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Technisches
Gebiet
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Die Erfindung betrifft ein Verbindungselement
für ein
Montagesystem aus mehreren Trägern, insbesondere
für ein
Montagesystem mit Systemträgern,
wobei die Träger Öffnungen
aufweisen, die in einem vordefinierten Abstand an zumindest einer
der Aussenwandungen des Trägers
angeordnet sind. Das Verbindungselement weist einen ersten Schenkel
und zumindest einen zweiten Schenkel auf, wobei zumindest einer
der Schenkel zumindest ein Langloch zur Befestigung des Verbindungselements
an einem Träger
oder an einem Untergrund mittels eines Befestigungselements aufweist,
das durch das zumindest eine Langloch hindurchführbar ist.
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Stand der Technik
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Für
Installationen in der Industrie mit schweren Lasten, z. B. für grosse
Rohrleitungen, werden Konstruktionen aus Stahl erstellt. Die einzelnen
Bauteile der Stahlkonstruktion werden üblicherweise miteinander verschweisst.
Schweissungen dürfen
nur von spezialisierten Handwerkern erstellt werden und sind aufwändig in
der Herstellung. Nachträgliche
Anpassungen und Abänderungen
der Konstruktion sind nur bedingt möglich. In explosionsgefärdeten Bereichen
dürfen
ohne ein aufwändiges
Genehmigungsverfahren und zusätzlichen
provisorischen, baulichen Massnahmen keine Schweissungen erstellt
werden.
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Es sind Montagesysteme für mittlere
und schwere Lasten bekannt, die Systemträger umfassen, wobei die Systemträger an deren
Aussenwandungen Öffnungen
in einem vorbestimmten Abstand aufweisen. An diesen Öffnungen
können
mehrere Verbindungselemente zum Verbinden der einzelnen Bauteile
miteinander entlang der Systemträger
in einem, dem Abstand der Öffnungen
entsprechenden Raster angeordnet werden.
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Nachteilig an der bekannten Lösung ist,
dass die bekannten Systemträger
und die entsprechenden Verbindungsteile ein hohes Eigengewicht aufweisen und
die Montage einen hohen Personalaufwand erfordert. Des Weiteren
ist man bei den bekannten Montagesystemen an den vorgegebenen Raster
(z. B. 50 mm) gebunden. Feineinstellungen sind mit diesen Systemen
nicht möglich.
Zur Gewährleistung
der Flexibilität
der bekannten Systeme umfassen diese eine Vielzahl von unterschiedlichen,
auf spezielle Bedingungen ausgebildete Verbindungselemente.
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Darstellung
der Erfindung
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Aufgabe der Endung ist es, ein Verbindungselement
für ein
Montagesystem zu schalten, das eine einfache und flexible Montage
der zu verbindenden Träger
des Montagesystems gewährleistet,
sowie nachträgliche Änderungen
und Ergänzungen
an der erstellten Konstruktion ermöglicht.
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Die Aufgabe ist durch die Merkmale
des Anspruchs 1 gelöst.
Gemäss
der Erfindung weist ein Verbindungselement für ein Montagesystem aus mehreren
Trägern,
insbesondere für
ein Montagesystem mit Systemträgern,
wobei die Träger Öffnungen
aufweisen, die in einem vordefinierten Abstand an zumindest einer
der Aussenwandungen des Trägers
angeordnet sind, einen ersten Schenkel und zumindest einen zweiten
Schenkel auf, wobei zumindest einer der Schenkel zumindest ein Langloch
zur Befestigung des Verbindungselements an einem Träger oder
an einem Untergrund mittels eines Befestigungselements aufweist,
das durch das zumindest eine Langloch hindurchführbar ist. Zumindest der eine
Schenkel weist zumindest über
die Länge
des zumindest einen Langlochs Rastmittel auf, in die Gegenrastmittel
eines Befestigungselements in Eingriff bringbar sind.
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Die Rastmittel und die, mit den Rastmitteln
in Eingriff stehenden Gegenrastmittel ergeben eine formschlüssige Verbindung,
so dass eine hohe Sicherheit gegen ein Versagen der mit dem erfindungsgemässen Verbindungselement
erstellten Verbindung gegeben ist. Das in das Rastmittel eingreifende Gegenrastmittel
des Befestigungsmittels verhindert ein unbeabsichtigtes Verrutschen
des positionierten Verbindungselements. Mit dem zumindest einen Langloch
kann das Verbindungselement über
dessen Länge
entlang des Trägers
vorschoben werden, wobei die Positionierung und Befestigung des
Verbindungselements vom Raster der Öffnungen des Trägers weitgehend
losgelöst
ist. Der Abstand der einzelnen Rastelemente des Rastmittels gibt
die einzelnen, möglichen
Verstellschritte für
das Verbindungselement vor. Neben der Anordnung des erfindungsgemässen Verbindungselements
an einem Träger kann
das Verbindungselement mit einem seiner Schenkel auf einem Untergrund,
wie beispielsweise einem Boden, einer Wand oder einer Decke eines Bauwerks,
montiert werden und als Anschluss für den Träger an diesem Untergrund dienen.
Mit geeigneten Befestigungsmitteln ist die Montage des Verbindungselements
auf verschiedenen Materialien, wie beispielsweise Beton, Mauerwerk,
Naturstein und dergleichen, möglich.
Entsprechend der zu erstellenden dreidimensionalen Form der zu erstellenden
Konstruktion werden die Schenkel zueinander abgewinkelt. Vorzugsweise
handelt es sich bei den Verbindungselementen um wenige Standardteile,
die die hauptsächlich
zur Anwendung kommenden Verbindungsarten abdecken.
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Um das Verbindungselement auf der
ganzen Länge
des Trägers
anordnen zu können,
entspricht die Länge
des zumindest einen Langlochs zumindest der Summe aus dem Abstand
der Öffnungen
in der Aussenwandung des Trägers
und der lichten Weite, beziehungsweise dem Durchmesser dieser Öffnungen.
