DE102009017310A1

DE102009017310A1 - Profilkonstruktion mit kompakten Verbindungselementen sowie Verbindungselement für eine derartige Profilkonstruktion

Info

Publication number: DE102009017310A1
Application number: DE102009017310A
Authority: DE
Original assignee: MPM MICRO PRAEZ MARX GmbH; Mpm Micro Prazision Marx GmbH
Current assignee: MPM MICRO PRAEZ MARX GmbH; Mpm Micro Prazision Marx GmbH
Priority date: 2009-04-11
Filing date: 2009-04-11
Publication date: 2010-10-21
Anticipated expiration: 2029-04-12
Also published as: DE102009017310B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Profilkonstruktion aus Profilstäben (1, 1') mit jeweils zumindest einer mit zumindest einer Hinterschneidung (3) versehenen Längsnut (2). Ein Teil der Profilstäbe weist eine Längsöffnung (4) an einem ihrer Enden für ein Befestigungsmittel (5) auf. Die Profilkonstruktion weist zumindest ein Verbindungselement (10) jeweils für zwei Profilstäbe auf, welches eine Aufnahmeöffnung (OF) für das Befestigungsmittel aufweist undjeweiligen zugehörigen ersten Profilstab (1) festlegbar ist. Es greift das Verbindungselement unter zumindest teilweisem Spielausgleich in die Längsnut des zu verbindenden zweiten Profilstabes (1') im Sinne eines Nutensteins derart ein, dass es zumindest eine Hinterschneidung hintergreift. Es weist das Verbindungselement eine in einer Bohrung (B) mit Innengewinde aufgenommene Spannschraube (20) auf, welche sich mit ihrem einen Ende gegen das Befestigungsmittel (5) derart abstützt, dass das Verbindungselement gegen die Hinterschneidungen der Längsnut gepresst wird, sodass hierdurch die Profilstäbe über dieses Verbindungselement fest miteinander verbindbar sind. Erfindungsgemäß verläuft die Bohrung für die Spannschraube quer zur Aufnahmeöffnung für das Befestigungsmittel im Verbindungselement. Die zum Verbinden ineinandergreifenden Teile (7, SP) des Befestigungsmittels und der Spannschraube sind derart ausgestaltet, dass die Spannschraube beim Einschrauben das Befestigungsmittel ...

Description

Die Erfindung betrifft eine Profilkonstruktion aus Profilstäben, welche jeweils zumindest eine mit zumindest einer Hinterschneidung versehene Längsnut aufweisen. Es weist zumindest ein Teil der Profilstäbe eine Längsöffnung an einem ihrer Enden für den Eingriff eines Befestigungsmittels auf. Die Profilkonstruktion weist ferner zumindest ein Verbindungselement zum Verbinden jeweils zweier Profilstäbe auf, wobei das jeweilige Verbindungselement eine Aufnahmeöffnung für das Befestigungsmittel aufweist und durch dieses mit einem vorgebbaren Spiel auf dem jeweiligen zugehörigen ersten Profilstab festlegbar ist. Das jeweilige Verbindungselement greift unter zumindest teilweisem Spielausgleich in die Längsnut des zu verbindenden zweiten Profilstabes im Sinne eines Nutensteins derart ein, dass es zumindest eine Hinterschneidung hintergreift. Ferner weist das jeweilige Verbindungselement eine in einer Bohrung mit Innengewinde aufgenommene Spannschraube auf, welche sich mit ihrem einen Ende gegen das Befestigungsmittel derart abstützt, dass das jeweilige Verbindungselement gegen die Hinterschneidungen der Längsnut gepresst wird, sodass hierdurch die Profilstäbe über dieses Verbindungselement fest miteinander verbindbar sind.
Aus dem deutschen Patent DE 41 27 284 C1 ist eine solche Profilkonstruktion aus Profilstäben offenbart. Als Befestigungsmittel kommt jeweils eine Schraube zum Einsatz, welche in ein entsprechendes Gewinde an einem Längsende der Profilstäbe eingeschraubt werden kann.
