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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Klemmverbinderelement zum lösbaren Verbinden wenigstens zweier miteinander zu verbindender Bauteile umfassend einen hohlen Grundkörper mit wenigstens zwei diesen hohlen Grundkörper durchdringenden Bauteilaufnahmebereichen zum Aufnehmen der miteinander zu verbindenden Bauteile und umfassend Klemmelemente zum Verklemmen des in dem jeweiligen Bauteilaufnahmebereich platzierten Bauteil gegenüber dem hohlen Grundkörper, wobei der hohle Grundkörper aus einem oder aus mehreren umgeformten Blechelementen ausgestaltet ist.
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Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Klemmverbinderelement zum lösbaren Verbinden wenigstens zweier zu verbindender Bauteile umfassend einen hohlen Grundkörper mit wenigstens einem diesen hohle Grundkörper durchdringenden Bauteilaufnahmebereich zum Aufnehmen eines ersten der Bauteile und mit einem außenliegenden Anlagebereich zum Befestigen des Klemmverbinderelements an einem zweiten der Bauteile und umfassend Klemm- oder Halteelemente zum Verklemmen oder Halten des jeweiligen Bauteils gegenüber dem hohle Grundkörper, wobei der hohle Grundkörper aus einem oder aus mehreren umgeformten Blechelementen ausgestaltet ist.
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Aus dem Stand der Technik sind Klemmverbindungen bekannt, welche zum Verbinden von Rund- oder Vierkantrohren unterschiedlicher Ausrichtung dienen. Hierzu wird der gewünschte Klemmverbindungsgrundkörper aus einem metallischen oder kunststoffartigen Block gefräst. Dies erweist sich als kostspielig und zeitaufwendig, da derartige Vollmaterialklemmstücke einen hohen Materialverlust bedingen, wodurch hohe Produktionskosten entstehen. Zudem sind aus dem Stand der Technik Klemmstücke bekannt, welche mittels Formguß hergestellt werden. Dies ist nachteilig, da hochpräzise, teure Gussformen benötigt werden, um exakte Kanten bzw. Durchmesser verlässlich zu erzeugen. Derartige Gussklemmstücke bedürfen daher häufig einer aufwendigen manuellen Nachbearbeitung, wodurch sich zu den hohen Materialkosten zusätzlich hohe Arbeitskosten bedingen.
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Darüber hinaus ist aus der Druckschrift
AT 505 468 B1 ein prismenförmiges Verbindungselement bekannt, das an den betreffenden Seitenflächen eine zentrale Bohrung zur Aufnahme eines Sicherungsstiftes aufweist. Bei diesem prismenförmigen Verbindungselement wird die Verbindung über eine axiale einem Bajonettverschluss ähnliche Verbindung hergestellt. Deswegen müssen die zu verbindenden Bauteile über je einen Haltestift und mindestens einen Sicherungsstift verfügen, also speziell vorbereitet sein. Dies ist jedoch kostenaufwendig und schränkt die Verwendbarkeit des Verbinders deutlich ein.
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Aus der Druckschrift
DE 100 45 539 A1 ist ein Verbindungsteil zur Anbringung von Montageschienen mit mindestens annähernd rechteckigem Querschnitt bekannt. Dabei umschließt ein Befestigungsteil die Montageschiene und fixiert das Verbindungsteil durch mindestens eine Klemmvorrichtung. Das Befestigungsteil ist aus zwei Halbschalen aufgebaut, die jeweils zwei rechtwinkelig zueinander stehende Wangen aufweisen. An diesen Wangen grenzen Laschen mit Spannschraublöchern und hindurch führenden Spannschrauben. Insgesamt baut das Verbindungsteil relativ kompliziert.
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Bei dem aus der Druckschrift
DE 10 2009 005 353 A1 bekannten Gegenstand handelt es sich um ein Verbindungselement aufgebaut aus ebenen flächigen Elementen, die ineinander gesteckt werden. Dadurch bilden sich quaderförmige Teilbereiche aus, in welche die zu befestigenden Bauteile eingesteckt und arretiert werden können. Jedoch müssen diese Bauteile spezielle Anforderungen erfüllen, wodurch die Einsetzbarkeit stark eingeschränkt ist.
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In der Druckschrift
DE 85 29 057 U1 ist ein Rohrverbinder beschrieben, der zwei Halbschalen zum Umschließen von Enden zweier zu verbindender Rohre und wenigstens zwei Spannschrauben aufweist, welche die zwei Halbschalen quer durchsetzen und in Längsrichtung des Rohrverbinders einen Abstand voneinander haben. Die Halbschalen sind an ihrem jeweiligen Längsrand gelenkig miteinander verbunden, und sie haben an ihrer gegenüberliegenden Seite wenigstens je einen über den Umschließungsquerschnitt des Rohrverbinders nach außen vorstehenden, durchbohrten Fortsatz. Die Fortsätze sind paarweise durch die Spannschraubungen gegeneinander verspannt, wobei die Spannschrauben die Fortsätze außerhalb des Umschließungsquerschnitts des Rohrverbinders durchqueren. Mit diesem Rohrverbinder können jedoch keine betriebssicheren Klemmergebnisse erzielt werden.