Somit ist eine stufenlose, entlang der Rasterung des Rastmittels
abgestimmte Verstellmöglichkeit
des Verbindungselements am Träger
geschaffen. Bei grossen Lasten reicht der Verbindungsquerschnitt von
nur einem Befestigungsmittel oft nicht aus, um die Last über die
Verbindung abzutragen. Zur Erhöhung
des Verbindungsquerschnitts werden deshalb zwei oder mehr Befestigungsmittel
vorgesehen. Ist keine Verstellmöglichkeit
des Verbindungselements am Träger
erforderlich können
in der zuvor beschriebenen Ausführung
des Langlochs maximal zwei Befestigungsmittel angeordnet werden.
Um beispielsweise zwei Befestigungsmittel anzuordnen und das Verbindungselement
trotzdem auf der ganzen Länge des
Trägers
in der bevorzugten Art und Weise positionieren zu können, entspricht
die minimale Länge des
dafür geeigneten
Langlochs zumindest der Summe aus dem zweifachen Abstand der Öffnungen
in der Aussenwandung des Trägers
und der lichten Weite, beziehungsweise dem Durchmesser dieser Öffnungen.
Ist keine Verstellmöglichkeit
des Verbindungselements am Träger
erforderlich können
in der zuvor beschriebenen Ausführung
des Langlochs maximal drei Befestigungsmittel angeordnet werden.
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In einer bevorzugten Ausführung weisen
alle Schenkel des erfindungsgemässen
Verbindungselements ein Langloch auf. Beträgt die Länge zumindest eines Schenkels
ein Vielfaches des vordefinierten Abstands der Öffnungen im Träger, kann
an diesem Schenkel mehr als ein Langloch vorgesehen werden. Der
verbleibende Materialabschnitt zwischen den Langlöchern verbessert
die Festigkeit des mit zwei Langlöchern versehenen Schenkels,
gegenüber
einem mit einem langen, durchgehenden Langloch versehenen Schenkel.
Zur Gewährleistung
der Flexibilität
der Verwendungsmöglichkeiten
des erfindungsgemässen
Verbindungselements sind im Bereich aller angeordneten Langlöcher Rastmittel
vorgesehen. Der erste Schenkel und der zumindest zweite Schenkel
weisen vorzugsweise eine unterschiedliche Länge auf, was die Einsatzmöglichkeiten des
Verbindungselements zusätzlich
erhöht.
Ist aus konstruktiven Gründen
die Positionierung eines Verbindungselements auf der Höhe der Öffnungen
in den Aussenwandungen des Trägers
erwünscht,
kann einer der Schenkel anstelle eines Langlochs eine, vorzugsweise
zu den Öffnungen
in den Aussen- Wandungen
des Trägers
korrespondierende, Öffnung aufweisen.
Diese Öffnung
kann einen die Öffnung umgebenden
Bereich mit Rastmittel aufweisen, damit das Gegenrastmittel des
Befestigungselements in dieses Rastmittel eingreifen kann.
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Da der vordefinierte Abstand der Öffnungen im
Träger
vorzugsweise bei allen Trägern
gleich gross ist und die Öffnungen
an allen Aussenwandungen des Trägers
angeordnet sind sowie das Rastmittel des Verbindungselements Rastelemente
mit einem vordefinierten Abstand aufweist, ist die Montage und die
Planung der zu erstellenden Konstruktion vereinfacht. Messen von
Distanzen zur Positionierung der Verbindungselemente und spezielle
Anpassungen der Verbindungselemente sind auf ein Minimum reduziert.
Eine Anpassung gegenüber
der Planung, eine nachträgliche Änderung
und eine Erweiterung der Konstruktion ist jederzeit möglich. Zusätzlich ist
eine einfache Demontage der Konstruktion und die Wiederverwendung
der einzelnen Bauteile gegeben. Wird das Befestigungsmittel gelöst, beziehungsweise
entfernt, kann das Verbindungselement an einer anderen Position
dieser oder einer anderen Konstruktion wiederverwendet werden.
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Vorzugsweise ist der zweite Schenkel
im Wesentlichen senkrecht zum ersten Schenkel ausgerichtet ist,
wobei optional beide Schenkel jeweils zumindest ein Langloch und
zumindest über
die Länge des
zumindest einen Langlochs Rastmittel aufweisen. Das Verbindungselement
ist in dieser Ausführungsform
als Winkelelement ausgebildet. Ein Schenkel des Verbindungselements
wird beispielsweise an einem senkrecht ausgerichteten Träger angeordnet
und mittels dem Rastmittel auf die gewünschte Höhe positioniert. Der an den
senkrecht ausgerichteten Träger
anzuschliessende Träger
wird auf dem zweiten Schenkel aufgelegt und fixiert. Weist der zweite
Schenkel des Verbindungselements ebenfalls ein Langloch auf, ist
die Montage des anzuschliessenden Trägers wesentlich vereinfacht,
da Bauteil- und Bautoleranzen ausgeglichen werden können. Ist
der Bereich des Langlochs des zweiten Schenkels zusätzlich mit
einem Rastmittel versehen, ist während
dem gesamten Montagevorgang mittels des, in das Rastmittel eingreifenden
Gegenrastmittels eine temporäre
Halterung durch die formschlüssige
Verbindung bis zur endgültigen
Fixierung des anzuschliessenden Trägers am senkrecht ausgerichteten
Träger
gewährleistet.
Neben der vorteilhaften Montage ist gleichzeitig die Sicherheit
für alle
an der zu erstellenden Konstruktion Beteiligten verbessert. Dieses
Verbindungselement ist besonders für Konstruktionen vorteilhaft,
die im sogenannten Rahmenbau erstellt werden. Werden die zuvor beschriebenen Systemträger zur
Erstellung der Konstruktion verwendet, kann das Verbindungselement
auf jeder Höhe
und in jede Richtung der Systemträger angeordnet werden. Beliebige
Ausführungen
dreidimensionaler Konstruktionen sind möglich.
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Das winkelförmige Verbindungselement kann
beispielsweise auch als Anschluss eines Trägers an einen Untergrund, als
sogenanntes Fusselement für
die Konstruktion, verwendet werden, wobei vorzugsweise zumindest
zwei Verbindungselemente zur Fixierung des Trägers am Untergrund angeordnet sind.
Je ein Verbindungselement ist z. B. an den gegenüberliegenden Aussenseiten des
Trägers
oder je ein Verbindungselement ist an zumindest einer der Aussenseiten
des Trägers
in der X- und Y-Achse des Trägers
vorgesehen.
