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Die
Erfindung betrifft einen Eckverbinder für Tür- oder Fensterrahmen aus Hohlprofilen,
mit einer entsprechend der Gehrungsschräge verlaufenden Schweißfläche und
einem von dieser ausgehenden, dem Innenquerschnitt ds Hohlprofils
angepaßten
und in diesem verspannbaren Schaft sowie wenigstens einem in bezug
auf den Schaft mithilfe eines Gewindeeingriffs axial verschiebbaren
Spannkeil.
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Ein
Eckverbinder dieser Art ist aus dem Gebrauchsmuster 89 10 401 U1
des Anmelders bekannt. Fenster- und Türrahmen aus Kunststoff-Hohlprofilen
werden dadurch hergestellt, dass einzelne Hohlprofilabschnitte auf
Gehrung geschnitten und in den Gehrungs-Ecken verschweißt werden.
Da die Materialstärke
der Kunststoff-Hohlprofile begrenzt ist, läßt sich durch Verschweißen der
Kunststoff-Profile keine ausreichend stabile Eckverbindung herstellen.
Es ist daher weitgehend üblich,
in die Hohlprofile Eckverbinder einzuschieben, die einen in das
Hohlprofil einzufügenden
Schaft und eine der Gehrungsebene folgende Schweißfläche aufweisen.
Durch Verschweißen
dieser Schweißflächen wird
die Kontaktfläche
im Gehrungsbereich wesentlich erhöht und die Gehrungsverbindung
daher stabilisiert.
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Die
erhöhte
Festigkeit ist aber nur dann zu realisieren, wenn die Eckverbinder
in den Hohlprofilenden zuverlässig
gehalten werden können.
Zu diesem Zweck war es zunächst üblich, von
außen
durch das Hohlprofil hindurch eine Verbindungsschraube einzudrehen.
Diese Art der Verbindung ermöglicht
jedoch einerseits ein gewisses Spiel. Andererseits wurde die von
aussen sichtbare Befestigungsschraube aus optischen Gründen kritisiert.
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Eine
entsprechende Darstellung der technischen Entwicklung und des früheren Standes
der Technik findet sich in der
DE 37 12 478 C1 .
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Sowohl
die
DE 37 12 478 C1 als
auch die eingangs genannte
DE
89 10 401 U1 ermöglichen eine
Verspannung des Eckverbinder-Schafts im Hohlprofil durch Keilwirkung.
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Gemäß
DE 37 12 478 C1 wird
das von der Schweißfläche abgewandte
Ende des Schafts eines Eckverbinders durch Hereinziehen eines Spannkeils mithilfe
einer Schraube gespreizt, so dass sich der Schaft im Hohlprofil
verspannt. Gemäß
DE 89 19 401 U1 wird
ein Keil über
eine schräge
Außenfläche des Schafts
mithilfe einer Spannschraube in Richtung der Schweißfläche gezogen,
so dass es ebenfalls zu einer Verspannung im Hohlprofil kommt.
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Der
guten Ordnung halber ist zu ergänzen, dass
bei Kunststoff-Hohlprofilen häufig
zur Erhöhung der
Festigkeit ein metallisches Vierkantprofil eingeschoben wird. In
diesem Fall wird der Schaft des Eckverbinders in das metallische
Hohlprofil eingeschoben.
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Zu
den Nachteilen der bekannten Lösungen gehört es zum
einen, dass sie den Schaft des Eckverbinders nicht großflächig, sondern
nur mehr oder weniger punktuell verspannen, so dass nicht die optimale
Stabilität
erreicht werden kann. Im übrigen
erfolgt das Verspannen bei den meisten bekannten Ausführungsformen
in einer Richtung. Die zu verbindenden Hohlprofile oder insbesondere
auch die in dieser eingeschobenen Verstärkungsprofile aus Stahl oder
Aluminium sind in ihren Abmessungen jedoch außerordentlich ungenau, so dass
selbst Eckverbinder, die relativ genau an das vorgegebene Fensterprofil
angepaßt
sind, in der einen oder anderen Richtung beträchtliches Spiel in dem Profil
haben können.
Oft ist auch der verfügbare
Verspannungsweg unzureichend.