Nachteilig bei dieser Profilkonstruktion ist der Platzbedarf, den eine an einem Schenkel des dortigen Haltestücks bzw. Verbindungselements angeformte Raste in einer Längsnut zur Drehfixierung des Haltestücks benötigt. Dadurch können bei einer Montage oder bei einer Erweiterung der dortigen Profilkon struktion in oder an der Längsnut anbringbare Konstruktionselemente, wie z. B. Platten, unter Umständen nicht angebracht werden. Gegebenenfalls müssen derartige Konstruktionselemente angepasst werden.
Ein weitere Nachteil ist, dass durch das Festziehen der Spannschraube mechanische Druckstellen im Innenbereich der Längsnut, insbesondere an den Stegen der Hinterschneidungen, entstehen können.
Es ist somit eine Aufgabe der Erfindung, eine Profilkonstruktion aus Profilstäben anzugeben, welche bezüglich der Anbringung von Konstruktionselementen weniger Einschränkungen aufweist.
Eine weitere Aufgabe besteht darin, eine hinsichtlich der Montage und Erweiterung weniger empfindliche Profilkonstruktion anzugeben.
Schließlich ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein kompakteres Verbindungselement für eine derartige Profilkonstruktion anzugeben.
Die Aufgabe wird durch eine Profilkonstruktion aus Profilstäben mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 6 angegeben. Im Anspruch 7 ist ein Verbindungselement für eine derartige Profilkonstruktion genannt.
Erfindungsgemäß verläuft die Bohrung für die Spannschraube in einem jeweiligen Verbindungselement quer zur Aufnahmeöffnung für das Befestigungsmittel. Die zum Verbinden ineinandergreifenden Teile des Befestigungsmittels und der Spannschraube sind dabei derart ausgestaltet, dass die Spannschraube beim Einschrauben das Befestigungsmittel über eine schiefe Ebene quer zur Einschraubrichtung in Richtung der Längsöffnung verschiebt.
Kernidee der Erfindung ist die Umsetzung einer in Schraubrichtung wirkenden Kraft in eine dazu umgelenkte, in Spannrichtung wirkenden Spannkraft. Mit „quer” sind Richtungen vorzugsweise senkrecht zur Schraubrichtung gemeint.
Durch die Umlenkung erfolgt ein im Wesentlichen gleichmäßiges, flächiges Verspannen der beiden Profilteile in Spannrichtung, das heißt in Profillängsrichtung des Profilstabes, an dessen Ende das Verbindungselement angebracht ist. Dabei ist das beim Festziehen der Spannschraube über das Verbindungselement auf die Längsnut einwirkende Biegemoment im Vergleich zum Stand der Technik wesentlich geringer. Die häufig dadurch im Inneren der Längsnut entstehenden Druckstellen mit gegebenenfalls mechanischen Beschädigungen lassen sich vorteilhaft vermeiden bzw. reduzieren.
Ein weiterer Vorteil ist, dass durch die Ausrichtung der Bohrung quer zur Längserstreckung des Befestigungsmittels erheblich weniger Platz benötigt wird. Dadurch ist das Verbindungselement im Vergleich zum Haltestück deutlich kompakter. Es weist zudem eine deutlich geringere Bautiefe auf.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Befestigungsmittel eine Senkschraube mit einem Senkkopf. Die Spannschraube weist ein konisches Schraubenende auf. Vorzugsweise ist die Spannschraube ein Gewindestift. Der Senkkopf weist eine konische, auf die Geometrie der Spannschraube abgestimmte Außenkontur auf. Im Besondere beträgt der Öffnungswinkel beider konischer Geometrien 90°.
Der besondere Vorteil ist, dass durch die Verwendung von genormten Schrauben, das heißt jeweils einer Senkschraube und einem Gewindestift, ein einfaches und zugleich genaues Verspannen jeweils zweier Profilstäbe möglich ist.
Die Senkschraube weist vorzugsweise ein normiertes Außengewinde auf, welches mit einem Innengewinde der Längsöffnung an dem zum Einschrauben vorgesehenen Ende des Profilstabes korrespondiert.
