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Technisches Umfeld
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Die Erfindung betrifft eine Steckvorrichtung zur lösbaren Koppelung zweier im verbundenen Zustand winklig zueinander angeordneten plattenförmigen Bauteile aus Holz oder Kunststoff, die aus einem in jedem Bauteil von der Außenkante nach innen sich erstreckenden nutförmigen Schlitz besteht, wobei die Schlitze beim Koppelvorgang der Bauteile ineinander gesteckt werden.
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Stand der Technik
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Stecksysteme der eingangs geschilderten gattungsgemäßen Art sind seit langem aus dem Stand der Technik bekannt. Sie werden vorrangig eingesetzt, um Möbelteile zusammenzustecken, woraus sich dann Sitzmöbel oder Regale formen lassen. In flächige Bauteile werden dabei nutförmige Schlitze eingebracht, deren Breite in der Regel der Dicke der flächigen Möbelteile entspricht. So kann man beispielsweise zwei identische Bauteile, die mit entsprechenden Schlitzen versehen sind, durch Zusammenstecken zu einem kreuzförmigen Unterteil für einen Hocker zusammenfügen, wobei der Hocker ergänzend noch mit einer Sitzplatte ausgestattet wird.
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Beispielsweise ist aus der
DE 2 933 748 A1 ein Vorschlag bekannt, nach dem ein kastenförmiges Gestell durch kreuzweises Stecken geschlitzter Teile erzeugt wird. Der kastenförmige Möbelkorpus wird mit einer geneigt angeordneten Rücklehne komplettiert, wobei die Schlitzverbindungen für die Rückenlehne in die Seitenteile schräg eingebracht sind. Das Möbelstück wird ergänzt durch eine Stoffbespannung, die frei hängend die Sitzfläche ausbildet.
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Es ist ebenfalls bekannt, zusammengesteckte Bauteile in Schlitzen oder anders gearteten Durchbrüchen dadurch zu verspannen, dass sie mit seitlichen Kräften beaufschlagt werden. Die
DE 20 2011 104 735 U1 zeigt hierzu ein Beispiel für ein kreuzweise gestecktes und die
DE 20 2006 009 842 U1 für ein Möbelstück, bei dem mehrere Teile durch eine Ausnehmung gesteckt sind.
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Steckverbindungen können dabei durch entsprechend enge Passungen der nutförmigen Schlitze gesichert werden. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, Teile in Ausnehmungen einzustecken und auf der anderen Plattenseite durch Keile zu sichern. Ein Beispiel hierfür zeigt die
DE 10 2008 006 460 A1 .
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Darüber hinaus ist aus der
US 5 910 038 A eine Steckvorrichtung mit den im gattungsbildenden Teil des Hauptanspruches bekannt. Zusätzlich zu diesen Merkmalen ist hier an einer Schlitzwandung des ersten Bauteiles eine in den Innenraum vorstehende Rastnase angeordnet, die in einer an einer Flachseite des zweiten Bauteiles in der Verlängerung des darin befindlichen Schlitzes angeordnete Vertiefung eingreift.
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Natürlich ist es denkbar, die aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen nicht nur im Möbelbau einzusetzen, sondern darüber hinaus gegebenenfalls größere Bauteile im Rahmen eines Stecksystems zu hausartigen Bauwerken mit einer entsprechenden Fachwerkstruktur zusammenzufügen.
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Bekannte Lösungen haben gegenüber herkömmlichen Befestigungstechniken wie Verschraubungen, Verklebungen und dergleichen den Vorteil, dass die mittels der Stecksysteme zusammengefügten Bauelemente nur aus einem Material, nämlich vorrangig Holz bestehen, so dass sie für bestimmte Personenkreise, die die Verwendung bestimmter (Metall-)Materialien im Hausbau oder Möbelbau ablehnen, besonders interessant sind.
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Gegebenenfalls kann beim Zusammenstecken der Bauteile auf zusätzliches Werkzeug, wie Schraubendreher, verzichtet werden. Die dauerhafte Fixierung der miteinander durch das Stecksystem verbundenen Bauteile stellt im Zusammenhang mit den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen ein Problem dar, welches wie oben bereits erwähnt, beispielsweise durch Keilhilfsmittel als Bestandteil der Steckverbindungen gelöst wird. Darüber hinaus ist natürlich die Herstellung der Bauteile mit den entsprechenden nutförmigen Schlitzen durch entsprechende Präzisionswerkzeuge notwendig, wenn die zur dauerhaften Fixierung notwendigen Passungen eingehalten werden sollen.