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Zum
anderen ist der Vorgang des Verspannens oft zu kompliziert und aufwendig,
so dass die Tätigkeit
insbesondere in der Serienfertigung für das Personal eine erhebliche
Belastung darstellt.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Eckverbinder zu
schaffen, der einfach und mit geringem Kraftaufwand montiert werden kann
und eine hohe Festigkeit gewährleistet
ist.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe ist der erfindungsgemäße Eckverbinder gekennzeichnet
durch eine Gewindespindel, die im Inneren des Eckverbinders drehbar,
jedoch axial festgelegt gelagert ist, eine Spindelmutter, die mit
der Gewindespindel in Gewindeeingriff steht und wenigstens eine
schräg
zur Längsrichtung
des Schafts verlaufende Keilfläche
auf dem Umfang aufweist sowie wenigstens ein Spannstück im Umfangsbereich
der Spindelmutter, das durch axiale Verschiebung der Keilfläche radial
im Hohlprofil verspannbar ist.
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Die
Gewindespindel kann beispielsweise durch die Schweißfläche hindurch
für ein
Werkzeug zugänglich
sein, so dass die Spindel rasch und gegebenenfalls auch unter Zurhilfenahme
maschineller Antriebe gedreht werden kann. Das Verspannen des Eckverbinders
ist daher einfach und kann mit geringer Körperkraft realisiert werden,
so dass auch beim wiederholten, gegebenenfalls auch ganztägigen Verspannen
von Eckverbindern keine übermäßigen Ermüdungen beim
Personal eintreten.
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Besonders
geeignet ist eine elektrische Bohrmaschine oder ein Elektroschrauber,
der ein geeignetes Werkzeug, etwa einen Sechskantschlüssel, einen
Schraubenzieher, einen Innensechskant, usw. aufnimmt.
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Die
Gewindespindel weist vorzugsweise an beiden Enden zylindrische Verlängerungen
auf, die in Lagerstützen
im Inneren des Eckverbinders radial und axial gehalten sind. Eine
dieser Verlängerungen der
Gewindespindel kann so angeordnet werden, dass sie durch eine Öffnung in
der Schweißfläche von
außen
zugänglich
ist.
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Die
Spindelmutter muß die
Gewindespindel nicht auf dem vollen Umfang umgeben. Es reicht aus, dass
sie die Gewindespindel beispielsweise U-förmig von drei Seiten umgreift,
da sie im Inneren des Schafts des Eckverbinders gefangen ist und
nicht abfallen kann. Auf diese Weise läßt sich die Montage vereinfachen,
da die Spindelmutter radial auf die Gewindespindel aufgesetzt werden
kann.
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Vorzugsweise
umgreift die Spindelmutter die Gewindespindel von oben und von beiden
Seiten her, bezogen auf einen Eckverbinder, dessen schräge Schweißfläche in bezug
auf den Betrachter nach oben schräg zurückläuft. Als obere Seite des Eckverbinders
soll hier somit die Gehrungsinnenseite behandelt werden. Die Gewindespindel
kann eingängig oder
auch mehrgängig
sein.
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Durch
eine geeignete Gewindeauswahl läßt sich
eine hohe Spannkraft erzielen. Zur Vermeidung von Beschädigungen
und zur Erreichung einer einheitlichen Spannwirkung erfolgt das
Anziehen der Gewindespindel vorzugsweise mithilfe eines Werkzeugs,
das eine einstellbare Drehmomentbegrenzung aufweist.
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Das
Gewinde kann im übrigen
rechtsgängig und
auch linksgängig
sein, und im übrigen
kann die Spindelmutter beim Spannvorgang vorgeschoben oder zurückgezogen
werden. Dementsprechend sind die Schrägflächen anzustellen.
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Neben
einer Keilfläche
auf dieser Gehrungsinnenseite kann die Spindelmutter auch auf beiden
Seiten Keilflächen
aufweisen und auch hier eine Verspreizung und Verklemmung im Inneren
des Hohlprofils ermöglichen.
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Zur
Klarstellung und Vereinfachung der nachfolgenden Beschreibung sollen
die Bezeichnungen "oben" und "seitlich" im vorliegenden
Zusammenhang so verwendet werden, wie es der Darstellung in den
später
erläuterten
Zeichnungen entspricht. "Oben" ist also diejenige
Seite, zu der die schräge
Schweißfläche zurückweicht,
und die anderen Bezeichnungen gelten entsprechend.