Alternativ kann das Befestigungsmittel ein Drehbolzen im Sinne eines Bajonetteschlusses sein, welcher nach dem Einführen in der Längsöffnung durch eine Teildrehung fixiert werden kann. Es kann alternativ eine Schraube mit Selbstschneidegewinde sein. Weiterhin kann das Befestigungsmittel ein Kerbnagel, eine Hammerschraube oder ein Senkniet jeweils mit einem konischen Kopfstück sein.
Einer weiteren Ausführungsform zufolge weist die Aufnahmeöffnung im Verbindungselement eine auf die Geometrie des Senkkopfes der Senkschraube abgestimmte konische Geometrie auf. Diese ermöglicht vorteilhaft eine besonders gute axiale Führung des Befestigungsmittels bzw. der Senkschraube.
Nach einer weiteren Ausführungsform weist das Verbindungselement einen Grundkörper auf, dessen der Hinterschneidung zugewandten Außenseite zumindest eine Kerbe oder eine Riffelung aufweist. Dadurch kann beim Verspannen von jeweils zwei Profilteilen eine eventuelle elektrisch isolierende Schutzschicht, wie z. B. einer Aluminium-Eloxierschicht, zum Erden der Profilstäbe bzw. der gesamten Profilkonstruktion elektrisch leitend durchbrochen werden.
Weiterhin weist das Verbindungselement zwei sich gegenüberliegende, parallel zueinander angeordnete Raststege auf, welche einen auf den Nutabstand zweier sich in einem Profilteil gegenüberliegenden Längsnuten abgestimmten Innenabstand aufweisen. Dadurch ist eine besonders einfache und zugleich zuverlässige Drehfixierung des Verbindungselementes an einem Profilstabende möglich.
Schließlich wird die Aufgabe der Erfindung durch ein Verbindungselement zur lösbaren festen Verbindung jeweils zweier Profilstäbe einer derartigen Profilkonstruktion gelöst.
Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigen in Prinzipdarstellung:
1 eine Explosionsdarstellung einer erfindungsgemäßen beispielhaften Profilkonstruktion,
2 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Verbindungselementes gemäß 1 und
3 einen Schnitt durch das Verbindungselement gemäß 2 entlang der Längsmittelachse einer aufgenommenen Senkschraube.
1 zeigt eine Explosionsdarstellung einer erfindungsgemäßen beispielhaften Profilkonstruktion. Die gezeigten Profilstäbe 1, 1' weisen jeweils vier Längsnuten 2 auf, die sich in der jeweiligen gezeigten Profillängsrichtung LR, LR' erstrecken. Es weisen beispielhaft alle Längsnuten 2 axial verlaufende Hinterschneidungen 3 auf. Mit dem Bezugszeichen 8 ist der jeweilige Nutgrund und mit NA der Nutabstand zweier sich gegenüberliegende Längsnuten 2 bezeichnet. Mit NB ist die Nutbreite einer Längsnut 2 bezeichnet. Typischerweise handelt es sich bei den gezeigten Profilstäben 1, 1' um Strangpressprofile aus Aluminium. Beide Profilstäbe 1, 1' weisen zudem eine zentrale Längsöffnung 4 an ihren Enden auf. Vorzugsweise ist in den Enden ein Innengewinde eingebracht, welches auf ein Außengewinde der im mittleren Bereich der 1 gezeigten Senkschraube 5 als Befestigungsmittel abgestimmt ist.
Zur Verbindung der beiden Profilstäbe 1, 1' weist die erfindungsgemäße Profilkonstruktion ein Verbindungselement 10 auf. Das Verbindungselement 10 weist einen Grundkörper 11 mit vorzugsweise quadratischem Querschnitt auf. Der gezeigte Grundkörper 11 ist typischerweise aus Metall hergestellt. Es kann z. B. ein Eisengussteil sein. Weiterhin weist das Verbindungselement 10 bzw. der Grundkörper 11 eine Aufnahmeöffnung OF für die gezeigte Schraube 5 auf. Der Mindestdurchmesser der Aufnahmeöffnung OF ist dabei auf den Außendurchmesser des Gewindestücks 6 der Senkschraube 5 abgestimmt.
