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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbindungsvorrichtung zum starren Verbinden eines Hohlprofils mit einem weiteren Profil.
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Verbindungsvorrichtungen zum starren Verbinden von Profilen sind in verschiedenen Ausgestaltungen seit langem bekannt. Unter Profilen werden allgemein stangenförmige Erzeugnisse verstanden, die eine definierte Querschnittsgeometrie aufweisen. Die Querschnittsgeometrie ändert sich im Allgemeinen dabei über die gesamte Länge des Erzeugnisses nicht oder nicht wesentlich. Im, Folgenden werden unter dem Begriff Profil eingeschränkt nur solche Erzeugnisse verstanden, die über obige Definition hinaus zumindest eine sich über die gesamte Länge des Profils erstreckende Ausnehmung aufweisen, die über einen sich ebenfalls über die gesamte Länge des Profils erstreckenden Schlitz von außen zugänglich ist. Eine derart ausgestaltete Ausnehmung wird als Hinterschneidung bezeichnet. Die Breite des Schlitzes ist dabei geringer als die Ausdehnung der Ausnehmung quer zur Längsrichtung des Profils. In manchen Ausgestaltungen ist zusätzlich zu der oder den Hinterschneidungen eine Hohlbohrung vorgesehen, die eine, in Bezug auf den Querschnitt des Profils nach außen abgeschlossene, sich in Längsrichtung des Profils erstreckende Ausnehmung bzw. Bohrung darstellt. Der Querschnitt dieser Hohlbohrung kann beliebig sein, er muss nicht notwendigerweise rund ausgeführt sein. Falls das Profil im Querschnitt symmetrisch ausgebildet ist, verläuft die Hohlbohrung in der Regel zentral zur Symmetrieachse. Im Rahmen der vorliegenden Patentanmeldungen werden unter dem Begriff Hohlprofil ausschließlich Profile verstanden, die ausschließlich aus einer Hohlbohrung bzw. einem Hohlraum (oder mehreren Hohlbohrungen) bestehen, und keine Hinterschneidungen oder sonstigen Schlitze aufweisen, die zur Außenseite des Hohlprofils hin offen sind. Ein Hohlprofil im Sinne der vorliegenden Anmeldung ist daher ein Profil, das nur aus einer rechteckigen, quadratischen, runden, ovalen oder in beliebiger Querschnittsform ausgestalteten Wandung besteht, die nach außen und nach innen hin glatt ist und einen einzigen inneren Hohlraum (oder mehrere Hohlräume) aufweist. Allgemein können Profile oder Hohlprofile im Querschnitt beliebig ausgebildet sein. Die häufigsten Formen sind rund, dreieckig, viereckig oder regelmäßiges Vieleck. Ein Profil mit einem viereckigen Querschnitt besitzt in der Regel vier sich längs erstreckende Hinterschneidungen. Bei einfachen Profilen ist oft nur eine einzige sich längs erstreckende Hinterschneidung vorhanden. In der Regel sind die besagten Profile und Hohlprofile als Aluminium-Strangpressprofile gebildet.