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Vorteilhafterweise ist der zweite
Schenkel als Anschlusselement ausgebildet, wobei das Anschlusselement
aus einem Profilabschnitt, vorzugsweise aus einem Hohlprofilabschnitt,
gefertigt ist und das Anschlusselement Öffnungen zur Fixierung eines Trägers mittels
Befestigungsmitteln aufweist, die durch die Öffnungen im Anschlusselement
hindurchführbar
sind. Das Verbindungselement ist in dieser Ausführungsform als im Wesentlichen
freitragende Konsole ausgebildet. Der erste Schenkel wird wie bereits
ausgeführt
an einem ersten Träger
oder einem Untergrund befestigt. Ist der erste Schenkel beispielsweise
an einem vertikal ausgerichteten Träger fixiert, kann eine stirnseitige
Verbindung des anzuschliessenden Trägers mit dem vertikal ausgerichteten
Träger
geschaffen werden. Die Länge
des Anschlusselements ist abhängig
von den zu übernehmenden
Lasten. Vorzugsweise werden zumindest zwei Befestigungsmittel zur
Fixierung des anzuschliessenden Trägers am Anschlusselement vorgesehen.
Neben der bevorzugten Fertigung des Anschlusselements aus einem
Hohlprofilabschnitt, kann das Anschlusselement eine U-förmige Ausgestaltung aufweisen,
wobei die Schenkel des U-förmigen
Anschlusselements beispielsweise einen Steg oder Flansch des anzuschliessenden
Trägers
umfassen. Weiter können
Profilabschnitte eines Lförmigen
Profils oder eines Flachstahls als Anschlusselement angeordnet werden.
Bevorzugt wird jeweils ein Paare dieser Profilabschnitte in der
X- und Y-Richtung des anzuschliessenden Trägers am ersten Schenkel des Verbindungselements
vorgesehen, z. B. mittels einer Schweissung. Die Ausgestaltung des
Anschlusselements ist im Wesentlichen von der Querschnittsform des
anzuschliessenden Trägers
und den vorhandenen Lasten abhängig.
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Bevorzugt weist das Verbindungselement
einen dritten Schenkel auf, wobei der dritte Schenkel optional in
der gleichen Ebene wie der erste Schenkel angeordnet ist, zumindest
ein Langloch und zumindest über
die Länge
des zumindest einen Langlochs Rastmittel aufweist, in die Gegenrastmittel
eines Befestigungselements in Eingriff bringbar sind. Der erste
Schenkel und der dritte Schenkel bilden die sogenannte Grundplatte
des Verbindungselements, die an einem Träger oder auf einem Untergrund
anschliessbar ist. Der anzuschliessende Träger wird an dem zweiten Schenkel
befestigt. Mit der Grösse
der Grundplatte und dem Achsenabstand der Befestigungsmittel weist
diese Ausführungsform
des Verbindungselements bessere Hebelverhältnisse als eine zweischenklige
Ausführung
des Verbindungs elements auf. Es können höhere Momentenkräfte über das
Verbindungselement an den ersten Träger, beziehungsweise auf den
Untergrund übertragen
werden, weshalb sich dieses Verbindungselement besonders als Fusselement
einer Konstruktion eignet. Mit den in dem ersten und dritten Schenkel
angeordneten Langlöchern
lassen sich die, durch diese Langlöcher hindurchgeführten Befestigungsmittel
entsprechend den Öffnungen
im ersten Träger,
beziehungsweise im Untergrund positionieren. Ist das Verbindungselement
beispielsweise an einem vertikal ausgerichteten Träger angeordnet,
verhindern die im Bereich der Langlöcher vorgesehenen Rastmittel
ein unbeabsichtigtes Verrutschen des positionierten Verbindungselements
und erleichtern die Montage wesentlich. Dabei kann beispielsweise
im dritten Schenkel das mit dem Gegenrastmittel versehene Befestigungselement
provisorisch durch das Langloch und eine der Öffnungen des Trägers zur
temporären
Halterung des Verbindungselements hindurchgeführt werden und das zumindest
eine, weitere Befestigungselement, ohne eine zusätzliche Abstützung oder
Halterung des Verbindungselements während dieses Setzvorgangs,
durch das Langloch des ersten Schenkels und die entsprechende Öffnung im
Träger hindurchgeführt werden.
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Vorzugsweise ist die Aussenkontur
des Anschlusselements im Wesentlichen komplementär zu der Innenkontur des Trägers ausgebildet,
so dass der Träger über das
Anschlusselement schiebbar ist, wodurch der anzuschliessende Träger bereits
bei diesem Montageschritt provisorisch gehalten ist. Handelt es
sich bei dem anzuschliessenden Träger um einen Hohlprofil-Systemträger mit
einer im Wesentlichen rechteckigen Querschnittsform, weist das Anschlusselement
vorzugsweise einen rechteckigen Querschnitt auf, dessen Aussenabmessungen
vorzugsweise nur unwesentlich kleiner als die Innenabmessung des
Hohlprofil-Systemträgers sind.
Das Befestigungsmittel wird bevorzugt bis zur partiellen Verformung
des über
das Anschlusselement geschobenen Trägers verspannt, so dass sich
eine form- und kraftschlüssige
Verbindung ergibt und ein Spiel aus der Verbindung genommen wird.
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In einer erfindungsgemässen Variante
dazu ist die Innenkontur des Anschlusselements im Wesentlichen komplementär zu der
Aussenkontur des Trägers
ausgebildet, so dass der Träger
in das Anschlusselement einschiebbar ist. Auch bei dieser Ausführungsform
des Verbindungselements ist der anzuschliessende Träger bereits
bei diesem Montageschritt provisorisch gehalten. Das Anschlusselement
weist beispielsweise einen rechteckigen Querschnitt auf, dessen
Innenabmessungen nur unwesentlich grösser als die Aussenabmessungen
des anzuschliessenden Trägers
sind. Handelt es sich bei dem anzuschliessenden Träger um einen
Systemträger
kann die Innenkontur des Anschlusselements komplementär zur Aussenkontur
des Systemträgers ausgebildet
sein. Das Befestigungsmittel wird bevorzugt bis zur partiellen Verformung
des Anschlusselements verspannt, so dass sich eine form- und kraftschlüssige Verbindung
ergibt und ein Spiel aus der Verbindung genommen wird.