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Der
Schaft des Eckverbinders weist vorzugsweise in denjenigen Bereichen,
in denen sich die schrägen
Keilflächen
oder Spannkeile auf der Spindelmutter befinden, radial bewegliche
Teilflächen
auf, die beispielsweise über
feine Stege mit dem Korpus des Schafts verbunden sind. Diese Spannstücke können ebenfalls
Schrägflächen aufweisen,
die mit denjenigen der Spindelmutter korrespondieren, so dass sich
Außenflächen des
Eckverbinders ergeben, die parrallel zu der Schaftaußenfläche verlaufen,
unabhängig
davon, wie weit die Spannstücke
nach außen
herausgedrückt
sind.
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Der
gesamte Eckverbinder kann in der senkrechten Längsmittelebene in zwei Hälften geteilt
sein, die miteinander zusammengesteckt oder verrastet werden können. Eine
derartige Lösung
hat den Vorteil, dass das Montieren der Gewindespindel und der Spindelmutter
im Inneren des Eckverbinders unproblematisch ist.
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Die
Herstellung des Eckverbinders in zwei getrennten, zusammensteckbaren
Hälften
hat in bezug auf die Herstellung der Werkzeuge den Vorteil, dass
das Material der Wandstärke
eine konstante Dicke aufweisen kann, da größere Entformungsschrägen nicht
erforderlich sind. Die Verbindung zwischen den beiden Hälften muß keine
höheren
Festigkeitsanforderungen erfüllen,
da die beiden Hälften des
Eckverbinders innerhalb eines Hohlprofils nicht auseinanderfallen
können.
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Vorzugsweise
befinden sich in der Schweißfläche Öffnungen,
in denen entsprechende Vorsprünge
oder Führungs-
und Justierstifte eines geeigneten Werkzeugs zum Festdrehen der
Gewindespindel aufgenommen werden können. Ferner gehen von dem Werkzeug
zwei Stützblöcke aus,
die sich gegen die Schweißfläche anlegen
und zugleich an dem Hohlprofil in der Gehrungsfläche abstützen. Auf diese Weise wird
verhindert, dass das Werkzeug den Eckverbinder beim Festspannen
in das Hohlprofil hineindrückt.
Die Stützblöcke weisen
schräg
geneigte Endflächen
auf, deren Schräge
derjenigen der Schweißflächen der
Eckverbinder und der Gehrungsfläche des
Hohlprofils entspricht. Die Schweißflächen können im übrigen in der weitgehend üblichen
Weise profiliert sein.
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Die
Gewindespindel und die Spindelmutter können aus Kunststoff gespritzt
sein.
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Im
folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele
der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung
näher erläutert.
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1 zeigt
eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Eckverbinders, bei der
dem Betrachter zugewandte Teil fortgelassen ist; und
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2 ist
eine perspektivische Explosionsdarstellung eines erfindungsgemässen Eckverbinders
mit angedeutetem Spannwerkzeug.
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Im
folgenden soll unter Bezugnahme auf 1 und 2 ein
erfindungsgemäßer Eckverbinder
näher beschrieben
werden.
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Ein
erfindungsgemäßer Eckverbinder
besteht aus zwei Hälften 10, 12,
die in einer senkrechten Längsmittelebene
des Eckverbinders geteilt sind. Von der in 2 im Vordergrund
gezeigten Hälfte 12 springen
stiftförmige
Verbindungselemente vor. Den Verbindungselementen entsprechen Öffnungen 16 auf
der gegenüberliegenden
Seite der anderen Hälfte 10.
An den Verbindungselementen 14 und den Öffnungen 16 können Rastelemente
vorgesehen sein, die ein Zusammenstecken der beiden Hälften 10, 12 ermöglichen
und einen gewissen Zusammenhalt gewährleisten. Nennenswerte Festigkeit
dieser Verbindung ist nicht notwendig, da der Eckverbinder im Gebrauch
innerhalb des Hohlprofils gefangen ist.
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Aufgrund
der zweiteiligen Bauweise des Eckverbinders besteht die Möglichkeit,
im Inneren des Eckverbinders eine Gewindespindel 18 zu
lagern. Wie aus 1 und 2 ersichtlich
ist, weist die Gewindespindel 18 axiale zylindrische Verlängerungen 20, 22 auf.
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Der
Gewindeabschnitt 24 der Gewindespindel 18, der
sich zwischen den beiden Verlängerungen 20, 22 befindet,
liegt zwischen zwei Lagerstützen-Paaren 26, 28 und 30, 32,
die von beiden Hälften 10, 12 her
zur Längsmittelebene
gerichtet sind und Lager für
die Verlängerungen 20, 22 bilden.
Auf diese Weise wird die Gewindespindel 18 zugleich in
Radialrichtung und auch in Axialrichtung gelagert.