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In der Druckschrift
DE 19 50 285 A ist eine Vorrichtung zum Befestigen von Teilen an Kunststoff überzogenen Pfosten von quadratischem oder rechteckigen Querschnitt beschrieben. Diese Vorrichtung besitzt einen hohlen Grundkörper aus mehreren umgeformten Blechelementen zum Aufnehmen eines Stangenelements bzw. zum Klemmen eines Stangenelements. Jedoch baut die Vorrichtung aufgrund der Klemmbacken recht kompliziert und ist somit kostenintensiv in der Herstellung.
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In der Druckschrift
US 6,682,253 B2 ist eine aus einem Profilelement gebildete Montageschiene mit einem entlang einer Seite in Längsrichtung des Profilelements verlaufenden Schienenschlitz und mit neben dem Schienenschlitz angeordneten, nach innen gerichteten Stützschenkeln beschrieben. Das Profilelement ist in einem zwischen Randstreifen einer Längsseite gebildeten Schlitzes eines größeren Hohlprofils angeordnet und mit diesem fest verbunden, wobei der Schienenschlitz des Profilelements nach außen gerichtet ist. Konstruktionsbedingt baut diese Montageschiene relativ kompliziert.
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Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein einfach konstruiertes Klemmverbinderelement bereitzustellen, welches zum einen kostengünstiger und materialsparender herstellbar ist und zum anderen eine höhere Klemmsicherheit aufweist als bekannte Klemmverbinderelemente aus dem Stand der Technik. Zudem liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde ein leichtes, gewichtsreduziertes Klemmverbinderelement bereitzustellen.
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Der Grundgedanke der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass der hohle Grundkörper des erfindungsgemäßen Klemmverbinderelements aus einem oder aus mehreren umgeformten Blechelementen ausgestaltet ist, wobei der hohle Grundkörper ein Grundkörperraumvolumen aufweist, welches größer ist als ein Aufnahmebereichshohlraumvolumen des jeweiligen den hohlen Grundkörper durchdringenden Bauteilaufnahmebereichs, der jeweils durch zwei in Axialeinsteckeinrichtung des jeweiligen Bauteils axial voneinander beabstandet angeordnete Klemmflächenbereiche aufgespannt ist, wobei dieser jeweilige Bauteilaufnahmebereich das Aufnahmebereichshohlraumvolumen ist, welches der Bauteilaufnahme bei der Durchführung des Bauteils durch das Klemmverbinderelement dient, und wobei die Klemmflächenbereiche des jeweiligen Bauteilaufnahmebereichs als Materialaussparungen in dem Blechelement oder den mehreren umgeformten Blechelementen ausgestaltet sind. Dies ist vorteilhaft, da sich somit ein Hohlraumvolumen im Innern des Grundkörpers bedingt und das jeweilige Klemmverbinderelement durch eine einfache Blechkonstruktion hergestellt ist.
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Die Umformung des wenigstens einen Blechelements erfolgt erfindungsgemäß mittels Biegeumformung. Somit ist aus dem zunächst planen Halbzeug ein mehrfach gebogenes Blechelement herstellbar, welches dann allein und/oder in Zusammenführung mit anderen erfindungsgemäßen wenigstens einfach, bevorzugt mehrfach, gebogenen Blechelementen zu einem erfindungsgemäßen Klemmverbinderelement zusammensetz- und fixierbar ist.
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Selbstverständlich ist die Umformung des planen Halbzeugs nicht auf die Biegeumformung beschränkt, so dass beispielsweise die Umformung mittels Druck- und/oder Zug- und/oder Schubumformung erfolgt.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind zwei oder mehrere umgeformte Blechelemente ineinander eingreifend angeordnet, um eine umhüllende Außenform des Grundkörperhohlraumvolumens des Grundkörpers auszugestalten. Dies ist vorteilhaft, da so eine Gewichtsreduktion des Grundkörpers bedingt wird. Ferner erweist es sich als vorteilhaft, zwei oder mehr umgeformte Blechelemente, bevorzugt zwei bis fünf, meist bevorzugt zwei bis drei umgeformte Blechelemente ineinander eingreifend anzuordnen, da somit aufwendige geometrische Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Klemmverbinderelements realisierbar sind, ohne das die gewünschte Geometrie aus einem Vollmaterialblock herauszufräsen ist. Je nach erfindungsgemäßer Umformung der Blechelemente sind jegliche geometrische Zusammensetzungen des erfindungsgemäßen Klemmverbinderelements denkbar und realisierbar.
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Bei einer weiteren erfindungsgemäßen vorteilhaften Ausführungsform sind die Bereiche des umgeformten Blechelementes oder der ungeformten Blechelemente stoffschlüssig miteinander zusammengefügt, insbesondere miteinander verschweißt. Vorteilhaft erfolgt die feste Fixierung der zusammengefügten wenigstens einfach, bevorzugt mehrfach, gebogenen Blechelemente aneinander mittels Schweißpunkten, bevorzugt aber mit Schweißnähten entlang der miteinander in Kontakt stehenden umgeformten Kantenbereiche. Hierdurch wird eine besonders hohe Stabilität erzeugt, so dass auch schwere bzw. großformatige Bauteile, welche auch zusätzliches Gewicht aufweisen, stabil und zuverlässig miteinander verbindbar sind. Als Bauteile sind erfindungsgemäß bevorzugt Rund- und/oder Vierkantkörper zu verstehen, welche aus Vollmaterial oder auch hohl ausgebildet sein können.