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Aufgabe der Erfindung
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Ausgehend von den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen ist es Aufgabe der Erfindung, eine Steckvorrichtung der eingangs geschilderten gattungsgemäßen Art so weiter zu entwickeln, dass sie mit einfachen Mitteln herstellbar ist, ohne auf erhöhte Toleranzanforderungen achten zu müssen. Darüber hinaus soll auf zusätzliche Elemente zur Fixierung der miteinander verbundenen Bauteile verzichtet werden können. Die Steckvorrichtung soll dabei so ausgebildet werden, dass sich mit ihr sowohl kleinere Teile verbinden lassen, als auch größere Bauteile, die dann zum Aufbau von beispielsweise Blockhäusern dienen können.
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Lösung der Aufgabe
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Die gestellte Aufgabe wird in Zusammenschau mit den gattungsbildenden Merkmalen für eine erfindungsgemäße Steckvorrichtung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 dargelegte Merkmalskombination gelöst.
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Erfindungswesentlich dabei ist es, dass an einer Schlitzwandung des ersten Bauteiles eine in den Innenraum des Schlitzes vorstehende Rastnase angeordnet ist, die in eine an einer Flachseite des zweiten Bauteiles in der Verlängerung des darin befindlichen Schlitzes angeordnete Vertiefung eingreift, wobei sich benachbart der Rastnase eine längliche, parallel zur Schlitzwandung angeordnete, von einer Flachseite zur gegenüberliegenden Flachseite reichende Ausnehmung befindet, so dass die Haltenase beim Steckvorgang der Bauteile durch eine Verkleinerung der Breite der benachbarten Ausnehmung infolge der Elastizität des Bauteilmaterials eine Bewegung senkrecht zur Mittelachse des nutförmigen Schlitzes ausführen kann.
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Die Ausgestaltung der Erfindung bedeutet, dass ohne zusätzliche Bauteile allein durch die an einem Bauteil angeordnete Rastnase, die in eine korrespondierende Vertiefung am anderen Bauteil eingreift, eine dauerhafte Fixierung der Bauteile aneinander herbeigeführt werden kann. Die Rastnase ist dabei durch die benachbarte längliche, parallel zur Schlitzwandung angeordnete Ausnehmung und infolge der Elastizität des Holzmaterials bzw. entsprechend geeigneter Kunststoffmaterialien während des Fügevorgangs der beiden Bauteile in gewissen Grenzen beweglich, so dass sie die Möglichkeit hat, aufgrund ihrer Beweglichkeit in die für die Rastnase vorgesehene Vertiefung einzufädeln und dort nach der elastischen Verformung wieder in ihre ursprüngliche Stellung zurückzukehren, in der sich die Rastnase dann innerhalb der Vertiefung befindet.
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Besondere Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich zusammen mit der erfindungsgemäßen Lehre des Anspruches 1 durch die Merkmalskombinationen der auf den Hauptanspruch rückbezogenen Unteransprüche.
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Es hat sich insbesondere als vorteilhaft erwiesen, die zum Eingriff der Rastnase im zweiten Bauteil vorhandenen Vertiefungen als von einer Flachseite zur anderen Flachseite durchgehende, rechteckige Aussparung auszubilden. Diese Aussparung lässt sich mittels einfacher Sägevorgänge im Material problemlos, kostengünstig, zeitsparend und mit der notwendigen Präzision einbringen.
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Ebenfalls einfach herstellbar ist die für die Elastizität und Beweglichkeit der Rastnase verantwortliche, parallel zur Schlitzwandung angeordnete Ausnehmung, wenn sie als Langloch ausgestaltet ist, dessen Längserstreckung der Tiefe des benachbarten Schlitzes entspricht. Die Längenausdehnung erhöht in diesem Zusammenhang die Beweglichkeit der benachbart angeordneten Rastnase.
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Darüber hinaus kann es vorteilhaft sein, die Rastnase aus zwei Kurvenprofilen unterschiedlicher Steigung aufzubauen. Die Formgebung der Rastnase ist dabei maßgeblich für den Kraftaufwand, der beim Zusammenstecken oder Lösen der zu verbindenden Bauteile aufzubringen ist. Die Gestaltung der Außenkontur mit unterschiedlichen Kurvenprofilen erlaubt es, die Kräfte zum Zusammenfügen der Bauteile geringer zu halten als sie beim Lösen der Bauteile voneinander notwendig sind. Aus der entsprechenden Anforderung ergibt sich eine asymetrische Form der Außenkontur der Rastnase.
