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Die Erfindung betrifft einen Verbinder
zur Herstellung von Stoßverbindungen
von Vierkant-Hohlprofilen.
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Vierkant-Hohlprofile können im
Stahl- und Maschinenbau für
verschiedene Zwecke eingesetzt werden. Sie weisen eine relativ hohe
Stabilität
und insbesondere Biegefestigkeit auf. Außerdem besitzen sie glatte
Außenflächen, die
eine relativ günstige Möglichkeit
bieten, weitere Bauteile einer Gesamtkonstruktion zu befestigen.
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Bei Verwendung von Vierkant-Hohlprofilen im
Stahl- oder Maschinenbau ergibt sich gelegentlich auch die Notwendigkeit
der Herstellung von Stoßverbindungen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
einen Verbinder zur Herstellung von Stoßverbindungen von Vierkant-Hohlprofilen
zu schaffen, der im Inneren der Vierkant-Profile aufgenommen ist
und keinerlei Teile auf der Außenseite
der Profile erfordert und der im übrigen auch Stoßverbindungen
gegeneinander um die Längsachse
verdrehter Vierkant-Hohlprofile ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch einen Verbinder der
obigen Art gelöst,
der dadurch gekennzeichnet ist, daß der Verbinder die Form eines
wenigstens auf einem Teil des Umfangs achteckigen Schafts aufweist,
der in diesem achteckigen Teil zwei Paare von jeweils zwei in Abstand
von einer Achteckfläche
liegenden Achteckflächen
besitzt, welche Achteckflächen-Paare
im Verhältnis
zur Längsmittelachse
des Verbinders in Positionen liegen, die der Zuordnung zweier benachbarter
Innenflächen
der Vierkant-Hohlprofile im Verhältnis
zur Längsmittelachse
der Hohlprofile entsprechen, und daß Spanneinrichtungen vorgesehen
sind, durch die die Achteckflächen
jeweils eines der Achteckflächen-Paare
gegen zwei benachbarte Innenflächen
des entsprechenden Hohlprofils spannbar sind.
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Ein derartiger Schaft wird jeweils
mit einem Teil in zwei zu verbindende Vierkant-Hohlprofile eingeschoben.
In jedem der Hohlprofile befindet sich dann ein Achteckflächen-Paar,
dessen Achteckflächen
jeweils durch eine Achteckfläche
getrennt sind, die also senkrecht zueinander stehen.
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Dieses Achteckflächen-Paar kann durch eine Spanneinrichtung,
die beispielsweise eine Schraube in der Linie der Winkelhalbierenden
zwischen den Achteckflächen
des Achteckflächen-Paares
verläuft
und in die gegenüberliegende
Ecke des Profils gedrückt
wird, gegen zwei senkrecht zueinander stehende, benachbarte Innenflächen der
Vierkant-Hohlprofile gespannt werden.
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Unter dem Begriff der Winkelhalbierenden soll
hier eine Linie verstanden werden, die senkrecht zur Verbindungslinie
der Achteckflächen
eines Achteckflächen-Paares
steht. Sofern die Möglichkeit
gegeben sein soll, Vierkant-Profile zu verbinden, die einerseits
in der Normalstellung mit senkrechten und waagerechten Flächen und
auf der anderen Seite auf einer Ecke stehen, also gegeneinander
um 45° verdreht
sind, sind auch die Winkelhalbierenden der beiden Flächen-Paare
mit einem Winkel von 45° gegeneinander
verdreht. Das ist beispielsweise dann der Fall, wenn die beiden
Achteckflächen-Paare
ineinander verschachtelt sind, also das eine Paar bei Zählung der
Achteckflächen
in Umfangsrichtung die Achteckflächen 1 und 3 und
das andere Paar die Achteckflächen 2 und 4 umfaßt. Das
zweite Achteckflächen-Paar
könnte
aber auch die Achteckflächen 6 und 8 oder 2 und 8 umfassen.