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Erfindungsgemäß ist unter „umgeformtes Blechelement” das umgeformte, ursprüngliche plane Halbzeug zu verstehen, welches wenigstens einfach gebogen, bevorzugt mehrfach gebogen, weiter verarbeitet wird.
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Unter „Blech” ist erfindungsgemäß ein flaches, metallisches Walzprodukt zu verstehen, dessen Länge bzw. Breite um ein Vielfaches größer ausgebildet ist als dessen Materialstärke.
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Die Zusammenfügung mehrerer umgeformter Blechelemente kann sowohl flächig als auch winkelig erfolgen. Neben dem Verschweißen ist darüber hinaus denkbar, dass die Bereiche des umgeformten Blechelementes oder der umgeformten Blechelemente mittels Hartlöten, Verschrauben, Verkleben bzw. Vernieten, fest aneinander fixierbar sind. Diese Fixierung kann sowohl teilweise als auch vollständig an den miteinander in Kontakt stehenden Kantenbereichen der jeweiligen Blechelemente erfolgen.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist das Klemmelement radial an dem jeweiligen Bauteilaufnahmebereich zwischen zwei in Axial-Einsteckrichtung des jeweiligen Bauteils axial voneinander beabstandeten Klemmflächenbereiche angeordnet ist. Bevorzugt bilden die beiden axial voneinander beabstandeten Klemmflächenbereiche eine durchgängige Öffnung im Grundkörper aus, durch welche das zu verklemmende Bauteil durch den Grundkörper hindurchführbar ist. Erfindungsgemäß weist ein Winkelklemmstückelement insgesamt vier Klemmflächenbereiche auf, welche derart angeordnet sind, dass jeweils zwei Klemmflächenbereiche axial voneinander beabstandet einander gegenüberliegend angeordnet sind und vorteilhaft die gleich geometrische Form aufweisen. Vorteilhaft sind die beiden Klemmflächenbereichpaare radial versetzt zueinander angeordnet, so dass beispielsweise zwei Bauteile in Bezug auf deren Längsrichtung versetzt zueinander klemmbar sind. Je nach Ausführungsform sind darüber hinaus auch mehr als vier Klemmflächenbereiche denkbar, Bevorzugt umfasst das erfindungsgemäße Klemmverbinderelement zwei bis 12, mehr bevorzugt zwei bis sechs Klemmflächenbereiche, welche bevorzugt paarweise voneinander axial beabstandet angeordnet sind.
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Erfindungsgemäß sind die Klemmflächenbereiche bevorzugt rund, rechteckig, dreieckig, polygonal, oval oder dergleichen ausgestaltet. So ist beispielsweise denkbar, dass ein erfindungsgemäßes Klemmverbinderelement, welches aus mehreren umgeformten Blechelementen ausgestaltet ist, einen oder mehrere Klemmflächenbereiche aufweist, welche alle die gleiche geometrische Form aufweisen und/oder welche zueinander verschiedene geometrische Formen, wie beispielsweise rund und polygonal aufweisen.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weisen Klemmflächenbereiche des jeweiligen Bauteilaufnahmebereiches jeweils eine in Axial-Einsteckrichtung verlaufende Klemmflächenbereichbreite auf, welche um ein vielfaches kleiner der Axial-Längserstreckung des jeweiligen Bauteilaufnahmebereichs und/oder gleich der Blechdicke des jeweiligen Blechelements, ist. Dies ist vorteilhaft, da hierdurch eine enorme Materialeinsparung als bisher üblich erzielt werden kann.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist wenigstens ein Klemmelement zumindest teilweise radial in den jeweiligen Bauteilaufnahmebereich hineinragend angeordnet, um das sich in axialer Einsteckrichtung erstreckende Bauteil zumindest teilweise gegenüber dem Klemmflächenbereich radial zur axialen Einsteckrichtung zu klemmen.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das Klemmelement in einem Eckbereich einer als rechteckiges Fensterelement ausgestalteten Materialaussparung an den Grundkörper angeordnet. Dies ist vorteilhaft, da somit ein Eckkantenbereich eines eckig ausgestalteten Bauteils, beispielsweise eines Profilelements, klemmbar ist. Dies erweist sich als besonders vorteilhaft, da das Bauteil durch das Klemmen mit eine Druckkraft beaufschlagt wird, welche in den Eckkantenbereichen eine bessere Kraftableitung erfährt als auf den vergleichbaren Flächenbereichen. Das in ein erfindungsgemäßes Klemmverbinderelement eingeklemmte Bauteil ist somit im Wesentlichen formstabil und deformationsfrei im Bereich der Druckkraftbeaufschlagung.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Grundkörper aus einem blechartigen, planen Halbzeug mit einer Abwicklung hergestellt, bei welchem in dem blechartigen, planen Halbzeug Materialaussparungen zum Ausgestalten von Klemmflächenbereichen zum Klemmen der Bauteile in den Bauteilaufnahmebereichen sowie vorzugsweise auch Gewindelöcher zum Aufnehmen der Klemmelemente und/oder Durchgangsbohrungen zum Aufnehmen von Befestigungselementen angeordnet sind. Erfindungsgemäß weist das Klemmverbinderelement wenigstens ein Klemmelement auf, welches bevorzugt als Schraube oder Imbus ausgebildet ist. Hierdurch kann das Klemmverbinderelement konstruktiv extrem einfach und mit sehr geringem Materialeinsatz hergestellt werden.