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Entsprechend einer zweckmäßigen Weiterbildung ist das den Nutgrund des Schlitzes im ersten Bauteil zugewandte Kurvenprofil mit einer größeren Steigung versehen als das der Schlitzöffnung zugewandte andere Kurvenprofil. Der Verbindungspunkt als Scheitelpunkt der beiden Kurvenprofile liegt dabei im Bereich von ca. 20 % bis 40 % der Gesamtlänge der Rastnase und ist dem Nutgrund des Schlitzes näher liegend angeordnet.
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Hinsichtlich der Ausgestaltung der Steckvorrichtung hat es sich darüber hinaus als vorteilhaft erwiesen, wenn an den gegenüberliegenden Seitenwandungen der Schlitze in beiden Bauteilen jeweils beabstandet zueinander mindestens zwei zum Innenraum des Schlitzes vorstehende Erhebungen angeordnet sind. Diese Erhebungen sind kleine flache Radien, die in den Innenraum des jeweiligen Schlitzes hineinragen. Es entstehen also Anlagepunkte für das in den Schlitz eingeschobene jeweils andere Bauteil. Diese Anlagepunkte dienen dazu, Toleranzen der Materialdicke des eingeschobenen Bauteiles auszugleichen.
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Natürlich besteht die Möglichkeit, einen Toleranzausgleich dadurch herbeizuführen, dass der Schlitz etwas schmaler ausgeführt wird als die Materialstärke des eingeschobenen anderen plattenförmigen Bauteiles. Das hat den Vorteil, dass die Bauteile fest ineinander stecken und sich nicht bewegen lassen.
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Um den entsprechenden Effekt des Materialtoleranzausgleiches besser kontrollieren zu können, hat sich aber gezeigt, dass anstelle eines insgesamt schmaleren Schlitzes die Erhebungen nur an einzelnen Stellen angeordnet werden und durch die viel kleinere Oberfläche der Erhebungen ein leichteres Einschieben mit geringeren Reibungswiderständen stattfinden kann.
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Darüber hinaus besteht der Vorteil, dass die kleineren Oberflächen der Erhebungen sich leichter nach mehrfachem Ineinanderschieben der zu verbindenden Bauteile der Materialstärke des gegenüberliegenden Bauteiles anpassen, da sie sich leichter abreiben und gegebenenfalls quetschen lassen. Durch den Einsatz der Erhebungen entsteht, wie oben bereits erwähnt, eine relativ kleine Reibungsfläche, die gegenüber einer Ausbildung ohne Erhebungen keinen entsprechenden Widerstand beim Öffnen und Schließen der Verbindung hervorruft. Die Bauteile lassen sich somit deutlich einfacher miteinander verbinden oder lösen als dies beispielsweise bei einem insgesamt engen Schlitz zum Toleranzausgleich der Fall wäre, der eine entsprechend große Reibungsfläche mit einem gegenüber der erfindungsgemäßen Lösung enormen Widerstand beim Öffnen und Schließen hervorrufen würde.
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Die Erhebungen von den beiden Seitenwandungen sind entsprechend einer zweckmäßigen Weiterbildung sich gegenüberliegend ausgebildet, wobei sie vorzugsweise im Bereich der Eingangsöffnung des Schlitzes und an dessen Ende angeordnet werden. Die Höhe der Erhebungen liegt dabei im Bereich von 0,1 - 0,5 mm.
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Die erfindungsgemäße Steckvorrichtung sieht vor, an einer Schlitzwandung des ersten Bauteiles eine vorstehende Rastnase auszubilden. Natürlich ist es denkbar, die beschriebene Rastnase an beiden Seitenwandungen des Schlitzes anzuordnen, um dadurch die Festigkeit der Verbindung im zusammengebauten Zustand zusätzlich zu erhöhen. Zwingend notwendig ist bei entsprechender fertigungstechnisch korrekter Ausbildung der Steckvorrichtung eine derartige doppelte Rastnasenausbildung nicht.
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Zusätzlich möglich ist auch eine Ausgestaltung, in der in beiden Bauteilen 1 und 2 jeweils eine Vertiefung 8 vorhanden ist, die beiden Bauteile somit identisch gestaltet sind.