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Wie bereits oben erwähnt, sind verschiedene Verbindungsvorrichtungen zum Verbinden von Profilen bekannt. Beispielsweise wird ausdrücklich Bezug genommen auf die deutschen Patentanmeldungen
DE 103 18 651.4 und
DE 103 18 652.2 der Anmelderin, die Verbindungsvorrichtungen zum starren Verbinden eines ersten Profils mit einem weiteren Profil beschreiben. Die beschriebenen Verbindungsvorrichtungen weisen ein ankerförmiges Verbindungselement auf, das ein Schaftteil und ein Kopfteil umfasst. Das Kopfteil ist beispielsweise tellerförmig wie bei einem Pilzanker oder aber auch stockförmig oder ähnlich ausgeführt und so ausgestaltet, dass es in eine Hinterschneidung eines Profils eingeführt werden kann, wobei der Schaftteil senkrecht aus der Hinterschneidung herausragt. Der Schaftteil wird in die Hinterschneidung oder die Hohlbohrung eines weiteren Profils eingeführt und in der Regel in eine Bohrung eines entsprechenden Spannlagers eingebracht. Das Spannlager weist ein Innengewinde zur Aufnahme einer Spannschraube auf. Der Schaftteil des ankerförmigen Verbindungselementes weist eine in der Regel konische Ausnehmung auf, in die ein in der Regel kegelförmig ausgebildetes Ende der Spannschraube eingreift. Die Grundfläche des kegelförmigen Endes der Spannschraube ist dabei im Allgemeinen kleiner als der Durchmesser der konischen Ausnehmung im Schaftteil des ankerförmigen Verbindungselementes. Durch Anziehen (Festschrauben) der Spannschraube wird die Kegelspitze der Spannschraube gegen eine schräge Fläche der konischen Ausnehmung des Schaftteils gedrückt, so dass der Schaftteil und somit das ankerförmige Verbindungselement in die Hohlbohrung hineingezogen wird, so dass sich der Kopfteil in der Hinterschneidung des ersten Profils verspannt und die beiden Profile starr verbunden werden.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist nun, eine Verbindungsvorrichtung zum starren Verbinden eines Hohlprofils mit einem weiteren Profil anzugeben, die einfach aufgebaut ist und trotzdem auf flexible Weise ein starres Verbinden ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch eine Verbindungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Die erfindungsgemäße Verbindungsvorrichtung zum starren Verbinden eines Hohlprofils mit einem weiteren Profil umfasst ein Verbindungsteil, das in den Hohlraum des Hohlprofils eingesetzt werden kann, ein ankerförmiges Verbindungselement, das ein Schaftteil aufweist, das in einer ersten Öffnung des Verbindungsteils angeordnet werden kann, und das weiterhin ein Kopfteil aufweist, das in eine Öffnung (z. B. eine Hinterschneidung) des weiteren Profils eingreifen kann, ein Spannlager, das in eine Bohrung des Hohlprofils und eine zweite Öffnung des Verbindungsteils so einsetzbar ist, dass der Schaftteil des ankerförmigen Verbindungselementes durch die ersten Öffnung des Verbindungsteils hindurch in einer ersten Öffnung des Spannlages aufgenommen werden kann, und ein Spannelement, das in einer zweiten Öffnung des Spannlagers angeordnet und geeignet ist, das ankerförmige Verbindungselement mittels dem Verbindungsteil in dem Hohlprofil zu verspannen.
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Wie oben erwähnt bezeichnet der Begriff Hohlprofil im Rahmen der vorliegenden Patentanmeldung ein Profil, das keine außenliegenden Hinterschneidungen oder ähnliche Ausnehmungen aufweist, sondern nach außen hin glatte Wände besitzt, und innen einen oder mehrere innere Hohlräume aufweist. Die Querschnittsform eines derartigen Hohlprofils kann rund, dreieckig, viereckig, fünfeckig oder dergleichen sein, oder jede beliebige andere geeignete Form aufweisen. In Bezug auf das ankerförmige Verbindungselement wird, wie oben erläutert, unter ankerförmig eine Struktur mit einem Kopfteil an seinem Schaftteil verstanden, wobei das Kopfteil in die Hinterschneidung eines Profils eingreifen kann und das Schaftteil in ein Verbindungsteil gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann, um über das Verbindungsteil, das im Hohlraum des Hohlprofils angeordnet wird, das Profil mit dem Hohlprofil zu verbinden.
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Durch die Anordnung und Ausgestaltung von Verbindungsteil, ankerförmigem Verbindungselement, Spannlager und Spannelement können auf einfache und flexible Weise jegliche Art von Profilen mit einer Hinterschneidung und ein Hohlprofil starr verbunden werden. Das Spannelement ist zweckmäßigerweise schraubenförmig, beispielsweise als Madenschraube, ausgebildet und so ausgestaltet, dass es nicht über das Spannlager hinausragt. In ähnlicher Weise ist das Spannlager bezüglich seiner Länge so ausgebildet, dass es der Höhe des Hohlprofils entspricht und somit nicht über dieses hinausragt.