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Weitere Vorteile, Ziele und Eigenschaften vorliegender Erfindung werden anhand anliegender Zeichnung und nachfolgender Beschreibung erläutert, in welchen beispielhaft Klemmverbinderelemente mit einem aus einem oder aus mehreren umgeformten Blechelementen ausgestalteten Grundkörper dargestellt und beschrieben sind. In der Zeichnung zeigen:
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1 schematisch eine Aufsicht eines blechartigen, planen Halbzeugs des einzigen Blechelements;
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2 schematisch eine perspektivische Ansicht eines ersten erfindungsgemäßen Klemmverbinderelements in Gestalt eines Flanschklemmstückelements als Biege-Schweiß-Konstruktion mit einem aus einem einzigen mehrfach gebogenen Blechelement hergestellten Grundkörper aus der 1;
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3 schematisch eine perspektivische Ansicht eines zweiten erfindungsgemäßen Klemmverbinderelements in Gestalt eines Fußklemmstückelements als Biege-Schweiß-Konstruktion mit einem aus zwei gebogenen Blechelementen hergestellten Grundkörper;
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4 schematisch eine Aufsicht eines blechartigen, planen Halbzeugs des ersten mehrfach gebogenen Blechelements aus der 3;
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5 schematisch eine perspektivische Ansicht des ersten mehrfach gebogenen Blechelements der zwei Blechelemente aus den 3 und 4;
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6 schematisch eine Aufsicht eines blechartigen, planen Halbzeugs des zweiten einfach gebogenen Blechelements aus der 3;
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7 schematisch eine perspektivische Ansicht des zweiten einfach gebogenen Blechelements der zwei Blechelemente aus den 3 und 6;
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8 schematisch eine perspektivische Ansicht eines dritten erfindungsgemäßen Klemmverbinderelements in Gestalt eines Winkelklemmstückelements als Biege-Schweiß-Konstruktion mit einem aus drei gebogenen Blechelementen hergestellten Grundkörper;
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9 schematisch eine Aufsicht des Winkelklemmstückelements aus der 8;
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10 schematisch eine erste Seitenansicht des Winkelklemmstückelements aus den 8 und 9;
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11 schematisch eine weitere Seitenansicht des Winkelklemmstückelements aus den 8 bis 10;
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12 schematisch eine perspektivische Ansicht des ersten mehrfach gebogenen Blechelements der drei Blechelemente aus den 8 bis 11;
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13 schematisch eine perspektivische Ansicht des zweiten mehrfach gebogenen Blechelements der drei Blechelemente aus den 8 bis 11;
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14 schematisch eine perspektivische Ansicht des dritten mehrfach gebogenen Blechelements der drei Blechelemente aus den 8 bis 11;
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15 schematisch eine Aufsicht eines blechartigen, planen Halbzeugs des ersten mehrfach gebogenen Blechelements aus den 8 bis 12;
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16 schematisch eine Aufsicht eines blechartigen, planen Halbzeugs des zweiten mehrfach gebogenen Blechelements aus den 8 bis 11 und 13;
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17 schematisch eine Aufsicht eines blechartigen, planen Halbzeugs des dritten mehrfach gebogenen Blechelements aus den 8 bis 11 und 14;
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18 schematisch eine perspektivische Ansicht eines mehrfach gebogenen Blechelements eines weiteren erfindungsgemäßen Klemmverbinderelement in Gestalt eines Kreuzklemmstückelements als Biege-Schweiß-Konstruktion mit zwei aus dem mehrfach gebogenen Blechelement hergestellten Grundkörper; und
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19 schematisch eine Aufsicht eines blechartigen, planen Halbzeugs des mehrfach gebogenen Blechelements aus der 18.
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In 1 ist eine schematische Aufsicht eines erfindungsgemäßen blechartigen, planaren Halbzeugs 100a eines einzigen Blechelements dargestellt. Die schematische Aufsicht ist hierbei als Klemmverbinderelement-Netz 100a abgebildet, welches ein Flächenelement 104 umfasst, welche mittig angeordnet ist. Seitlich hierzu schließen sich insgesamt vier Seitenelementflächen 106, 108, 110 und 112 an, wobei die Seitenelementflächen 110, 112 einander gegenüberliegend angeordnet und zueinander spiegelsymmetrisch ausgebildet sind.