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Figurenliste
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der erfindungsgemäßen Steckvorrichtung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
- 1 eine Draufsicht auf die zu verbindenden Bauteile 1 und 2 vor dem Zusammenfügen
- 2 eine perspektivische Darstellung der zu verbindenden Bauteile 1 und 2 vor dem Zusammenfügen
- 3 die Bauteile 1 und 2 während des Koppelungsvorganges und
- 4 die mittels der erfindungsgemäßen Steckvorrichtung miteinander verbundenen Bauteile 1 und 2
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Die erfindungsgemäße Steckvorrichtung zur lösbaren Koppelung zweier im verbundenen Zustand rechtwinklig zueinander angeordneten plattenförmigen Bauteile aus Holz oder Kunststoff wird nachfolgend beispielhaft anhand von zwei plattenförmigen Bauteilen 1 und 2 beschrieben. Die Bauteile 1 und 2 stehen exemplarisch für Elemente, die natürlich eine andere Gestalt aufweisen können als die im wesentlich mit quadratischer Grundrissausdehnung in den Figuren abgebildeten Bauteilen 1 und 2.
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Beispielsweise können die Bauteile auch lattenförmige Gestalt aufweisen, wobei mittels derartig ausgebildeter Elemente Fachwerkkonstruktionen erstellt werden können.
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Wie aus der 1 ersichtlich ist, besitzen beide Bauteile 1 und 2 jeweils einen sich von der Außenkante jedes Bauteils nach innen erstreckenden nutförmigen Schlitz 3 bzw. 4. Die genannten Schlitze 3 und 4 werden beim Koppelvorgang der Bauteile 1 und 2, wie dies in den 2 bis 4 zu sehen ist, ineinander geführt, bis sie sich mittels der erfindungsgemäßen Steckvorrichtung miteinander verrasten.
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Der Schlitz 3 des Bauteiles 1 besitzt erfindungsgemäß an seiner Schlitzwandung 5 eine in den Innenraum 6 des Schlitzes 3 hineinragende Rastnase 7. Die Rastnase 7 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel lediglich an einer Seite des Schlitzes 3 ausgebildet. Selbstverständlich ist es möglich, eine identische Rastnase an der gegenüberliegenden Seite des Schlitzes 3 zusätzlich auszubilden, um die nach dem Zusammenbau der Bauteile 1 und 2 wirkenden Haltekräfte zu erhöhen.
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Benachbart der Rastnase 7 befindet sich eine längliche, parallel zur Schlitzwandung 5 angeordnete, von einer Flachseite des Bauteiles 1 durchgehend zur gegenüberliegenden Flachseite reichende Ausnehmung 9. Die Ausnehmung 9 ist so dimensioniert, dass durch sie eine gewisse materialbedingte Beweglichkeit der Rastnase 7 herbeigeführt werden kann. Die Rastnase 7 ist somit entsprechend dem Pfeil P in 1 elastisch beweglich.
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Im Bauteil 2 ist neben dem Schlitz 4 in seiner Verlängerung zum Inneren hin eine Vertiefung 8 eingebracht. Die Vertiefung 8 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als im Wesentlichen rechtwinklige, von einer Flachseite zur gegenüberliegenden Flachseite durchgängig ausgebildete Ausnehmung gestaltet. In diese Vertiefung 8 greift im zusammengebauten Zustand der Bauteile 1 und 2 die am Bauteil 1 vorhandene Rastnase 7 ein. Nähere Einzelheiten ergeben sich aus den 2, 3 und 4 und werden nachfolgend näher erläutert.
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Als Besonderheit der erfindungsgemäßen Steckvorrichtung ist in der 1 zu sehen, dass die Seitenwandungen der Schlitze 3 und 4 in den Bauteilen 1 und 2 jeweils mit vier Erhebungen 16 versehen sind. Die Erhebungen 16 sind an beiden Schlitzwandungen jeweils gegenüberliegend angeordnet und befinden sich zum einen im Bereich der Schlitzöffnung 14 und zum anderen am Boden des Schlitzes im Bereich des Nutgrundes 13. Die Erhebungen weisen eine zum Innenraum 6 vorstehende Höhe im Bereich von 0,1 - 0,5 mm auf und dienen als Anlagepunkte für die Flachseiten des Bauteiles 2. Sie erleichtern durch die Tatsache, dass die Flachseiten nur im Bereich der Erhebungen 16 mit dem Bauteil 1 in Verbindung stehen, das Einschieben des Bauteiles 2 in den Schlitz 3 des Bauteiles 1, wie dies in der 2 dargestellt ist.
