) zum Verbinden eines ersten Bauteils (1) mit einem zweiten Bauteil (2) mit zwei Beschlagteilen (3, 4), bei der jedes der beiden Verbindungsbeschlagteile (3, 4) einen streifenförmigen gewellten Bereich (5, 9) mit Wellenbergen (6) und Wellentälern (7) umfasst, wobei Wellenberge (6) und Wellentäler (7) zueinander parallel liegen, so dass sie Teilflächen für die Befestigung, die zumindest teilweise mit den Wellentälern (7) übereinstimmen, ergeben, und somit bei den Verbindungsbeschlagteilen in Abstand zu den zur Vorderseite hin geschlossenen und zu einer Grenzkante des streifenförmigen Bereichs offenen Aufnahmebereichen (15, 16, 17) gebildet sind, DOLLAR A - und dass wenigstens eines der Verbindungsbeschlagteile Zinken (25, 26, 27; 29, 30, 31) trägt, die von der Grenzkante ausgehen und in den Aufnahmebereich (15, 16, 17; 19, 20, 21) des jeweils anderen Verbindungsbeschlagteils einschiebbar sind, wenn die beiden mit den Verbindungsbeschlagteilen versehenen Bauteile (1, 2) miteinander verbunden werden sollen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbindungsvorrichtung zum Verbinden eines ersten Bauteils mit einem zweiten Bauteil, umfassend

– ein erstes metallenes Verbindungsbeschlagteil mit einer Vorder- und Rückseite, das mit Teilflächen seiner Rückseite am ersten Bauteil befestigt ist,
– ein zweites metallenes Verbindungsbeschlagteil mit einer Vorder- und Rückseite, das mit Teilflächen seiner Rückseite am zweiten Bauteil befestigt ist.

Eine Verbindungsvorrichtung der vorgenannten Art ist bekannt aus der EP 866 186 B1 (Verbindungsvorrichtung und Verwendung der Verbindungsvorrichtung). Die bekannte Verbindungsvorrichtung arbeitet mit zwei Verbindungsplatten, von denen eine Vorsprünge und die andere Ausnehmungen aufweist, in welche die Vorsprünge der anderen Platte eingreifen. Die Vorsprünge werden durch den jeweiligen Kopfteil eines Bolzens gebildet. Die Platten, die mit Bohrungen ausgestattet sind, werden jeweils mithilfe von Nägeln oder Schrauben an den Bauteilen befestigt. Die Bauteile können dann miteinander verbunden werden, wobei sich die Verbindungsplatten im zusammengebauten Zustand mit ihren Vorderflächen berühren; es kommt zum Formschluss.

Nachteil bei dieser bekannten Verbindungsvorrichtung ist, dass sie in der Herstellung sehr aufwendig ist. Außerdem muss bei der Anbringung der Verbindungsvorrichtungen mit großer Präzision gearbeitet werden, da die bekannten Verbinder prinzipiell keine Montage-Toleranz haben. Außerdem ist insbesondere bei der Verwendung von Holz-Bauteilen zu beachten, das Holz während des Trocknungsprozesses seine Dimensionen verändert, das heißt „es arbeitet". Hier lassen die bekannten Verbinder praktisch keinen Spielraum um solche Veränderungen auszugleichen.

Es stellt sich demnach die Aufgabe, die genannten Nachteile zu verhindern und einfach herzustellende Verbindungsteile, die zu einer Verbindungsvorrichtung zusammengefügt werden können, anzugeben, mit denen insbesondere Holzbauteile zwängungsfrei verbunden werden können.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Verbindungsvorrichtung der eingangs genannten Art, bei der jedes der beiden Verbindungsbeschlagteile einen streifenförmigen, gewellten Bereich mit Wellenbergen und Wellentälern umfasst, wobei Wellenberge und Wellentäler zueinander parallel liegen, so dass sie Teilflächen für die Befestigung, die zumindest teilweise mit den Wellentälern übereinstimmen, ergeben, und somit bei den Verbindungsbeschlagteilen in Abstand zu den zur Vorderseite hin geschlossene und zu einer Grenzkante des streifenförmigen Bereichs offene Aufnahmebereiche gebildet sind, und bei der wenigstens eines der Verbindungsbeschlagteile Zinken trägt, die von der Grenzkante ausgehen und in den Aufnahmebereich des jeweils anderen Verbindungsbeschlagteils einschiebbar sind, wenn die beiden mit den Verbindungsbeschlagteilen versehenen Bauteile miteinander verbunden werden sollen.