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Soweit in der obigen Definition der
Erfindung ausgeführt
wird, daß der
Verbinder wenigstens auf einem Teil des Umfangs als achteckiger
Schaft ausgebildet ist, beruht dies darauf, daß tatsächlich nur die genannten beiden
Flächen-Paare
in der genauen Geometrie eines Achtecks liegen müssen. Auf den übrigen Teil
der Umfangsfläche
kommt es nicht an. Hier können
zurückgesetzte
und dann unregelmäßige Achteckflächen vorgesehen
sein oder auch andere Umfangsformen, etwa ein Kreisbogen. In jedem Fall
soll der Schaftquerschnitt kleiner sein als die Querschnittsfläche des
vollständigen
Achtecks, damit der Verbinder leicht in die Enden der Hohlprofile eingeschoben
werden kann.
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Die Verwendung eines exakt an die
Innenfläche
des Vierkant-Hohlprofils angepaßten
Achteckquerschnitts wäre
problematisch, da der Innenquerschnitt der Vierkant-Hohlprofile
nur im Bereich von 10tel mm liegt. Es könnte daher vorkommen, daß sich der
Schaft nicht oder nur sehr schwer einschieben 1äßt oder nur mit Spiel im Inneren
des Hohlquerschnitts aufgenommen wird. Es ist daher günstiger, die
nicht benötigten
Achteckflächen
mit Untermaß zu fertigen,
so daß der
Schaft leicht in das Hohlprofil einschiebbar ist, und den Schaft
dann im Hohlprofil zu verspannen.
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Wie bereits angedeutet, werden in
den Winkelhalbierenden zwischen den Achteckflächen der beiden Paare Gewindebohrungen
vorgesehen, in die Schrauben, vorzugsweise Stiftschrauben mit Innensechskant
eingeschraubt werden. In den entsprechenden Positionen der Hohlprofile
sind Bohrungen für
den Ansatz eines Innensechskantschlüssels vorgesehen. Die Stiftschrauben
stützen
sich auf der gegenüberliegenden
Seite im Inneren des Hohlprofils ab und drücken die Achteckflächen des
jeweiligen Paares gegen die benachbarten, senkrecht zueinander stehenden
Innenflächen
des Hohlprofils.
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Da die beiden für die Funktion verwendeten Flächenpaare
genau der Geometrie eines den Innenraum der Hohlprofile vollständig ausfüllenden
Achteck-Profils entsprechen und damit eine "Achse" haben, die mit der hängsmittelachse
der Hohlprofile zusammenfällt,
liegen die miteinander verbundenen Hohlprofile genau koaxial zueinander.
Die Verbindung ist sehr stabil und ermöglicht die Aufnahme erheblicher
Biege- und Torsionskräfte.
Die Montage von verbundenen Hohlprofilen erfordert lediglich das Einschieben
des Verbinders und das Anziehen der Spannschrauben. Ebenso einfach
ist die Demontage. Die Hohlprofile können nach Bedürfnissen
der einzelnen Arbeitsstationen auf hänge zugeschnitten werden und
erfordern dann nur die Anfertigung der Bohrungen in den Ekken der
Profile, die zum Einschieben der Spannschrauben benötigt werden.
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Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele
der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung
näher erläutert.
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1 zeigt
eine in erfindungsgemäßer Weise
hergestellte Stoßverbindung
zwischen zwei um ihre Längsachse
um 45° verdrehten
Vierkant-Hohlprofilen;
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2 ist
ein Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Verbinder;
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3 zeigt
einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Verbinder in einem der
Vierkant-Hohlprofile einer Stoßverbindung,
gesehen von rechts in 1;
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4 zeigt
einen Schnitt durch das links in 1 gezeigte
Hohlprofil;
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5 zeigt
zum Vergleich einen Längsschnitt
durch eine Stoßverbindung
zweier in gleicher Orientierung stehenden Hohlprofile;
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6 ist
ein Querschnitt durch eines der beiden in 5 dargestellten Hohlprofile;
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7 ist
ein Längsschnitt
durch ein Vierkant-Hohlprofil mit einem erfindungsgemäßen Verbinder
in Form eines Endstücks
zum Anschluß weiterer
Bauteile;
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8 ist
ein Schnitt ähnlich 2, bezogen auf die Ausführungsform
gemäß 7.