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Bevorzugt weist das Anschlusselement
im Wesentlichen eine rechtwinklige Ausgestaltung auf, wobei das
Anschlusselement bezogen auf seinen Schwerpunkt im Querschnitt eine
Xund Y-Achse aufweist. Die parallel zueinander ausgerichteten Aussenwände des
Anschlusselements weisen gegenüberliegende Öffnungen
auf, so dass das Befestigungselement durch das Anschlusselement
sowie den anzuschliessenden Träger
hindurchgeführt
werden kann. Jede der Aussenwände
des Anschlusselements sind vorzugsweise mit Öffnungen zur Befestigung des
anzuschliessenden Trägers
versehen. Die Öffnungen
zur Durchführung
des Befestigungsmittels sind im Wesentlichen parallel zu einer Ebene
angeordnet, die durch den ersten Schenkel des Verbindungselements
gebildet ist und weisen bevorzugt eine Ausgestaltung auf, die ein
Verdrehen des Befestigungsmittels beim Verspannen des Befestigungsmittels
ohne die Verwendung eines Gegenhaltemittels verhindert. Ist das
Anschlusselement ein Vollprofil kann anstelle von einer durchgehenden Öffnung eine
Bohrung vorgesehen werden, die ein Innengewinde zur Anordnung einer
Schraube als Befestigungsmittel aufweisen. Des Weiteren kann bei
einem Anschlusselement aus einem Hohlprofil die Öffnung in dessen Aussenwandung
mit einem Innengewinde für
den Eingriff einer Schraube als Befestigungsmittel versehen sein.
Die Öffnung
kann auch mit einem Kragen versehen sein, der die Anordnung einer
genügenden
Anzahl von Gewindegängen
zur Sicherstellung der Verbindung ermöglicht. Als Variante dazu kann
an der Innenseite des aus einem Hohlprofil gefertigten Anschlusselement
bei den Öffnungen
eine Mutter zur Aufnahme einer Schraube als Befestigungsmittel angeschweisst
sein.
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Vorzugsweise sind mehrere, optional
senkrecht zueinander ausgerichtete, Öffnungen in mehreren, zueinander
parallelen Ebenen vorgesehen. Bei einem stirnseitigen Anschluss
eines Trägers
ist aus Gründen
der zumeist vorhandenen Belastung sowie aus konstruktiven Gründen eine
Befestigung in zumindest zwei Achsen bevorzugt. Der Abschnitt des Anschlusselements
weist deshalb vorzugsweise eine Länge auf, so dass mindestens
ein Befestigungsmittel in X-Richtung und mindestens ein Befestigungsmittel
in Y-Richtung, jeweils bezogen auf den Querschnitt des Anschlusselements,
vorgesehen werden kann. Mit der kreuzweisen sowie der bevorzugten form-
und kraftschlüssigen
Verbindung ist der an das Anschlusselement angeschlossene Träger in allen Freiheitsgraden
fixiert. In einer Variante dazu weist das Anschlusselement in dessen
Längsrichtung
an den Aussenwandungen Langlöcher
auf, was die Ausrichtung des an das Anschlusselement anzuschliessenden
Trägers
vereinfacht, da das Befestigungsmittel stufenlos positioniert werden
kann. Ein Formschluss der Verbindung ist jedoch nicht gegeben. Die Enden
der Langlöcher
verhindern ein Abgleiten des, an das Anschlusselement angeschlossenen
Trägers, wenn
die auf die Verbindung wirkenden Kräfte für diese zu gross werden.
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Vorteilhaftennreise sind die Rastmittel
auf der, dem Träger
abgewandten Seite des Schenkels angeordnet. Das Verbindungselement
kann beim Verschieben entlang des Trägers auf dessen Aussenfläche gleiten.
Ein Befestigungsmittel, das ein Gegenrastmittel aufweist, wird nach
dem Erreichen der gewünschten
Position des Verbindungselements am Träger durch die Öffnung des
Verbindungselements und der oder den Öffnungen des Trägers hindurchgeführt und
mittels Verspannung des Befestigungsmittels fixiert. In einer ersten
Variante dazu kann das Rastmittel auf der, dem Träger, beziehungsweise
dem Untergrund zugewandten Seite des Schenkels vorgesehen sein.
Beim Verspannen des Befestigungsmittels wird das Rastmittel in die
Oberfläche
des Trägers,
beziehungsweise des Untergrundes eingepresst und schafft eine formschlüssige Verbindung.
In einer weiteren Variante kann der Träger vorzugsweise über seine
gesamte Länge
das Gegenrastmittel aufweisen, in welches das, auf der dem Träger zugewandten
Seite des Schenkels angeordnete Rastmittel eingreift und so die
Schaffung einer formschlüssigen
Verbindung ermöglicht.
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Vorzugsweise umfassen die Rastmittel
eine Zahnung, wobei die Zahnteilung der Zahnung vorzugsweise 2.5
mm beträgt.
Mit dieser Teilung sind einzelne Rastschritte von beispielsweise
5 mm möglich.
Diese Ausbildung des Rastmittels deckt einen grossen Teil der in
der Praxis vorkommenden, konstruktiven Anforderungen an die Ausführung eines Montagesystems
ab. Die Zahnung ist bevorzugt auf den gewünschten Verstellraster und
die vorhandene Lasteinwirkung abgestimmt. Dadurch ergeben sich z. B.
die erforderliche Anzahl der in Eingriff zu stehenden Zähne der
Zahnung des Rast- und Gegenrastmittels, die Geometrie, die Breite
sowie die Tiefe der angeordneten Zahnung. Ist beispielsweise eine
feinere Abstufung des sich aus dem Rast- und Gegenrastmittel ergebenden
Rasters erwünscht,
kann die Zahnteilung der Rast- und Gegenrastmittel verkleinert werden.
Bei grossen Lasten kann die Zahnteilung der Rast- und Gegenrastmittel
z. B. auch vergrössert
und mit einer tieferen Ausgestaltung der Zahnung ausgebildet werden.
Beispielsweise handelt es sich bei dem Rastmittel um eine sogenannte Prismenzahnung.
Weitere Möglichkeiten
zur Ausbildung des Rastmittels stellen auf einem Schenkel angeordnete
Zahnstangen oder beabstandete Vertiefungen dar, wie z. B. Nuten
und dergleichen.