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Das Ineinanderschieben erfolgt dergestalt, dass die Bauteile 1 und 2 zum Einschiebevorgang rechtwinklig zueinander platziert werden und dann ineinandergeschoben werden. Die 2 zeigt hierbei die Stellung der Bauteile 1 und 2 vor dem Koppelvorgang. Während des Ineinanderschiebens, wie es in der 3 dargestellt ist, wird die Rastnase 7 bedingt durch die vorhandene Ausnehmung 9 verschoben, so dass das Bauteil 2 in den Schlitz gleiten kann. Das Verschieben der Rastnase 7 erfolgt infolge der Elastizität des Holzwerkstoffes, aus dem die Bauteile 1 und 2 gefertigt sind. Analog kann natürlich auch ein Kunststoffmaterial für die erfindungsgemäße Steckvorrichtung verwendet werden. Wie aus der 3 ersichtlich ist, verkleinert sich die Breite der Ausnehmung 9 während des Kopplungsvorganges zwischen den Bauteilen 1 und 2.
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Sind die Bauteile 1 und 2 in ihrer Endposition zueinander angekommen, wie dies die 4 zeigt, so bewegt sich die Rastnase 7 aufgrund der Elastizität des Materials wieder in ihre ursprüngliche Position zurück, wie sie in den 1 und 2 dargestellt ist.
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Diese Rückbewegung wird dadurch ermöglicht, dass in der endgültigen Kopplungsposition der Bauteile 1 und 2 die Rastnase 7 in die Vertiefung 8 am Bauteil 2 eingreifen kann. Es findet somit eine Anlage der Rastnase 7 innerhalb der Vertiefung 8 sowie der Flachseiten des Bauteiles 2 sowie des Bauteiles 1 an den jeweiligen Erhebungen 16 innerhalb der Schlitze 3 und 4 statt. Die Erhebungen 16 dienen zum einen dazu, wie bereits oben erwähnt, den Zusammenfügeprozess durch die Herabsetzung der Reibungskräfte innerhalb der Schlitze 3 und 4 herabzusetzen. Darüber hinaus können die Erhebungen 16 auch Dickentoleranzen der Bauteile 1 und 2 in gewissen Grenzen ausgleichen.
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Wie aus den 1, 2 und 3 hervorgeht, besitzt die Rastnase 7 keine symetrische Gestalt, sondern ist aus zwei Kurvenprofilen 11 und 12 aufgebaut, die im Scheitelpunkt 15 ineinander übergehen. Diese besondere Gestaltung in Verbindung mit der entsprechenden Ausbildung der Kurvenprofile bewirkt, dass der Einschiebevorgang des Bauteiles 2 in den Schlitz 3 des Bauteiles 1 mit einem relativ geringen Kraftaufwand vonstatten gehen kann.
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Gegenüber der Kraft, die zum Verbindung der Bauteile 1 und 2 notwendig ist, sind die Lösekräfte, die zum Auseinanderziehen der Bauteile 1 und 2 gebraucht werden, erhöht. Diese Tatsache ergibt sich dadurch, dass - wie insbesondere aus den 1, 2 und 3 ersichtlich - das Kurvenprofil 11, welches dem Nutgrund 13 des Schlitzes 3 zugewandt ist, eine größere Steigung aufweist, als das jenseits des Scheitelpunktes 15 befindliche Kurvenprofil 12.
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Der Scheitelpunkt 15 als Verbindungspunkt zwischen den beiden Kurvenprofilen 11 und 12 befindet sich im dargestellten Ausführungsbeispiel betrachtet zur Gesamtlänge der Rastnase 7 ca. 30 % dem Nutgrund 13 des Schlitzes 3 näher zugewandt als der Schlitzöffnung 14. Allgemein kann der Scheitelpunkt 15 im Bereich von 20 bis 40 % der Gesamtlänge der Rastnase 7 angeordnet werden, wodurch sich die notwendigen Kräfte zum Lösen und Verbinden der Bauteile 1 und 2 bestimmten Erfordernissen anpassen lassen.
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Sollen die notwendigen Kräfte zum Verbindung und Lösen der Bauteile 1 und 2 gleich sein, so wird der Scheitelpunkt 15 in der Mitte der Außenkontur der Rastnase 7 angeordnet. Darüber hinaus besitzen die Kurvenprofile 11 und 12 dann die gleiche Steigung und sind in Bezug auf den Scheitelpunkt 15 spiegelsymetrisch angeordnet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Bauteil
- 2
- Bauteil
- 3
- Schlitz
- 4
- Schlitz
- 5
- Schlitzwandung
- 6
- Innenraum
- 7
- Rastnase
- 8
- Vertiefung
- 9
- Ausnehmung
- 10
- Mittelachse
- 11
- Kurvenprofil
- 12
- Kurvenprofil
- 13
- Nutgrund
- 14
- Schlitzöffnung
- 15
- Scheitelpunkt
- 16
- Erhebung