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Beide Seitenelementflächen 110, 112 weisen jeweils einen Klemmflächenbereich 114 bzw. 116 auf, welcher erfindungsgemäß als quadratische Materialaussparung ausgebildet ist. An den dem Flächenelement 104 gegenüberliegenden freien Enden der Seitenelementflächen 110 und 112 sind erfindungsgemäß jeweils zwei weitere Materialaussparungen 118a, 118b vorgesehen. Mittels dieser Materialaussparungen 118a, 118b, welche bevorzugt als Durchgangsbohrungen mit oder ohne Innengewinde ausgebildet sind, erfolgt eine Fixierung des erfindungsgemäßen Klemmverbinderelements 100 (nicht gezeigt) an einem weiteren Bauteil (nicht gezeigt). Als weiteres Bauteil ist beispielsweise ein flächenartiges Element wie eine Wand oder auch ein Trennstück oder dergleichen zu verstehen.
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Ferner weist die dritte Seitenelementfläche 108 eine weitere Materialaussparung 120 auf, welche ebenfalls mit oder ohne Innengewinde bereitstellbar ist. Diese Materialaissparung 120 ist derart ausgebildet, dass ein Klemmelement, beispielsweise eine Schraube oder ein Imbus darin eindrehbar ist. In diesem Ausführungsbeispiel weisen die Seitenelementflächen 106 und 108 keine weiteren Materialaussparungen in Form von Klemmflächenbereichen auf.
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Erfindungsgemäß ist das einteilig ausgebildete Halbzeug 100a in 1 plan- und ungeformt ausgebildet. Um zu einem dreidimensionalen erfindungsgemäßen Klemmverbinderelement 100, wie in 2 dargestellt, zu gelangen, bedarf es der erfindungsgemäßen Materialumformung. In den erfindungsgemäßen Materialumformungsverfahren wird das blechartige plane Halbzeug 100a an den gekennzeichneten Kanten 122a bis 122g mittels Biegeumformung umgeformt. Erfindungsgemäß sind hierzu an den vier Ecken der Basisfläche 104 weitere Materialaussparungen 124 vorgesehen, welche zum vereinfachten Umformen sowie zur erhöhten Passgenauigkeit des resultierenden, umgeformten Halbzeugs dienen. Zudem verhindern diese eckigen Materialaussparungen 124 ein Einreißen des Halbzeugs während des Umformungsprozesses. Nach der Umformung erfolgt in einem weiteren Verfahrensschritt die stoffschlüssige Verbindung aneinander angrenzender Kantenbereiche (nicht gezeigt), um das erfindungsgemäße Klemmverbindungselement 100 (nicht gezeigt) zu stabilisieren.
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2 zeigt schließlich das umgeformte erfindungsgemäße Klemmverbinderelement 100 mit einem mehrfach gebogenen Grundkörper aus 1. Das Flächenelement 104 entspricht hierbei der oberen Deckfläche. Erfindungsgemäß sind die durch das Umformen zusammengefügten Kantenbereiche des Klemmverbindungselementes 100 hier stoffschlüssig miteinander verbunden. Dies erfolgt erfindungsgemäß bevorzugt mittels Schweißen, kann jedoch auch mittels Kleben, Hartlöten, Nieten oder auch Verschrauben erfolgen. Die stoffschlüssige Verbindung der Kantenbereiche erfolgt erfindungsgemäß zumindest teilweise punktuell, beispielsweise mittels Schweißpunkten. Bevorzugt erfolgt erfindungsgemäß eine stoffschlüssige Verbindung der Kantenbereiche vollständig, so dass eine besonders hohe physikalische Belastbarkeit des fertigen Klemmverbinderelements 100 sichergestellt werden kann.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Klemmverbinderelements 100 ist erfindungsgemäß eine abgeschrägt ausgebildete Seitenelementfläche 132 vorgesehen, in welcher die Materialaussparung 120 angeordnet ist. Erfindungsgemäß ist die Schräge zwischen senkrecht angeordneter Seitenelementfläche 108 und der Seitenfläche 104 im Winkel φ im Bereich von 110° bis 160°, bevorzugt im Bereich 120° bis 150°, meist bevorzugt 135°, zueinander ausgebildet. Dies ist erfindungsgemäß notwendig, um ein durch die Klemmflächenbereiche 116 und 114 durchgeführtes, rechteckiges Bauteil (nicht gezeigt) in dem erfindungsgemäßen Klemmverbinderelement 100 zu fixieren. Hierzu wird erfindungsgemäß ein Klemmelement 134 in die Materialaussparung 120 eingebracht und in Gewinderichtung eingeschraubt. Hierdurch erfährt das eingeführte Bauteil (nicht gezeigt) eine Kraftbeaufschlagung, mittels welcher eine lösbare Fixierung in dem erfindungsgemäßen Klemmverbinderelement 100 erfolgt. Je nach Ausführung ist denkbar, dass das Klemmelement 134 an der gemeinsamen Kontaktfläche mit dem eingeführten Bauteil (nicht gezeigt) ein pufferartiges Element, wie beispielsweise einen elastischen Kunststoff aufweist, welcher eine Bauteildeformierung durch Kraftbeaufschlagung verhindert und zugleich eine kraftschlüssige Fixierung ermöglicht.