Gemäß der Erfindung weist zudem die Aufnahmeöffnung OF eine konische Innenkontur K2 auf, die geometrisch auf die Außenkontur K1 des gleichfalls konischen Schraubenkopfes 7 der Senkschraube 5 abgestimmt ist. Mittels der durch die Aufnahmeöffnung OF im Grundkörper 11 hindurchgreifenden Senkschraube 5 ist zugleich das Verbindungselement 10 bzw. der Grundkörper 11 mit einem vorgebbaren Spiel auf dem ersten Profilstab 1 festlegt. Zum Verbinden der beiden Profilstäbe 1, 1' greift nun das gezeigte Verbindungselement 10 unter zumindest teilweisem Spielausgleich in die Längsnut 2 des zweiten Profilstabes 1' im Sinne eines Nutensteins derart ein, dass es zumindest eine Hinterschneidung 3 hintergreift. Zudem weist das Verbindungselement 10 eine Bohrung B mit Innengewinde zur Aufnahme der gezeigten Spannschraube 20 in Form eines Gewindestifts auf. Dabei mündet die Bohrung B in den zentralen Bereich der Aufnahmeöffnung OF.
2 zeigt eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Verbindungselementes 10 gemäß 1. Mit BR ist eine mit der Nutenbreite N einer Längsnut 2 korrespondierende Breite eines nicht weiter bezeichneten Führungsteils des Verbindungselementes 10 bezeichnet, welches in der jeweiligen Längsnut 2 entlang gleiten kann. An diesem Führungsteil sind auch zwei sich gegenüberliegende, parallel zueinander angeordnete Raststege 12 zur Drehfixierung vorhanden. Diese weisen einen auf den Nutabstand NA zweier sich in einem Profilteil 1, 1' gegenüberliegenden Längsnuten 2 abgestimmten Innenabstand IA auf.
Ferner ist an einer der Hinterschneidung 3 zugewandten Außenseite RS des Grundkörpers 11 zumindest eine Kerbe oder – wie in 2 gezeigt – eine Riffelung R vorhanden.
3 zeigt einen Schnitt durch das Verbindungselement 10 gemäß 2 entlang der Längsmittelachse einer aufgenommenen Senkschraube als Befestigungsmittels 5. Letztere ist durch die Aufnahmeöffnung OF im Verbindungselement 10 hindurchgeführt. Die Aufnahmeöffnung OF und der Senkkopf 7 weisen eine geometrisch aufeinander abgestimmte konische Innen- bzw.- Außenkontur K2, K1 auf. Im Beispiel der 3 ist die Senkschraube 5 mit geringem Spiel in der Aufnahmeöffnung OF versenkt. Mit S ist der maximale Außendurchmesser des Senkkopfes 7, mit D der minimale Innendurchmesser der Aufnahmeöffnung OF und mit T die Bautiefe des Grundkörpers 11 bezeichnet.
Erfindungsgemäß verläuft die Bohrung B für die als Gewindestift ausgeführte Spannschraube 20 quer, insbesondere gemäß dem vorliegenden Beispiel senkrecht zur Aufnahmeöffnung OF im Verbindungselement 10 bzw. im zugehörigen Grundkörper 11. Mit anderen Worten verläuft die Längsmittelachse der Bohrung B in radialer Richtung zur Längsmittelachse der Senkschraube 5. Dabei sind die zum Verbinden ineinandergreifenden Teile 7, SP der Senkschraube 5 und des Gewindestifts 20, das heißt die konische Außenkontur K1 des Senkkopfes 7 und die Kegelspitze SP des Gewindestifts 20, derart ausgestaltet, dass der Gewindestift 20 beim Einschrauben die Senkschraube 5 über eine schiefe Ebene quer zur Einschraubrichtung SR in Richtung LR der Längsöffnung 4 verschiebt. Zur Verdeutlichung der Verschiebung ist die zugehörige, parallel zur Längsmittelachse der Senkschraube 5 bzw. zur Profillängsrichtung LR verlaufende Querrichtung eingetragen.