Die Verbindungsbeschlagteile, die aus metallenen Platten, insbesondere Blechen, bestehen, lassen sich durch Stanzen und Pressen, zum Beispiel aus feuerverzinktem Stahl, aus korrosionsfestem Stahl oder aus Aluminium herstellen und sind in der Herstellung preiswerter als bekannte Verbinder. Sie werden mit üblichen stiftförmigen Verbindungsmitteln, vorzugsweise Spezial-Holzschrauben, in einem Winkel von 90° zu den Bauteil-Oberflächen angebracht, wobei vorzugsweise hier an Holz-Bauteile gedacht ist. Die Verbindungsbeschlagteile erlauben eine größere Toleranz bei der Herstellung der Balken und bei der Anbringung.

Die Form, insbesondere die trapezförmig gewellte Ausformung, ist so gewählt, dass sich die Verbindungsbeschlagteile optimal miteinander verschränken oder verhaken lassen. Dieses Verhaken wird durch das Ineinanderschieben von Zinken und Aufnahmebereichen erreicht. Die Übertragung der Querkräfte wird durch die Kontaktflächen gewährleistet, eventuell zusätzlich auftretende Zugkräfte können durch die Zinken übertragen werden. Aufgrund der großen Variabilität der Verbindungsbeschlagteile kann die Tragfähigkeit einer Verbindung optimal angepasst werden. Dies kann beispielsweise durch Veränderung der Materialdicke hinsichtlich der Summe der Kontaktflächen oder durch entsprechendes Ablängen hinsichtlich der Anzahl der erforderlichen stiftförmigen Verbindungsmittel erfolgen. Auch können mehrere Verbindungsbeschlagteile erforderlichenfalls durch Verschweißen verbunden werden.

Eine besonders vorteilhafte Fertigung ist möglich, wenn beide Verbindungsbeschlagteile die gleiche Gestalt haben und weiterhin, wenn die Zinken einstückig aus dem Blechmaterial des Verbindungsbeschlagteils bestehen.

Um eine hohe Verbindungsfestigkeit, insbesondere einen großen Ausziehwiderstand zu erreichen, sollten sowohl Wellentäler als auch Wellenberge mit Zinken versehen sein. Die maximale Tragfähigkeit einer Verbindung wird erreicht, wenn die zu einer Verbindungsvorrichtung gehörenden Verbindungsbeschlagteile an allen vorgesehenen Kontaktflächen formschlüssig aufeinander geschoben sind. Die absolute Formschlüssigkeit von Zinken und Aufnahmebereichen ist nur dann erforderlich, wenn bei Zugbeanspruchung nur minimale Verschiebungen eintreten sollen. Ansonsten kann die planmäßig vorgesehene, dieser Verbindungsvorrichtung innewohnende Einbau-Toleranz vorteilhaft für die Montage genutzt werden.

Mit Tiefzieh- und Prägeverfahren lassen sich insbesondere gut zu Zinken kompatible Wellenformen erzielen, die im Querschnitt flache Trapeze aufspannen. Eine optimale Materialausnutzung ergibt sich, wenn die Höhe des geschlossenen Bereiches und die Länge der Zinken gleich groß sind.

Vorzugsweise sollten die Abmessungen der Zinken vom ersten und zweiten Verbindungsbeschlagteil gleich sein. Es ist auch möglich, die Zinken zu ihrem freien Ende hin abzuschrägen, z.B. um das Ineinanderschieben zu erleichtern.