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Weiterhin erfindungsgemäß sind die Seitenflächeelemente 106 und 108 in ihrer vertikalen Ausdehnung kürzer ausgebildet als die beiden einander gegenüberliegenden Seitenflächenelemente 114 und 116. Dies gewährleistet, dass das erfindungsgemäße Klemmverbinderelement 100, welches hier als Flanschklemmstück ausgebildet ist, über die Materialaussparung 118a und 118b an einem weiteren Bauteil, wie beispielsweise einer Wand, anschraubbar ist.
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Durch die erfindungsgemäße Biegeumformung des blechartigen, planen Halbzeugs 100a 1. wird, wie in 2 dargestellt, ein mehrfach gebogenen, dreidimensionaler Grundkörper geformt, welcher einen innenliegenden Hohlraum ausweist, der durch die Wandung des erfindungsgemäßen Klemmverbinderelements 100 begrenzt bzw. bedingt wird. Die Klemmflächenbereiche 114 und 116 sind aneinander gegenüberliegend, axial voneinander beabstandet angeordnet und spannen einen Bauteilaufnahmebereich (nicht gezeigt) auf. Dieser Bauteilaufnahmebereich ist als Aufnahmebereichshohlraumvolumen zu verstehen und dient der Bauteilaufnahme bei der Durchführung des Bauteils durch das erfindungsgemäße Klemmverbinderelement.
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Erfindungsgemäß erweist sich die schräge Anordnung der Seitenelementfläche 132 als besonders vorteilhaft, da das in dem Bauteilaufnahmebereich eingeführte Bauteil (nicht gezeigt) somit eine schräg auf den Eckkantenbereich wirkenden Kraftbeaufschlagung zu dessen Fixierung erfährt, wobei die Kraftbeaufschlagung hierbei diagonal innerhalb der Querschnittsfläche wirkt. Der Eckkantenbereich eines rechteckigen Bauteils erweist sich bei Kraftbeaufschlagung als verformungsstabiler als die daran angeordneten Flächenbereiche. Somit ist das rechteckige Bauteil (nicht gezeigt) durch Kraftbeaufschlagung, hier mittels Verschraubung, im Wesentlichen deformierungsfrei und/oder formstabil in dem erfindungsgemäßen Klemmverbinderelement 100 lösbar fixierbar.
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3 zeigt eine schematische, perspektivische Ansicht eines weiteren erfindungsgemäßen Klemmverbinderelements 200 in Gestalt eines Fußklemmstücks als Biege-Schweiß-Konstruktion. Das Flächenelement 204 entspricht der oberen Deckfläche. Erfindungsgemäß sind die zusammengefügten Kantenbereiche stoffschlüssig miteinander verbunden, bevorzugt miteinander verschweißt.
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In 4 ist die schematische Aufsicht eines ersten blechartigen, planaren Halbzeugs 200a im ungeformten Zustand als Netz abgebildet. Das erste Halbzeug 200a weist ein Flächenelement 204 auf, an dessen Kanten 222a bis 222d jeweils ein Seitenflächenelement 206, 208, 210 und 212 angeordnet ist. Die beiden Seitenflächenelemente 210 und 212 weisen zusätzlich an ihren jeweiligen freien Ende Materialaussparungen 218a und 218b auf, mittels welchen eine Befestigung des erfindungsgemäßen Klemmverbinderelements (nicht gezeigt) an einem weiteren Bauteil (nicht gezeigt) anordbar ist. Erfindungsgemäß weist in diesem Ausführungsbeispiel das Flächenelement 204 einen eckigen, bevorzugt quadratischen, Klemmflächenbereich 214 auf. Mit der Umformung des ersten blechartigen, planen Halbzeugs 200a entlang der Kanten 222a bis 222f wird das mehrfach gebogene, umgeformte Blechelement 250a in 5 erhalten.
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Erfindungsgemäß weist das in 5 dargestellte umgeformte Blechelement 250a eine weitere Materialaussparung 252 auf, welche als rechteckiges Fensterelement an dem Grundkörper angeordnet ist. Erfindungsgemäß ist diese Materialaussparung 252 bevorzugt radial um 45° versetzt bezüglich der Seitenflächenelemente 208, 212 angeordnet, so dass diese Materialaussparung 252 in diesem Ausführungsbeispiel eine Schräge bedingt. Erfindungsgemäß ist das umgeformte Blechelement 250a an der dem Flächenelement 204 gegenüberliegenden Fläche offen ausgebildet.
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In 6 ist die schematische Aufsicht eines weiteren blechartigen, planen Halbzeugs 200b dargestellt, welches eine eckige Grundfläche 254 umfasst. An dieser Grundfläche 254 ist eine hierzu schräg angeordnete laschenartige Materialverlängerung 258 vorgesehen. Erfindungsgemäß ist diese laschenartige Materialverlängerung 258 in Bezug auf den Klemmflächenbereich 260, welcher bevorzugt eckig, meist bevorzugt quadratisch ausgebildet ist, radial versetzt vorgesehen. Erfindungsgemäß weist die laschenartige Materialverlängerung 258 eine Materialaussparung 220 auf, welche mit oder ohne Innengewinde vorsehbar ist zur Durchführung wenigstens eines Klemmelementes (nicht gezeigt) geeignet ist.