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Bevorzugt weist das Verbindungselement zumindest
eine Sicke auf. Mit der Sicke wird bei einem minimalen Materialeinsatz
eine maximale Steifigkeit des Verbindungselements erreicht. Mit
anderen Worten, kann bei einer bestimmten Materialstärke des
Schenkels eine höhere
Last von diesem übernommen
werden, als es beispielsweise bei einer flachen Ausgestaltung des
Schenkels möglich
ist.
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Vorteilhafterweise ist die Zahnung
in zumindest einer der Sickenwände
der zumindest einen Sicke angeordnet. Die Zahnung kann auf die Sickenwand
gerollt oder geprägt
werden. Durch diesen Bearbeitungsvorgang wird das Material des Verbindungselements
in dem Bereich der Zahnung verdichtet, was zu einer Erhöhung der
Festigkeit führt.
Für den
Eingriff des Gegenrastmittels und zur Schaffung einer formschlüssigen Verbindung
reicht die zur Verfügung
stehende Fläche
der Sickenwände
normalerweise aus, so dass eine sichere Befestigung des Verbindungselements
und den, von diesen Verbindungselementen verbundenen Trägern gewährleistet
ist.
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In einer erfindungsgemässen Variante
dazu weist ein Flächenbereich,
der das zumindest eine Langloch umgibt, Rastmittel auf. Mit dieser
Ausbildung des Verbindungselements ist eine grosse Eingreiffläche des
Gegenrastmittels in das Rastmittel gewährleistet. Ein derartig ausgebildetes
Verbindungselement ist für
den Einsatz bei Konstruktionen für
den Schwerlastbereich geeignet.
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Vorzugsweise verlaufen die Rastmittel
parallel zueinander, quer zu dem zumindest einen Langloch. Ist das
Verbindungselement beispielsweise an einem vertikal ausgerichteten
Träger
angeordnet, erfolgt die Belastung quer auf die Ausrichtung des Rastmittels.
Insbesondere bei einer Kombination von einer Zahnung quer zur Kraftrichtung
und einer auf der, dem Träger
abgewandten Seite angeordneten Zahnung sowie einer mit dem Rastmittel
kommunizierenden Geometrie des Hintergreifteils ergibt sich eine
sichere, formschlüssige
Verbindung, die eine feingerasterte Positionierung des Verbindungselements
am Träger
ermöglicht.
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Vorteilhafterweise ist die Aussenkontur
zumindest eines Schenkels komplementär zu der Aussenkontur zumindest
eines der, mit dem Verbindungselement verbindbaren Träger. Systemträger eines
Montagesystems weisen oftmals konturierte Aussenflächen auf.
Trotz einer minimalen Materialstärke
können
hohe Lasten von dem Verbindungselement aufgenommen werden. Der komplementär zur Aussenkontur
ausgebildete Schenkel liegt eben an der Aussenkontur des Systemträgers an.
Bei der Montage des Verbindungselements am ersten Träger ist
durch die ineinandergreifende Ausgestaltung der beiden Elemente
eine Führung
gegeben, was die Montage erleichtert.
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Vorzugsweise umfasst das Befestigungselement
zur Befestigung des Verbindungselements an einem Träger ein
Schraubmittel mit einem Hintergreifteil, wobei das Hintergreifteil
das Gegenrastmittel aufweist, und wobei das Gegenrastmittel optional eine
Zahnung umfasst. Das Hintergreifteil ist beispielsweise eine separate
Metallplatte, die das mit dem Rastmittel korrespondierende Gegenrastmittel aufweist.
Das Hintergreifteil kann des Weiteren eine Unterlagsscheibe oder
ein Schraubenkopf sein, an welchem das Gegenrastmittel direkt aus gebildet
ist. Bevorzugt steht das Hintergreifteil mit dem Schraubmittel verdrehsicher
in Eingriff oder ist mit diesem fest, beispielsweise unlösbar verbunden.
Durch das Ineinandergreifen der Rastmittel mit den Gegenrastmitteln
ist das Schraubmittel beim Verspannen desselben verdrehsicher gehalten.
Zur Führung
des Schraubmittels beim Setzen in die Öffnungen der Verbindungselemente
und den von diesen verbundenen Trägern können an dem Schraubmittel Führungsflächen vorgesehen
werden, die eine vordefinierte Führung
des Schraubmittels bereits beim Setzvorgang ermöglichen. Beispielsweise sind
die Öffnungen
in den Trägern
als Vierkant-Löcher
ausgebildet. Das Schraubmittel weist deshalb bevorzugt Planflächen auf,
die auf diese Vierkant-Löcher
in den Trägern
abgestimmt sind. Die Breite der an den Verbindungselementen vorgesehenen
Langlöchern,
entspricht bei dieser Ausführungsform
vorzugsweise der lichten Weite der Vierkant-Löcher.
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Bevorzugt umfasst das Befestigungselement einen
federbeaufschlagten Druckmechanismus zur Verspannung des Befestigungselements
mit dem Verbindungselement. Ein Federelement ist vorzugsweise zwischen
einer Mutter und der Seite des Trägers am Schraubmittel angeordnet,
die der Seite des Trägers
gegenüberliegt,
an der das Verbindungselement angeordnet ist. Das Federelement ist
beispielsweise eine Spiralfeder, eine Blattfeder, eine konisch gewickelte
Feder oder dergleichen. Das Federelement wird auf das durch die Öffnungen
des Trägers hindurchgeführte Teil
des Befestigungselements, vor dem Anordnen der Mutter zur Verspannung
des Befestigungselements am Träger
vorgesehen. Vor der endgültigen
Fixierung des, an dem Träger
anzuordnenden Verbindungselements, kann durch Druck auf die Mutter
das als Hintergreifteil ausgebildete und mit den Gegenrastmittel
versehene Element aus dem Rastmittel des Verbindungselements gehoben
wird. Mit einer einhändigen
Bewegung kann das Verbindungselement umpositioniert werden. Durch
Loslassen der Mutter des Befestigungselements rastet das Gegenrastmittel
in das Rastmittel ein und das Verbindungselement ist an dem Träger gehalten.
Die Befestigungsmittel können
in einer Variiante dazu wie sogenannte Schnellspannmuttern ausgebildet
sein, die in entsprechende Öffnungen
in dem Verbindungselement, beziehungsweise in den Trägern einführbar sind.