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Die
Gewindespindel 18 wirkt mit einer Spindelmutter 34 zusammen,
die einen U-förmigen
Querschnitt aufweist, die Gewindespindel also nicht, wie eine Mutter
im üblichen
Sinne, auf dem gesamten Umfang umgreift, sondern nur in einem oberen
Teilbereich mit dieser in Eingriff steht.
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Es
hat sich jedoch gezeigt, dass bei einem derartigen Eingriff die
Spindelmutter 34 durch Drehung der Gewindespindel 18 mit
ausreichender Kraft vorgeschoben werden kann.
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Entsprechend
dem U-förmigen
Querschnitt der Spindelmutter 34 weist diese sowohl auf
der oberen Seite eine schräge
Keilfläche 36 auf
als auch an den beiden Seiten. 2 zeigt
die Keilfläche 36 auf der
dem Betrachter zugewandten Seite.
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In 1 und 2 ist
im oberen Bereich ein Spannstück 40 zu
erkennen, dessen untere Oberfläche 42 bei
der dargestellten Ausführungsform
schräg zum
offenen Ende des Eckverbinder-Schafts abfällt. Diese Schräge korrespondiert
mit der Schräge
der oberen Keilfläche 36 der
Spindelmutter 34.
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Es
ist erkennbar, dass eine Axialverschiebung der Spindelmutter 34 nach
rechts in 1 bzw. nach links in 2 zu
einer Anhebung des oberen Spannstück 40 führt. Diese
Anhebung wiederum ermöglicht
eine Verspannung des Eckverbinder-Schafts in einem Hohlprofil. Damit
diese Verspannung ohne Behinderung möglich ist, ist das Spannstück in einem
Fenster 44 in der nicht bezeichneten oberen Wandfläche des
Eckverbinder-Schafts so gelagert, dass es eine gewisse radiale Bewegung ausführen kann.
Aus 1 und 2 geht hervor, dass das Spannstück 40 an
beiden längsseitigen
Enden ein nicht bezeichnetes Hakenprofil aufweist, das in ein entsprechendes
Hakenprofil am Rande des Fensters 44 eingreift und somit
eine gewisse radiale Bewegung des Spannstücks 40 ermöglicht,
ohne sich in Axialrichtung zu bewegen. Entsprechend der zweiteiligen
Bauweise des Schafts befindet sich das Fenster 44 je zur
Hälfte
in einer der beiden Hälften 10, 12 des
Eckverbinders.
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Das
radial bewegliche Spannstück
ist zwar vorteilhaft, stellt jedoch keinen zwingend erforderliches
Merkmal dar. Es ist auch möglich,
den Korpus des Eckverbinders, das heißt die Wände des Schafts, direkt auseinanderzudrücken. Zu
diesem Zweck können
die Schaftwände
auch verstärkte
und verdünnte Wandbereiche
aufweisen, die ein Herausdrücken
bestimmter Spannbereiche ermöglichen.
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Da
der Schaft des Eckverbinders nach oben durch Verschiebung der Gewindemutter 34 verspannt
wird, nicht jedoch nach unten, wird auf die Gewindespindel 18 beim
Verspannen im Hohlprofil ein nach unten gerichteter Druck ausgeübt. Aus
diesem Grund befinden sich auf der inneren Bodenfläche des Eckverbinders
Stützböcke 46, 48,
von denen nur die in der links in 2 liegenden
Hälfte
des Eckverbinders sichtbar sind.
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In
waagerechter Richtung ist eine Abstützung der Gewindespindel 18 nicht
erforderlich, da die Spindelmutter 34, wie erwähnt, auf
beiden Seiten Keilflächen 38 aufweist.
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Diese
seitlichen Keilflächen 38 wirken
auf Spannstücke 50, 52 ein,
die sich auf beiden Seiten der Spindelmutter 34 im Inneren
des Schafts befinden. Die seitlichen Spannstücke 50, 52 liegen
ebenfalls in Fenstern in den entsprechenden Seitenwandflächen des
Schafts. Eines dieser Fenster ist in 2 gezeigt
und wird hier mit 54 bezeichnet. Die Spannstücke 50, 52 liegen
radial beweglich in den entsprechenden Fenstern, sind hier aber
beispielsweise durch flexible Verbindungen, wie Folienscharniere oder
angespritzte Verbindungsbänder
lose gehalten, so dass sie vor Gebrauch nicht verlorengehen. In
Axialrichtung sind auch diese Spannstücke 50, 52 durch die
Fensteröffnung
der Fenster 54 ausreichend festgelegt.