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7 zeigt das in 6 dargestellte plane Halbzeug 200b nach der erfindungsgemäßen Biegeumformung. Die laschenartige Materialverlängerung 258 wurde vertikal nach oben ausgerichtet. Die gemeinsame Kontaktfläche 259 der laschenartigen Materialverlängerung 258 mit der Grundfläche 254 bedingt jeweils einen Winkel α von bevorzugt 110° bis 160°, meist bevorzugt einen Winkel α von 120° bis 150°. Hierdurch wird eine schräge Anordnung der laschenartigen Materialverlängerung 258 bedingt.
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Bei der Zusammenführung der umgeformten Blechelemente 250a und 250b (5; 7) ergibt sich, das in 3 dargestellte, erfindungsgemäße Klemmverbinderelement 200. Hierbei ist das umgeformte Blechelement 250b an der Unterseite angeordnet. Die laschenartige Materialverlängerung 258 ist passgenau in der Materialaussparung 252 des umgeformten Blechelementes 250a einpassbar. Nach dem erfolgreichen Zusammensetzen der umgeformten Blechelemente 250a und 250b werden die zusammengefügten Kantenbereiche stoffschlüssig miteinander verbunden, insbesondere miteinander verschweißt, so dass ein einziges erfindungsgemäßes Klemmverbinderelement 200 entsteht, welches als Fußklemmstück ausgebildet ist. Dieses weist einen ersten Klemmflächenbereich 214 und einen zweiten Klemmflächenbereich 260 auf, welche in Axial-Einsteckrichtung A voneinander beabstandet, bevorzugt parallel zueinander, angeordnet sind. Erfindungsgemäß weist das Klemmverbinderelement 200 ein innenliegendes Hohlraumvolumen auf, welches größer ausgebildet ist als das Aufnahmebereichvolumen, welches durch die beiden Klemmflächenbereiche 214 und 260 aufgespannt wird.
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Das Klemmelement 234 ist in diesem Ausführungsbeispiel als Schraube ausgebildet, welche ein eingeführtes Bauteil (nicht gezeigt) beispielsweise ein Vierkantrohr, an wenigstens einer Kante mit einer Druckkraft beaufschlagt, um so dessen Fixierung in dem erfindungsgemäßen Klemmverbinderelement 200 bedingt. Erfindungsgemäß kann eine derartige Fixierung eines Bauteils auch mit mehreren Klemmelementen 234 vorgesehen sein.
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In 8 bis 11 sind unterschiedliche räumliche Ansichten eines weiteren erfindungsgemäßen Klemmverbinderelements 300, bevorzugt eines Winkelklemmstückelements dargestellt. Dieses erfindungsgemäße Klemmverbinderelement 300 umfasst insgesamt drei erfindungsgemäße, umgeformte, mehrfach gebogene Blechelemente 350a (12), 350b (13) sowie 350c (14).
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In 15 ist das erste blechartige, planes Halbzeug 300a dargestellt, welches dem ersten mehrfach gebogenen Blechelement 350a aus 12 entspricht. Das Halbzeug 300a umfasst ein Flächenelement 304, welches einen Klemmflächenbereich 314 umfasst. Dieser Klemmflächenbereich 314 ist eckig, bevorzugt quadratisch, ausgebildet. Das Flächenelement 304 umfasst zudem einen abgeschrägten Kantenbereich 362.
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Ferner ist eine weitere Materialaussparung 364 als rechteckiges Fensterelement vorgesehen. Durch die Umformung dieses planen Halbzeuges 300a entlang der Kanten 322a und 322b, welche bevorzugt als Biegekanten ausgebildet sind, wird letztlich das umgeformte Blechelement 350a aus 12 erhalten. Gleiche Bezugszeichen wie in 15 werden hiermit nicht erneut erklärt.
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16 zeigt ein weiteres blechartiges, planes Halbzeug 300b im ungeformten Zustand. Dieses Halbzeug 300b umfasst zwei Klemmflächenbereiche 360 und 368, wobei das Halbzeug 300b, gemäß diesem Ausführungsbeispiel, umfangseitig drei abgeschrägte Kantenbereiche 370a bis 370c aufweist. Nach dem Umformungsschritt entlang der Kanten 322c und 322d wird das umgeformte Blechelement 350b aus 13 erhalten. Erfindungsgemäß sind hierbei die Klemmflächenbereiche 360 und 368 zueinander senkrecht angeordnet.
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17 zeigt das dritte blechartige, plane Halbzeug 300c, welches eine Grundfläche 372 umfasst, in welcher ein eckiger Klemmflächenbereich 374, welcher bevorzugt quadratisch ausgebildet ist, angeordnet ist. Erfindungsgemäß weist das Halbzeug 300c eine laschenartige Materialverlängerung 358 auf, welche sich in einen Winkel β erstreckt, wobei β im Bereich von 110° bis 160°, bevorzugt in einem Bereich von 120° bis 150° ausgebildet ist. Nach dem Umformschritt entlang der Kanten 300b bis 300g wird aus dem Halbzeug 300c das in 14 dargestellte umgeformte Blechelement 350c.