Solche Schnellspannmuttern sind beispielsweise wie Schnellspannmuttern
von Installationssystemen für
Rohrbefestigungen an C-förmigen
Montageschienen ausgebildet.
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Aus der nachfolgenden Detailbeschreibung und
der Gesamtheit der Patentansprüche
ergeben sich weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Merkmalskombinationen
der Erfindung.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Die Erfindung wird nachstehend anhand dreier
Ausführungsbeispiele
näher erläutert. Es
zeigen:
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1 Eine
perspektivische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemässen Verbindungselements;
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2 eine
perspektivische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemässen Verbindungselements;
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3 eine
Draufsicht eines dritten Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemässen
Verbindungselements;
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3a einen
Detailausschnitt der 3;
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4 eine
Seitenansicht des gemäss
dem dritten Ausführungsbeispiel
ausgebildeten Verbindungselements;
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5 einen
Längsschnitt
des gemäss
dem dritten Ausführungsbeispiel
ausgebildeten Verbindungselements entlang der Schnittlinie V-V der 3;
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6 eine
Draufsicht eines vierten Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemässen
Verbindungselements;
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7 eine
Ansicht eines Befestigungselements; und
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8 eine
Ansicht auf ein Hintergreifteil des Befestigungselements.
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Grundsätzlich sind in den Figuren
gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Wege zur Ausführung der
Erfindung
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1 zeigt
eine perspektivische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemässen Verbindungselements.
Das Winkelelement 1 ist ungleichschenklig ausgebildet und
umfasst einen ersten Schenkel 2 und einen zweiten Schenkel 3,
wobei der erste Schenkel 2 eine Länge aufweist, die länger als
die Länge
des zweiten Schenkels 3 ist. Das Winkelelement ist beispielsweise
aus einem Flachstahl oder Blech als Stanz-/Biegeteil gefertigt.
Im ersten Schenkel 2 ist ein Langloch 4 angeordnet,
dessen minimale Länge
der Summe der Länge
aus dem zweifachen Abstand der Öffnungen
im Träger,
an dem der erste Schenkel 2 angeordnet wird, und der lichten
Weite der Öffnung
des Trägers
entspricht. Vorzugsweise handelt es sich bei den beschriebenen Trägern um
Systemträger
für ein
Montagesystem. Die Träger
haben beispielsweise Öffnungen
in Form eines Vierkant-Lochs mit einer lichten Weite von 13.5 mm
und einem Rasterabstand der Öffnungen
von 50.0 mm. Die Länge
des Langlochs 4 beträgt
entsprechend den vorgenannten Bedingungen etwa 115.0 mm, womit in
dem Langloch 4 zwei Befestigungselemente angeordnet werden
können.
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Im zweiten Schenkel 3 ist
ebenfalls ein Langloch 5 vorgesehen, dessen minimale Länge der
Summe der Länge
aus dem Abstand der Öffnungen
im Träger,
an dem der zweite Schenkel 3 angeordnet wird, und der lichten
Weite der Öffnung
des Trägers entspricht.
Bevorzugt wird bei der zu erstellenden Konstruktion überall der
gleiche Typ von Träger
verwendet. Somit werden eine geringere Zahl von unterschiedlichen
Bauteilen für
die zu erstellende Konstruktion benötigt, was sich bei der Lagerhaltung
und Montage vorteilhaft auswirkt. Die Länge des Langlochs 5 beträgt entsprechend
den vorgenannten Bedingungen etwa 65.0 mm, womit in dem Langloch 5 ein
Befestigungselement angeordnet werden kann. Die Breite des Winkelelements 1 entspricht
vorzugsweise maximal der Breite der Aussenseite des Trägers, an
der das Winkelelement 1 angeordnet wird. Weist der Träger im Querschnitt
unterschiedliche Abmessungen auf, werden z. B. zwei Winkelelemente mit
unterschiedlichen, auf die Abmessungen des Trägerquerschnitts abgestimmte
Breiten zur Verfügung gestellt
oder an der Aussenseite mit der grösseren Abmessung wird ein Winkelelement
mit einer Breite vorgesehen, die der kürzeren Abmessung des Trägerquerschnitts
entspricht.
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An den, das Langloch 4 und
das Langloch 5 umgebenden Flächenbereichen sind die Rastmittel 6 bzw. 7 ausgebildet,
in die Gegenrastmittel eines Befestigungselements in Eingriff bringbar
sind. Das Winkelelement 1 wird z. B. für eine rechtwinklige Verbindung
von einem vertikal und einem horizontal ausgerichteten Träger verwendet.
Da die Belastung bei einer solchen Anwendung des Winkelelements 1 in vertikaler
Richtung zumeist grösser
ist als in horizontaler Richtung der Konstruktion, wird bevorzugt
der erste Schenkel 2 an dem vertikal ausgerichteten Träger angeordnet,
womit zwei Befestigungselemente zur Fixierung des Winkelelements 1 an
diesem Träger
angeordnet werden können.
Der gegenüber
der Anordnung von nur einem Befestigungselement vergrösserte Verbindungsquerschnitt
erlaubt eine Abtragung von höheren
Lasten.
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Zur Befestigung des Winkelelements 1 an dem
vertikal ausgerichteten Träger
wird das Winkelelement 1 an der Aussenseite des Trägers auf
der Höhe
grob positioniert, an der der andere Träger anschliesst. Ein erstes,
mit einem Gegenrastmittel versehenes Befestigungselement wird durch
das Langloch 4 und durch die Öffnungen an den Aussenseiten des
Trägers
hindurchgeschoben. Eine mögliche
Ausführungsform
eines Befestigungselements wird detailliert in der 6 beschrieben. Vor der endgültigen Verspannung
des Befestigungsmittels wird das Winkelelement 1 auf die
exakte Höhe
ausgerichtet und das zweite Befestigungselement in der gleichen
Art und Weise in das Langloch 4 und durch die Öffnungen
in der Aussenwandung des Trägers
hindurchgeführt,
die zu den Öffnungen
in der Aussenwan dung des Trägers
mit dem ersten Befestigungselement benachbart sind. Der auf dem
zweiten Schenkel 3 des Winkelelements aufliegende Träger wird
nach dessen Ausrichtung mittels eines weiteren Befestigungselements,
das durch das Langloch 5 und durch die Öffnungen in den Aussenwandungen
des Trägers hindurchgeführt ist,
an dem Winkelelement 1 befestigt.