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Vorteilhafterweise ist das Verbindungsteil aus Vollmaterial. In einer alternativen Ausgestaltung ist das Verbindungsteil vorteilhafterweise innen hohl. Hierdurch wird eine Materialeinsparrung erzielt. Vorteilhafterweise sind die erste und die zweite Öffnung des Verbindungsteils senkrecht zueinander angeordnet. Die erste und die zweite Öffnung des Verbindungsteils sind beispielsweise als runde Bohrungen ausgestaltet. Vorteilhafterweise kann sich die erste Öffnung des Verbindungsteils durch die gesamte Breite des Verbindungsteils hindurch erstrecken. Vorteilhafterweise streckt sich auch die zweite Öffnung des Verbindungsteils durch die gesamte Höhe des Verbindungsteils hindurch. Weiterhin vorteilhafterweise entspricht die Länge des Spannlagers der Höhe des Hohlprofils. Weiterhin vorteilhafterweise weist das ankerförmige Verbindungselement eine Feder auf, die geeignet ist, das ankerförmige Verbindungselement, wenn es in der ersten Öffnung des Verbindungsteils aufgenommen ist, vom Verbindungsteil weg vorzuspannen. Hierdurch wird das Montieren der Verbindungsvorrichtung und insbesondere das Einsetzen des Kopfteiles des ankerförmigen Verbindungselements in der Hinterschneidung des weiteren Profils erleichtert. Weiterhin vorteilhafterweise ist das Verbindungsteil so ausgestaltet, dass es in dem Hohlraum des Hohlprofils formschlüssig aufgenommen werden kann.
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Hierdurch wird eine möglichst gute starre Verbindung des Hohlprofils mit dem weiteren Profil ermöglicht.
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Vorzugsweise ist die Ausdehnung des Kopfteils des ankerförmigen Verbindungselementes senkrecht zur Längsrichtung des Schaftteils in einer ersten Richtung kleiner oder gleich, in einer zweiten Richtung senkrecht zur ersten Richtung größer als die Breite des Schlitzes der Hinterschneidung im weiteren Profil ausgeführt. Dies gestattet es, das Kopfteil direkt durch den Schlitz in die Hinterschneidung einzuführen, worin es durch Drehen in diese eingreifen und in dieser verspannt werden kann. Insbesondere muss das Kopfteil damit nicht über eine Stirnfläche des weiteren Profils in dessen Hinterschneidung eingeführt werden. Dies ist vor allem dann von Vorteil, wenn nachträglich ein Profil an einem bereits bestehenden Profilrahmen gebunden werden soll, da in diesem Fall üblicherweise die Stirnflächen der einzelnen Profilteile nicht mehr frei zugänglich sind.
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Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele erläutert, wobei auf die folgenden Zeichnungen Bezug genommen wird, in denen
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1 eine Perspektivansicht einer erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung mit einem Hohlprofil und einem weiteren Profil zeigt,
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2 die Verbindungsvorrichtung, das Hohlprofil und das weitere Profil von 1 im verbundenem Zustand zeigt,
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3 eine Perspektivansicht einer erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung mit einem Hohlprofil und einem weiteren Hohlprofil zeigt,
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4 die beiden Hohlprofile von 3 im verbundenem Zustand zeigt, und
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5 eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung sowie eines Hohlprofils und eines weiteren Profils in verbundenem Zustand zeigt.
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1 zeigt eine Perspektivansicht einer erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung 1 zum starren Verbinden eines Hohlprofils 2 mit einem weiteren Profil 3. 2 zeigt das Hohlprofil 2 und das weitere Profil 3 von 1 im starr verbundenem Zustand. Im Beispiel der 1 und 2 ist das weitere Profil 3 ein Profil mit mehreren Hinterschneidungen 11 an den Außenseiten, die durch einen Schlitz 12 zugänglich sind, wobei der Schlitz 12 eine geringere Ausdehnung als die Hinterschneidung 11 selber aufweist (vergleiche den Querschnitt eines vergleichbaren Profils 3'' von 5). Das Profil 3 der 1 und 2 ist ein Mehrfachprofil, d. h. ein Profil, das mehrere Hinterschneidungen 11 parallel zueinander auf einer Seitenfläche aufweist. Das im Querschnitt in 5 gezeigte Profil 3'' ist ein Einfachprofil, bei dem jeweils eine einzige Hinterschneidung 11 an jeder der vier Seiten der Querschnitt quadratischen Profils 3'' angeordnet sind.
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In 3 ist eine weitere Perspektivansicht dargestellt, mit einer erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung 1 zum starren Verbinden eines Hohlprofils 2 mit einem weiteren Profil 3'', welches im dargestellten Beispiel ein weiteres Hohlprofil ist. Bei diesem Hohlprofil 3' sind Öffnungen 19 vorgesehen, in denen die Kopfteile 8 der ankerförmigen Verbindungselemente 6 der erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung 1 eingreifen können, anstelle der Hinterschneidungen 11 des Profils 3 von 1 und 2. Ansonsten bestehen keine Unterschiede zwischen den 3 und 1. 4 zeigt die beiden Hohlprofile 2 und 3' im starr verbundenem Zustand.