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Durch das Zusammensetzung der in 12 bis 14 dargestellten umgeformten, mehrfach gebogenen Blechelemente 350a, 350b und 350c resultiert als erfindungsgemäße Klemmverbinderelement 300, wie in den 8 bis 11 dargestellt. 8 zeigt eine räumliche Darstellung des erfindungsgemäßen Klemmverbindungselementes 300, in welchem die Kanten der miteinander zusammengefügten Kantenbereiche der einzelnen umgeformten Blechelemente 350a bis 350c stoffschlüssig miteinander verbunden sind, insbesondere mittels Verschweißen. Somit resultiert ein stabiles Klemmverbindungselement 300, welches einen innenliegenden Hohlraum aufweist.
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Erfindungsgemäß sind im zusammengesetzten Zustand die Klemmflächenbereiche 314 und 360 sowie die Klemmflächenbereiche 374 und 368 axial voneinander beabstandet und somit einander gegenüberliegend angeordnet. Erfindungsgemäß ist somit ein erstes Bauteil (nicht gezeigt) durch die Klemmflächenbereiche 314 und 360 durchführbar und ein zweites Bauteil durch die Klemmflächenbereiche 374 und 368 durchführbar. Die Bauteile sind bevorzugt erfindungsgemäß als Vierkantbauteile bzw. Vierkantrohre vorgesehen. Durch die versetzt zueinander angeordnete Ausrichtung der durch die Klemmflächenbereiche 314, 360 sowie 368, 374 durchgeführten Bauteile können diese mittels zwei Klemmelementen 334a, 334b lösbar fixiert werden.
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In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt 18 ein weiteres blechartiges planes Halbzeug 400a, welches zwei Seitenflächenelemente 410, 412 umfasst. Beide Seitenflächenelemente 410, 412 stehen über ein Stegelement 413 miteinander in fester, dauerhafter Verbindung. Das Stegelement 413 weist zudem eine Materialaussparung 420 auf, welche mit oder auch ohne Innengewinde vorgesehen sein kann. Beide Seitenflächenelemente 410 und 412 weisen jeweils einen Klemmflächenbereich 414 bzw. 416 auf, welcher eckig, bevorzugt quadratisch ausgebildet ist. Nach Umformung entlang der Kanten 422a bis 422c bedingt sich ein umgeformtes Blechelement 450, wie in 19 dargestellt. Diese Blechelement 450 ist in diesem Ausführungsbeispiel bevorzugt ein Kreuzklemmstückelement 400. Die Klemmflächenbereiche 414 und 416 sind einander gegenüberliegend, bevorzugt parallel, angeordnet und zugleich axial voneinander beabstandet. Das Stegelement 413 ist nach der Umformung bevorzugt als schräge Fläche angeordnet.
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Sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich beansprucht, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- erfindungsgemäßes Klemmverbinderelement
- 100a
- blechartiges, planes Halbzeug
- 104
- Flächenelement
- 106, 108, 110, 112
- Seitenflächenelement
- 114, 116
- Klemmflächenbereich
- 118a, 118b
- Materialaussparung
- 120
- weitere Materialaussparung
- 122a–122g
- Kanten
- 124
- weitere Materialaussparung
- 132
- schräge Seitenelementfläche
- 134
- Klemmelement/Halterungselement
- 200
- erfindungsgemäßes Klemmverbinderelement
- 200a, 200b
- blechartiges, planes Halbzeug
- 204
- Flächenelement
- 206, 208, 210, 212
- Seitenflächenelement
- 214
- Klemmflächenbereich
- 218a, 218b
- Materialaussparung
- 222a–222f
- Kanten
- 234
- Klemmelement/Halterungselement
- 250a, 250b
- umgeformtes Blechelement
- 252
- weitere Materialaussparung
- 254
- Grundfläche
- 256
- Kantenbereich
- 258
- laschenartige Materialverlängerung
- 260
- Klemmflächenbereich
- 300
- erfindungsgemäßes Klemmverbinderelement
- 300a, 300b, 300c
- blechartiges, planes Halbzeug
- 304
- Flächenelement
- 314, 360, 368, 374
- Klemmflächenbereich
- 320a, 320b
- Materialaussparung
- 322a–322f
- Kanten
- 334a, 334b
- Klemmelement/Halterungselement
- 350a–350c
- umgeformtes Blechelement
- 358
- laschenartige Materialverlängerung
- 364
- rechteckige Materialaussparung
- 370a–370c
- abgeschrägte Kantenbereiche
- 400
- erfindungsgemäßes Klemmverbinderelement
- 400a
- blechartiges, planes Halbzeug
- 410, 412
- Seitenflächenelement
- 413
- Stegelement
- 414, 416
- Klemmflächenbereich
- 420
- Materialaussparung
- 422a, 422b, 422c
- Kanten