Die Herstellung wird vorzugsweise zur Rationalisierung so vorgenommen, dass die Verbindungsbeschlagteile, die vorzugsweise aus hoch druckfestem Stahlblech bestehen, in einem Stück gestanzt und gebogen werden. Hier kommt beispielsweise Stahl der Normbezeichnung St 52 in Frage.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Die Figuren der Zeichnung zeigen im Einzelnen:
1 die Stirnseite eines Balkens mit einem ersten Verbindungsbeschlagteil und einem zweiten Verbindungsbeschlagteil, in noch unverbundenem Zustand;
2 die Verbindungsbeschlagteile gemäß 1 in teilweise zusammengeschobenem Zustand;
3 die Verbindungsbeschlagteile gemäß 1 und 2 in fast vollständig zusammengeschobenem Zustand;
4a einen Schnitt durch die von zwei Verbindungsbeschlagteilen hergestellte Verbindungsvorrichtung;
4b einen Schnitt durch ein Verbindungsbeschlagteil gemäß Erfindung.
Die 1 bis 3 zeigen in schematisierter Darstellung eine Verbindungsvorrichtung 100 zur Verbindung von zwei Bauteilen, hier zwei Holzbalken 1 und 2, an deren Stirnseite 1' bzw. Seitenfläche 2' zwei Verbindungsbeschlagteile 3, 4 befestigt sind. Dabei wird durch den zweiten Holzbalken 2 quasi wie durch einen gläsernen Balken hindurchgeblickt. Die Verbindungsvorrichtung 100 umfasst demnach ein erstes Verbindungsbeschlagteil 3 und ein zweites Verbindungsbeschlagteil 4. Beide Verbindungsbeschlagteile 3 und 4 sind aus einem ca. 3 mm dickem Stahlblech gestanzt und tiefgezogen und haben im Wesentlichen die gleiche Konfiguration.
Jedes der Verbindungsbeschlagteile 3 und 4 ist in einem streifenförmigen Bereich 5, 9 gewellt, wobei Wellenberge 6 und Wellentäler 7 in Vertikalrichtung parallel zueinander ausgerichtet sind. Um die zeichnerische Erkennbarkeit zu verbessern, ist in den 1 bis 3 die Amplitude der Wellenberge 6 etwas übertrieben dargestellt; realistischer zeigt den Querschnitt die 4a bzw. 4b.
Die Verbindungsbeschlagteile 3 und 4 werden an den jeweiligen Holzbalken über Spezial-Holzschrauben (nicht dargestellt) über die Bohrlöcher 11, 12, 13, 14, die in Teilflächen 8 und 10, die mit den Wellentälern übereinstimmen, regelmäßig in einer versetzten Anordnung, wie aus 1 ersichtlich, angeordnet.
Durch die Wellenform ergeben sich damit bei jedem der Verbindungsbeschlagteile 3, 4 mehrere höckerartige Aufnahmebereiche 15, 16, 17 bzw. 19, 20, 21, die zur Vorderseite 22 hin geschlossen sind und zur Grenzkante 23, 24 des streifenförmigen Bereiches 5 bzw. 9 offen sind.
Beide Verbindungsbeschlagteile 3 und 4 tragen von der Grenzkante 23, 24 ausgehend sowohl im Bereich des Wellentals als auch im Bereich der Wellenberge Zinken 25, 26, 27 bzw. 29, 30, 31, die in die Aufnahmebereiche des jeweils anderen Verbindungsbeschlagteils eingeschoben sind und sich damit verhaken und somit formschlüssig verbinden.
2 zeigt die erste Phase des Zusammenschiebens, wobei zugeordnet sich jeweils die Zinken 25, 26, 27 bzw. 29, 30, 31 und unter- und übereinander schieben. Schon in dieser ersten Phase wird eine Verbindungssicherheit erreicht. Es ergibt sich der weitere Vorteil, dass die Zinken zur Führung in eine vorbestimmte Richtung beim Einschieben dienen, wenn darauf geachtet wird, dass die gegenseitige Lage entsprechender Zinken und Aufnahmebereich im Ansatz übereinstimmt.
3 zeigt die Endlage, wobei die zu einer Verbindungsvorrichtung gehörenden Verbindungsbeschlagteile 3, 4 fast bis zur Kontaktierung der Grenzkanten 23, 24 aufeinander geschoben sind. Dabei ist z.B. zwischen den Zinken 25–27 und den Aufnahmebereichen 16 relativ zueinander im Regelfall noch eine gewisse Montage-Toleranz gegeben.
Die Verbindungsbeschlagteile 3, 4 liegen planmäßig sehr eng aufeinander. Somit kann bei entsprechend minimalen Ausfräsungen an den Bauteilen (hier nicht dargestellt) erreicht werden, dass die Schattenfuge entfallen kann und somit eine unsichtbare Verbindung herstellbar ist.
In den 4a und 4b sind Konfigurationen der Verbindungsbeschlagteile 3 und 4 dargestellt. Insbesondere ist die Wellenform mit trapezartiger Konfiguration der Höhen und Tiefen deutlich zu erkennen. Sowohl Wellentäler als auch Wellenberge sind mit Zinken versehen, so dass sie sich ineinander schieben lassen. Die Zinken sind mit dem Blechmaterial einstückig gefertigt. Die Höhe des geschlossenen Bereiches und die Länge der Zinken sind gleich groß. Es ist jedoch auch möglich, die Zinken etwas anzuschrägen, das heißt, sie so zu gestalten, dass sie zu ihrem freien Ende hin schmaler werden. Auch ist es möglich, die Zinken und/oder die Kontaktflächen der Aufnahmebereiche mit Sicken, Rillen oder Überständen sowie Beschichtungen zu versehen, um erforderlichenfalls die Tragfähigkeit der Verbindung zu erhöhen.
Eine Anbringung der Verbindungsvorrichtung ist nicht nur in vertikaler Anordnung möglich, so wie dargestellt, es ist auch möglich, sie beispielsweise um 90° zu drehen oder aber in einem schrägen Winkel anzuordnen.
Die Größe der Verbindungsbeschlagteile 3, 4 kann entsprechend den aufzunehmenden Lasten angepasst werden. Im Ausführungsbeispiel gemäß 4a/b sind drei Wellenberge und entsprechende Wellentäler zu erkennen. Diese Zahl kann auch auf zwei oder ein Wellental, somit auf zwei oder einen Aufnahmebereich beschränkt werden oder aber entsprechend auch erhöht werden. Es ist auch möglich, die Verbindungsbeschlagteile an ihren Enden mit weiteren Beschlagteilen zu verschweißen und damit größere Anordnungen zu erzeugen.