Weiterhin sind im rechten Teil der 3 die zwei sich gegenüberliegenden Raststege 12 zu sehen, welche entsprechend dem Beispiel der 1 die beiden gegenüberliegenden Längsnuten 2 an ihrem jeweiligen Nutgrund 8 zur Drehfixierung umgreifen. Mit IA ist der Innenabstand der beiden Raststege 12 bezeichnet, der geringfügig größer ist als der Nutabstand NA der beiden zu umgreifenden Längsnuten 2.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 4127284 C1 [0002]

Claims

Profilkonstruktion aus Profilstäben (1, 1'), welche jeweils zumindest eine mit zumindest einer Hinterschneidung (3) versehene Längsnut (2) aufweisen, wobei zumindest ein Teil der Profilstäbe (1, 1') eine Längsöffnung (4) an einem ihrer Enden für den Eingriff eines Befestigungsmittels (5) aufweist, wobei die Profilkonstruktion zumindest ein Verbindungselement (10) zum Verbinden jeweils zweier Profilstäbe (1, 1') aufweist, wobei das jeweilige Verbindungselement (10) eine Aufnahmeöffnung (OF) für das Befestigungsmittel (5) aufweist und durch dieses mit einem vorgebbaren Spiel auf dem jeweiligen zugehörigen ersten Profilstab (1) festlegbar ist, wobei das jeweilige Verbindungselement (10) unter zumindest teilweisem Spielausgleich in die Längsnut (2) des zu verbindenden zweiten Profilstabes (1') im Sinne eines Nutensteins derart eingreift, dass es zumindest eine Hinterschneidung (3) hintergreift, wobei das jeweilige Verbindungselement (10) eine in einer Bohrung (B) mit Innengewinde aufgenommene Spannschraube (20) aufweist, welche sich mit ihrem einen Ende gegen das Befestigungsmittel (5) derart abstützt, dass das jeweilige Verbindungselement (10) gegen die Hinterschneidungen (3) der Längsnut (2) gepresst wird, sodass hierdurch die Profilstäbe (1, 1') über dieses Verbindungselement (10) fest miteinander verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, – dass die Bohrung (B) für die Spannschraube (20) quer zur Aufnahmeöffnung (OF) für das Befestigungsmittel (5) in einem jeweiligen Verbindungselement (10) verläuft und – dass die zum Verbinden ineinandergreifenden Teile (7, SP) des Befestigungsmittels (5) und der Spannschraube (20) derart ausgestaltet sind, dass die Spannschraube (20) beim Einschrauben das Befestigungsmittel (5) über eine schiefe Ebene quer zur Einschraubrichtung (SR) in Richtung (LR) der Längsöffnung (4) verschiebt.
Profilkonstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsmittel (5) eine Senkschraube mit einem Senkkopf (6) ist und dass die Spannschraube (20) eine Kegelspitze (SP) aufweist.
Profilkonstruktion nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeöffnung (OF) im Verbindungselement (10) eine auf die Geometrie des Senkkopfes (6) der Senkschraube (5) abgestimmte Kegelgeometrie aufweist.
Profilkonstruktion nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannschraube (20) ein Gewindestift ist.
Profilkonstruktion nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (10) einen Grundkörper (11) aufweist, dessen der Hinterschneidung (3) zugewandten Seite (RS) zumindest eine Kerbe oder eine Riffelung (R) aufweisen.
Profilkonstruktion nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (10) zwei sich gegenüberliegende, parallel zueinander angeordnete Raststege (12) aufweist, welche einen auf den Nutabstand (NA) zweier sich in einem Profilteil (1, 1') gegenüberliegenden Längsnuten (2) abgestimmten Innenabstand (IA) aufweisen.
Verbindungselement zur lösbaren festen Verbindung jeweils zweier Profilstäbe (1, 1') einer Profilkonstruktion nach einem der vorangegangenen Ansprüche.