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Die
seitlichen Keilflächen 38 und
die obere Keilfläche 36 sind
so ausgelegt, dass beim Anziehen der Gewindespindel 18 zunächst die
Verspannung der Spannstücke 50, 52 und
mit gewisser Verzögerung
die Verspannung des oberen Spannstücks 40 erfolgt. Auf
diese Weise wird erreicht, dass die Verspannung sowohl in Querrichtung
als auch in Vertikalrichtung stattfindet und damit der Eckverbinder insgesamt
spielfrei in dem Hohlprofil sitzt.
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Vorzugsweise
sind die seitlichen Keilflächen 38 und
die entsprechenden Schrägflächen der Spannstücke 50, 52 so
ausgelegt, dass sie auch eine gewisse Schräge in senkrechter Richtung,
bezogen auf 1 und 2 aufweisen.
Das hat zur Folge, dass die Spindelmutter, wenn die Verspannung
zu den beiden Seiten eine ausreichende Stärke aufweist, tendenziell nach
oben gedrückt
wird, bis die obere Keilfläche 36 die
endgültige
Verspannung nach oben übernimmt.
Auch bei ungenauen Innenabmessungen des Hohlprofils ist daher in
jedem Fall eine vollständige
Verspannung in allen Richtungen gewährleistet.
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Die
schräge
Schweißfläche 56 weist
die übliche
profilierte oder geriffelte Form auf. Im Zentrum der Schweißfläche 56 befindet
sich eine kreisförmige Öffnung 58,
in der im montierten Zustand des Eckverbinders die vordere Verlängerung 20 der
Gewindespindel liegt, die sich auf der linken Seite in 1 befindet.
In dieser Verlängerung 20 befindet
sich ein für ein
Werkzeug erfaßbares
Ende, z. B. ein Schraubenzieherschlitz, eine Innensechskantöffnung oder
dergleichen, in die ein Werkzeug 60 eingreifen kann, mit dessen
Hilfe die Gewindespindel 18 gedreht und die Spindelmutter 34 in
Axialrichtung nach rechts in 1 bzw. nach
links in 2 verschoben werden kann.
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In
dem dargestellten Beispiel wird das Werkzeug 60 durch einen
Sechskantschlüssel
gebildet.
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Ein
derartiger Sechskantschlüssel
kann naturgemäß auch von
Hand gedreht werden, geht aber im dargestellten Beispiel aus von
einem elektrischen Gerät,
beispielsweise einer elektrischen Bohrmaschine 62, einem
Akkuschrauber oder dergleichen.
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An
der Antriebsspindel dieser Bohrmaschine 62 befindet sich
zugleich eine Stütze
zum Abstützen und
Justieren des Werkzeugs 60 auf der Schweißfläche 56.
Die Stützvorrichtung
umfaßt
zwei vorspringende Justierstifte 64, 66, die in Öffnungen 68 in
der Schweißfläche 56 eingreifen,
von denen eine in 2 gezeigt ist. Diese Öffnungen 68 befinden
sich auf beiden Seiten der Öffnung 58 in
der Schweißfläche 56.
Mithilfe der Justierstifte 64, 66 kann erreicht werden,
dass das Werkzeug 60 auf der schrägen Schweißfläche gegen Verrutschen gesichert
ist und in der richtigen Position gehalten wird.
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Die
Justierstifte 64, 66 gehen aus von zwei Stützblöcken 70, 72,
die von dem Werkzeug vorspringen. Die Stützblöcke 70, 72 weisen
schräge
Endflächen 74, 76 auf,
deren Schräge
der Schräge
der Schweißflächen 56 entspricht.
Die Breite der Anordnung aus den Stützblöcken 70, 72 ist
so bemessen, dass sie nicht nur die Schweißfläche abdecken, sondern darüber hinaus
auch gegen das Hohlprofil anliegen, so dass verhindert werden kann,
dass durch das Werkzeug der Eckverbinder in das Hohlprofil hineingedrückt wird.
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Die
Justierstifte 64, 66, die in die Öffnungen 68 eintreten,
können
so ausgebildet sein, dass sie sich in den Öffnungen verklemmen oder verhaken oder
anderweitig eine lösbare
Verbindung eingehen, durch die verhindert werden kann, dass der
Eckverbinder beim Spannvorgang in das Hohlprofil hinein abwandert.