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Wie in den 1, 3 und 5 zu erkennen ist, umfasst die erfindungsgemäße Verbindungsvorrichtung 1 ein Verbindungsteil 4, das in den Hohlraum 5 des Hohlprofils 2 eingesetzt werden kann. Das Verbindungsteil 4 ist in den dargestellten Beispielen hohl, kann jedoch alternativ aus Vollmaterial bestehen. Die Außenform des Verbindungsteiles 4 ist so an die Innenform des Hohlraumes 5 angepasst, dass das Verbindungsteil 4 formschlüssig in den Hohlraum 5 eingesetzt werden kann, um eine möglichst gute und starre Verbindung im Hohlprofil 2 und dem weiteren Profil 3, 3', 3'' zu ermöglichen.
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Die erfindungsgemäße Verbindungsvorrichtung 1 umfasst weiterhin ein ankerförmiges Verbindungselement 6 mit einem Schaftteil 7 und einem Kopfteil 8. In den dargestellten Ausführungsbeispielen ist das Kopfteil 8 so ausgestaltet, dass es in einer ersten Richtung eine geringere Breite hat als in einer zweiten Richtung, die senkrecht zur ersten Richtung ist. Die Breite in der ersten Richtung ist dabei so bemessen, dass sie kleiner gleich der Breite des Schlitzes 12 der Hinterschneidung 11 des Profils 3 ist, so dass das Kopfteil 8 von außen durch den Schlitz 12 in die Hinterschneidung 11 eingeführt und dann durch Drehen in dieser festgelegt werden kann. Im in den 3 und 4 gezeigten Beispiel weist das weitere Hohlprofil 3' eine Öffnung 19 auf, die aus zwei länglichen, senkrecht aufeinander stehenden Schlitzen besteht. Das Kopfteil 8 kann hierdurch durch den ersten Schlitz eingeführt und dann so in der Öffnung 19 verschoben werden, dass es im zweiten Schlitz festgelegt ist. Alternativ kann das Kopfteil 8 auch eine pilzförmige, runde, quadratische oder sonstige geeignete Form aufweisen, um es in eine Hinterschneidung 11 oder einem Schlitz 19 eines weiteren Hohlprofils 3' einzuführen und in diesem festzulegen. Das ankerförmige Verbindungselement 6 weist weiterhin einen Schaftteil 7 auf, das eine längliche Form hat und so ausgestaltet ist, dass es in einer ersten Öffnung 9 des Verbindungsteiles 4 angeordnet werden kann. Wie in 5 zu erkennen ist, erstreckt sich die Öffnung 9 durch die gesamte Breite des Verbindungsteils 4 hindurch, so dass der Schaftteil 7 quer durch das gesamte Verbindungsteil 4 hindurch gesteckt und in diesem aufgenommen werden kann. Weiterhin weißt das Schaftteil 7 an seinem dem Kopfteil 8 zugeordnetem Ende eine Feder 18 auf, die so am Schaftteil festgelegt ist, dass das Verbindungselement 6 beim Einstecken in die erste Öffnung 9 des Verbindungselementes 4 von diesem nach außen weg vorgespannt wird, d. h. das Verbindungselement 6 muss gegen die Kraft der Feder in die erste Öffnung 9 des Verbindungsteils 4 eingebracht werden.