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Die Rastmittel sind beispielsweise
als Prismenzahnung ausgebildet und weisen in diesem Ausführungsbeispiel
eine Zahnteilung von 2.5 mm auf. Mit der Kombination von als Langlöchern 4 und 5 ausgebildeten Öffnungen
des Winkelelements und den miteinander in Eingriff bringbaren Rast-
und Gegenrastmitteln kann das Winkelelement 1 schrittweise
in einem Raster von 5.0 mm entlang des Trägers verschoben werden, obwohl
der Träger
einen Rasterabstand der Öffnungen
von 50.0 mm aufweist. Diese Ausbildung deckt die in der Praxis üblicherweise
erstellten Konstruktionen ab.
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In 2 ist
eine perspektivische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemässen Verbindungselements
gezeigt. Das Winkelelement 11 ist wie das Winkelelement 1 ungleichschenklig
ausgebildet und umfasst einen ersten Schenkel 12 und einen
zweiten Schenkel 13. Das Winkelelement 11 dient
ebenfalls der Verbindung zweier Systemträger eines Montagesystems, die
die zuvor beschriebene Anordnung der Öffnungen in deren Aussenwandungen
aufweisen. Die Länge
des Langlochs 14 im ersten Schenkel 12 beträgt demzufolge
etwa 115.0 mm. Die Länge
des Langlochs 15 im zweiten Schenkel 13 beträgt etwa
65.0 mm. An dem ersten Schenkel 12 ist eine Sicke 16 und
an dem zweiten Schenkel 13 eine Sicke 17 ausgeformt.
Der Systemträger
weist beispielsweise Vertiefungen an seinen Aussenwandungen auf.
Die Sicken 16 und 17 sind vorzugsweise komplementär zu den
Vertiefungen in den Aussenwandungen des Trägers, damit das an den Trägern befestigte
Winkelelement 11 ganz an der Oberfläche einer Aussenseite des Trägers anliegt.
An den Sickenwandungen 18.1 und 18.2 sowie an
den Sickenwandungen 19.1 und 19.2 ist das Rastmittel 20 bzw. 21 durch
Rollen ausgebildet. In die Rastmittel 20 und 21 greifen
die Gegenrastmittel der Befestigungselemente ein.
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Eine Draufsicht eines dritten Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemässen
Verbindungselements ist in der 3 dargestellt.
Das Stirnanbindeelement 31 umfasst eine Grundplatte 32 und
ein Anschlusselement 33. Der an das Stirnanbindeelement 31 anzuschliessende
Träger
wird über
das Anschlusselement 33 geschoben und an diesem mit Befestigungsmitteln
fixiert. Die Aussenkontur des Anschlusselements 33 ist
im Wesentlichen komplementär
zur Innenkontur des anzuschliessenden Trägers. Die Grundplatte 32 weist
zwei Langlöcher 34 und 35 zur
Befestigung des Stirnanbindeelements 31 an einem zuvor
beschriebenen Systemträger
auf, wobei zur Anordnung von zwei Befestigungselementen in je einem
Langloch
34 bzw. 35 deren Länge, analog zu den oben gemachten
Ausführungen,
etwa 115.0 mm beträgt.
Das Anschlusselement 33 ist zwischen den Langlöchern 34 und 35 an
der Grundplatte 32 angeschweisst. An der Grundplatte 32 ist
auf deren gesamten Länge
eine Sicke 36 ausgeformt, die vorzugsweise komplementär zu zumindest
einer der Aussenkonturen des Trägers
ist, an der das Stirnanbindeelement 31 angeordnet wird.
Die Rastmittel 37.1 und 37.2 des Stirnanbindeelements 31 sind
an den Sickenwänden
ausgeformt. Soll das Stirnanbindeelement 31 als Fusselement
einer Konstruktion, beispielsweise zur Anordnung auf einem Betonboden,
verwendet werden, wird auf eine Ausformung der Sicke 36 in
der Grundplatte 32 verzichtet, damit das Stirnanbindeelement 31 flach
auf dem Betonboden aufliegt.
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3a zeigt
einen Detailausschnitt der 3.
Das an der Sickenwandung der Sicke 36 ausgebildete Rastmittel 37.2 weist
eine Zahnteilung von 2.5 mm auf, was mit dem Gegenrastmittel des
Befestigungselements eine Rastereinstellung des Stirnanbindeelements 31 von
5.0 mm ermöglicht.
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In 4 ist
eine Seitenansicht des gemäss dem
dritten Ausführungsbeispiel
ausgebildeten Verbindungselements dargestellt. In dem Anschlusselement 33 sind
mehrere Öffnungen 41.1 bis 41.4 vorgesehen,
durch die die Befestigungsmittel zur Fixierung des Anschlusselements 33 an
dem anzuschliessenden Träger
hindurchgeführt
werden. Die Öffnungen 41.1 bis 41.2 sind
als Vierkant-Löcher
ausgebildet und weisen die gleiche lichte Weite wie die Öffnungen
in den Trägern
auf. Der Abstand der Öffnungen 41.1 bis 41.4 beträgt 25.0
mm, was der Hälfte
des Abstands der Öffnungen
in den Aussenwandungen des Trägers
entspricht. Da der Träger
an seinen Aussenseiten versetzt zueinander angeordnete Öffnungen
in einem Abstand von 50 mm aufweist, können die durch die Öffnungen
in X- und Y-Richtung des Trägers
hindurchgeführten
Befestigungsmittel sich nicht gegenseitig behindern. Soll bei jeder Öffnung 41.1 bis 41.4 im
Anschlusselement 33 eine Hindurchführung von Befestigungsmitteln
in X- und Y-Richtung des Trägers
gegeben sein, kann der Träger
mit zusätzlichen Öffnungen
in seinen Aussenwandungen entsprechend dem Abstand der Öffnungen 41.1 bis 41.4 versehen
werden.