1: Holzbalken
2: Holzbalken
3: Verbindungsbeschlag
: teil
4: Verbindungsbeschlag
: teil
5: Bereich (gewellt)
6: Wellenkämme
7: Wellentäler
8: Teilfläche
9: Bereich (gewellt)
10: Teilfläche
11: Bohrloch
12: Bohrloch
13: Bohrloch
14: Bohrloch
15: Aufnahmebereich
16: Aufnahmebereich
17: Aufnahmebereich
18
19: Aufnahmebereich
20: Aufnahmebereich
21: Aufnahmebereich
22: Vorderseite
23: Grenzkante
24: Grenzkante
25: Zinken
26: Zinken
27: Zinken
28
29: Zinken
30: Zinken
31: Zinken
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100: Verbindungsvorrichtung

Claims

Verbindungsvorrichtung (100) zum Verbinden eines ersten Bauteils (1) mit einem zweiten Bauteil (2), umfassend – ein erstes Verbindungsbeschlagteil (3) aus Metallblech mit einer Vorder- und Rückseite, das mit Teilflächen seiner Rückseite am ersten Bauteil befestigt ist, – ein zweites Verbindungsbeschlagteil (4) aus Metallblech mit einer Vorder- und Rückseite, das mit Teilflächen seiner Rückseite am zweiten Bauteil befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass – jedes der beiden Verbindungsbeschlagteile (3, 4) einen streifenförmigen gewellten Bereich (5, 9) mit Wellenkämmen (6) und Wellentälern (7) umfasst, wobei Wellenkämme (6) und Wellentäler (7) zueinander parallel liegen, so dass sie Teilflächen für die Befestigung, die zumindest teilweise mit den Wellentälern (7) übereinstimmen, ergeben, und somit bei den Verbindungsbeschlagteilen in Abstand zu den zur Vorderseite hin geschlossene und zu einer Grenzkante des streifenförmigen Bereichs offene Aufnahmebereiche (15, 16, 17) gebildet sind, – und dass wenigstens eines der Verbindungsbeschlagteile Zinken (25, 26, 27; 29, 30, 31) trägt, die von der Grenzkante ausgehen und in den Aufnahmebereich (15, 16, 17; 19, 20, 21) des jeweils anderen Verbindungsbeschlagteils einschiebbar sind, wenn die beiden mit den Verbindungsbeschlagteilen verse henen Bauteile (1, 2) miteinander verbunden werden sollen.
Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beide Verbindungsbeschlagteile (3, 4) die gleiche Gestalt haben.
Verbindungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zinken (25, 26, 27; 29, 30, 31) einstückig aus dem Blechmaterial des Verbindungsbeschlagteils (3, 4) bestehen.
Verbindungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl Wellentäler (7) als auch Wellenkämme (6) mit Zinken versehen sind.
Verbindungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur maximalen Aufnahme einer Verbindungslast die zu einer Verbindungsvorrichtung gehörenden Verbindungsbeschlagteile (3; 4) bis zur Kontaktierung der Grenzkanten (23, 24) aufeinander geschoben sind.
Verbindungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Zinken (25, 26, 27; 29, 30, 31) und Aufnahmebereiche (11, 15, 16, 17; 19, 20, 21) formschlüssig miteinander verbindbar sind.
Verbindungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellen form der Verbindungsbeschlagteile (3, 4) im Querschnitt flache Trapeze aufspannt.
Verbindungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite des geschlossenen Bereiches und die Länge der Zinken gleich groß sind.
Verbindungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Zinken (25, 26, 27; 29, 30, 31) vom ersten und zweiten Verbindungsbeschlagteil (3, 4) gleich ist.
Verbindungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zinken zu ihrem freien Ende hin konvergieren.
Verbindungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zinken und/oder Kontaktflächen der Aufnahmebereiche mit den Zinken mit Sicken, Rillen, Überständen oder Beschichtungen versehen sind, die den Ausziehwiderstand der Verbindungsanordnung erhöhen.
Verbindungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsbeschlagteile (3, 4) in einem Stück gestanzt und gebogen ist.
Verbindungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsbeschlagteile aus Stahlblech bestehen.