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Der Schaftteil 7 des Verbindungselementes 6 weist eine kegelförmige Aussparung 21 auf, die in 5 gut zu erkennen ist. Beim Einführen des Schaftteils 7 in die erste Öffnung 9 des Verbindungsteiles 4 kommt die kegelförmige Aussparung 21 in einer zweiten Öffnung 10 des Verbindungsteils 4 zu liegen. Die zweite Öffnung 10 ist senkrecht zur ersten Öffnung 9 des Verbindungsteils 4 angeordnet und erstreckt sich durch die gesamte Höhe des Verbindungsteils 4. Die erfindungsgemäße Verbindungsvorrichtung 1 umfasst weiterhin ein Spannlager 14, das über eine geeignete Bohrung 15 des Hohlprofils 2 in die zweite Öffnung 10 des Verbindungsteils 4 so einsetzbar ist, dass der Schaftteil 7 des ankerförmigen Verbindungselementes 6 durch die erste Öffnung 9 des Verbindungsteils 4 hindurch in einer ersten Öffnung 16 des Spannlagers 14 aufgenommen werden kann, was in 5 gut zu erkennen ist. In 1 und 3 ist das Spannlager 14 mit der ersten Öffnung 16 gut zu erkennen. Das Spannlager 14 weist weiterhin eine zweite Öffnung 18 auf, die senkrecht zur ersten Öffnung vorgesehen ist und die erste Öffnung 16 mit einer der Stirnseiten des Spannelements 17 verbindet. In dieser zweien Öffnung 18 ist ein Spannelement 17 vorgesehen, das vorzugsweise als Madenschraube ausgebildet ist und mit seinem Außengewinde in ein Innengewinde der zweiten Öffnung 18 des Spannlagers 14 eingreift. Das Spannelement 17 besitzt ein sich verjüngendes Ende, das in die kegelförmige Aussparung 16 des ankerförmigen Verbindungselementes 6 eingreift. Die Verjüngung kann beispielsweise als kegelförmige oder abgerundete Spitze ausgeführt sein. Der Abstand des Zentrums der kegelförmigen Aussparung 16 von der Stirnfläche des Hohlprofils 2 ist kleiner gewählt als der Abstand der Spitze des Spannelements 17 von dieser Fläche. Dadurch wird beim Verspannen der erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung 1, d. h. beim Einschrauben der Spannelemente 17 in die zweite Öffnung 18 des Spannlagers 14 die Verjüngung des Spannelementes 17 gegen eine Schräge der kegelförmigen Aussparung 14 gedrückt, wodurch das ankerförmige Verbindungselement 6 in die erste Öffnung 16 des Spannlagers 14 hineingezogen wird. Hierdurch verkürzt sich der Abstand zwischen dem Spannlager 14 und dem Kopfteil 8 des Verbindungselementes 6. In der Folge wird einerseits der Kopfteil 8 gegen die Innenseite der Hinterschneidung 11 bzw. Innenwand hinter der Öffnung 19 und weiterhin das Hohlprofil 2 mit seiner Stirnfläche fest gegen die ihm zugewandte Außenseite des weiteren Profils 3, 3', 3'' gepresst.
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Vorzugsweise befindet sich im Übergang vom Schaftteil 7 zum Kopfteil 8 des ankerförmigen Verbindungselementes 6 ein Schaftfuß, der einen Durchmesser aufweist, der an die Breite des Schlitzes 12 bzw. der Öffnung 19 so angepasst ist, dass das ankerförmige Verbindungselement 6 nicht quer zur Längsrichtung des Profils 3, 3', 3'' verschoben bzw. versetzt werden kann, um eine gute Verbindung zu ermöglichen. Die Form des Kopfteils 8 ist zweckmäßigerweise an das Querschnittsprofil der Hinterschneidung 11 angepasst. Zur Erleichterung der Einführung des Schaftteiles 7 in die erste Öffnung 16 des Spannlagers 14 ist das freie Ende des Schaftteils 7 bevorzugt verjüngt ausgeführt, wie in 5 zu erkennen ist. Vorteilhafterweise ist der Schaftteil 7 zylindrisch ausgebildet, kann jedoch auch jede andere Form aufweisen.
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In den gezeigten Beispielen weist das Verbindungsteil 4 je zwei erste und zweite Öffnungen 9 bzw. 10 auf, so dass die starre Verbindung zwischen Hohlprofil 2 und weiteren Profil 3 (bzw. Hohlprofil 3') mittels zwei ankerförmigen Verbindungselementen 6 hergestellt werden kann. Im einfachsten Fall hat das erfindungsgemäße Verbindungsteil 4 jedoch nur je eine erste und zweite Öffnung 9 bzw. 10 und die starre Verbindung wird durch ein einziges ankerförmiges Verbindungselement 6 hergestellt. Alternativ können jedoch auch jeweils mehr als zwei erste und zweite Öffnungen 9 bzw. 10 im Verbindungsteil 4 vorgesehen sein, so dass die Verbindung mittels mehreren ankerförmigen Verbindungselementen 6 hegestellt werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10318651 [0003]
- DE 10318652 [0003]