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5 zeigt
einen Längsschnitt
des gemäss dem
dritten Ausführungsbeispiel
ausgebildeten Verbindungselements entlang der Schnittlinie V-V der 3. Das Anschlusselement 33 weist
an allen vier Aussenwandungen 53.1 bis 53.4 Öffnungen
(z. B. 41.1, 41.3; 51.2, 51.4; 52.1, 52.3)
auf. In den Öffnungen 41.1 und 52.1,
bzw. 41.3 und 52.3 sind die Befestigungsmittel 54.1 und 54.2 in
X-Richtung des Anschlusselements 33 angeordnet. In den Öffnungen 51.2 und 51.4 sowie
den, in dieser Darstellung nicht ersichtlichen, in der Aussenwandung 53.4 angeordneten Öffnungen
sind in Y-Richtung des Anschlusselements 33 die Befestigungsmittel 55.1 und 55.2 vorgesehen.
Das Befestigungsmittel 54.1 umfasst eine Gewindestange
56,
an deren Enden jeweils eine Mutter 57.1 und 57.2 zur
Verspannung des Befestigungsmittels 54.1 angeordnet ist.
Die Befestigungsmittel 54.1, 54.2, 55.1, 55.2 sind
in diesem Ausführungsbeispiel
identisch ausgebildet. Mit der kreuzweisen Anordnung der Befestigungsmittel 54.1, 54.2, 55.1 und 55.2 wird
eine form- und kraftschlüssige,
vorteilhafte Verbindung für
den anzuschliessenden Träger
mit dem Stirnanbindeelement 31 geschaffen.
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Eine Draufsicht eines vierten Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemässen
Verbindungselements ist in der 6 dargestellt.
Das Stirnanbindeelement 91 umfasst eine Grundplatte 92,
die im Wesentlichen wie die Grundplatte 32 des Stirnanbindeelements 31 ausgebildet
ist, und ein Anschlusselement 93. Der an das Stirnanbindeelement 91 anzuschliessende
Träger
wird über
das Anschlusselement 93 geschoben und an diesem mit Befestigungsmitteln
fixiert. Das Anschlusselement 93 umfasst vier Anschlussflansche 94.1, 94.2, 95.1 und 95.2,
die aus Flachstahlabschnitten gefertigt sind. Jeweils die einander
gegenüberliegenden
Anschlussflansche 94.1 und 94.2 bzw. 95.1 und 95.2 sind
identisch ausgebildet. Die Aussenkontur des Anschlusselements 93 ist im
Wesentlichen komplementär
zur Innenkontur des anzuschliessenden Trägers. Die Anschlussflansche 94.1, 94.2, 95.1 und 95.2 des
Anschlusselements 93 sind zwischen den Langlöchern an
der Grundplatte 92 angeschweisst. Wie an dem Anschlusselement 33 sind
in den Anschlussflanschen 94.1, 94.2, 95.1 und 95.2 des
Anschlusselements 93 mehrere Öffnungen vorgesehen, durch
die die Befestigungsmittel zur Fixierung des an dem Anschlusselement 93 anzuschliessenden
Trägers
hindurchgeführt
werden.
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In der 7 ist
eine Ansicht eines Befestigungselements gezeigt. Das Befestigungselement 61 umfasst
eine Schraube 62, die an einem Ende ein Hintergreifteil 63 angeformt
hat und am anderen Ende einen Gewindeabschnitt 64 aufweist.
Das Befestigungselement 61 wird zur Befestigung eines Verbindungselements 65 durch
dessen Langloch 66 und der Öffnung 67.1 in der
Aussenwandung 68.1 des Trägers sowie durch die Öffnung 67.2 in
der Aussenwandung 68.2 des Trägers hindurchgeführt. Die
am Hintergreifteil 63 angeordneten Gegenrastmittel 69.1 und 69.2 greifen
in die an dem Verbindungselement 65 angeordneten Rastmittel 70.1 bzw. 70.2 ein
und schaffen eine formschlüssige
Verbindung. Als Verdrehsicherung und zur Führung des Befestigungselements 61 weist
die Schraube 62 einen komplementär zu der Ausgestaltung der Öffnung 67.1 ausgestalteten
Führungsabschnitt 71 auf.
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An dem Gewindeabschnitt 64 der
Schraube 62 ist ein, eine Blattfeder umfassendes Federelement 72 aufgesetzt
und eine Mutter 73 aufgeschraubt. Das Federelement 72 ist
derart ausgebildet, dass es beispielsweise in einer Vertiefung der konturierten
Aussenfläche
der Aussenwandung 68.2 angeordnet werden kann. Soll die
Feinpositionierung des Verbindungselements 65 erfolgen,
wird durch Druck auf die Mutter 73 das Hintergreifteil
aus der formschlüssigen
Verbindung mit dem Verbindungselement herausgehoben und das Verbindungselement kann
mit einer Hand verschoben werden. Wird die Mutter 73 losgelassen,
greifen die Gegenrastelemente 69.1 und 69.2 in
die Rastelemente 70.1 bzw. 70.2 ein und stellen
die formschlüssige
Verbindung wieder her. Das Verbindungselement 65 ist in
seiner Position gehalten. Stimmt diese Position mit der gewünschten Position
des Verbindungselements 65 überein, wird das Befestigungselement
mit der Mutter 73 verspannt und das Verbindungselement 65 ist
an der Aussenwandung 68.1 des Trägers fixiert.
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Eine Ansicht auf ein Hintergreifteil
des Befestigungselements ist in der 8 dargestellt.
Das Hintergreifteil 63 hat eine rechtwinklige Ausgestaltung und
ist mit dem einen Ende der Schraube 62 fest verbunden.
An zwei parallel zueinander verlaufenden Rändern 81.1 und 81.2 sind
die Gegenrastmittel 69.1 bzw. 69.2 ausgebildet,
die in die Rastmittel des Verbindungselements eingreifen.
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Zusammenfassend ist festzustellen,
dass ein Verbindungselement für
ein Montagesystem geschaffen wurde, das eine einfache und flexible
Montage der zu verbindenden Träger
des Montagesystems gewährleistet,
sowie nachträgliche Änderungen und
Ergänzungen
an der erstellten Konstruktion ermöglicht. Eine Vielzahl von bisher
in der Erstellung aufwändigen
Konstruktionen können
mit wenigen, standardisierten Einzelteilen erstellt werden. Die meisten
Verbindungen können
in einer Einmann-Montage bei einem hohen Montagekomfort vorgenommen
werden und der Einsatz von Sonderwerkzeugen oder Maschinen entfällt.