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1 zeigt
einen Längsschnitt
durch eine erfindungsgemäße Stoßverbindung
zwischen zwei Vierkant-Hohlprofilen 10,12. Die
scheinbar unterschiedliche Größe der beiden
Hohlprofile 10,12 ergibt sich daraus, daß das auf
der linken Seite gezeigte Hohlprofil 10 in der "Normalstellung" mit senkrechten
seitlichen und oberen und unteren Flächen steht, während das
rechts dargestellte Hohlprofil 12 auf einer Kante steht.
Zum Verständnis
sei hier bereits auf 3 hingewiesen.
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In die Endbereiche der beiden Hohlprofile 10,12 ist
ein Verbinder 14 eingeschoben, der gemäß der vorliegenden Erfindung
wenigstens auf einem Teil seines Umfangs einen achteckigen Querschnitt aufweist.
Dies soll im einzelnen anhand von 2 erläutert werden.
In 2 sind die Achteckflächen des Verbinders 14 in
Gegenuhrzeigerrichtung umlaufend durchnumeriert. Von diesen acht
Achteckflächen
befinden sich nur die Flächen 1, 2, 3 und 4 in
Positionen im Verhältnis
zur Längsmittelachse 16 des
Verbinders, die einem echten, in die Vierkant-Hohlprofile einbeschriebenen Achteck
entspricht.
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Die Flächen 5, 6, 7 und 8 sind
demgegenüber
zurückgesetzt,
beispielsweise abgefräst.
Auf die Form und Anordnung der Flächen 5, 6, 7 und 8 kommt
es nicht an. Sie können
beispielsweise auch durch einen Bogen gebildet werden. In jedem
Fall darf der Querschnitt des Verbinders 14 die Fläche eines
gestrichelt dargestellten Kreises 18 nicht überschreiten,
auf dem die Kanten eines exakt in den Innenquerschnitt der Vierkant-Hohlprofile
einbeschriebenen Achtecks liegen würden.
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Somit sind für die vorliegende Erfindung
nur die Achteckflächen 1, 2, 3 und 4 von
Bedeutung, deren Geometrie im Verhältnis zur Längsmittelachse 16 derjenigen
eines den Kreis 18 vollständig ausfüllenden Achtecks entsprechen.
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Von den vier Achteckflächen 1, 2, 3 und 4 bilden
die Achteckflächen 1 und 3 einerseits
und die Achteckflächen 2 und 4 andererseits
Achteckflächen-Paare
im Sinne der Terminologie der vorliegenden Anmeldung. Es ist erkennbar,
daß die
Achteckflächen 1 und 3 sowie
2 und 4 der beiden Paare miteinander einen rechten Winkel bilden.
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Zur Festlegung des jeweiligen Schaftabschnitts
des Verbinders in jeweils einem Ende eines Vierkant-Hohlprofils 10,12 werden
jeweils zwei rechtwinklig zueinander stehende Achteckflächen, also die
Achteckflächen
eines Paares, in eine Ecke oder gegen zwei benachbarte Innenflächen eines
Hohlprofils 10 oder 12 gedrückt. Da die Geometrie dieser Achteckflächen derjenigen
des in das Hohlprofil einbeschriebenen, vollständigen Achtecks entspricht, befindet
sich in diesem Fall die hängsmittelachse
16 des Verbinders 14 in Übereinstimmung mit der mit
20 bezeichneten Längsmittelachse
des jeweiligen Hohlprofils 10 oder 12.
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2 läßt im übrigen erkennen,
daß die Achteckflächen-Paare 1 und 3 einerseits
und 2 und 4 andererseits oder deren Winkelhalbierenden 22,24 um
45° entsprechend
einer Achteckfläche
versetzt sind. Daher bietet der Verbinder 14 die Möglichkeit, eine
Stoßverbindung
zwischen zwei um 45° gegeneinander
verdrehten Vierkant-Hohlprofilen herzustellen, wie in 3 erkennbar ist. In 3 sind die beiden Vierkant-Hohlprofile 10,12 in
einem Schnitt durch das Hohlprofil 12 mit Blickrichtung
nach links in 1 dargestellt.
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In diesem Fall liegen die in 2 definierten Achteckflächen 1 und 3 in
der unteren Ecke des auf der Kante stehenden Hohlprofils 12 gegen
die dortigen Innenflächen
des Hohlprofils an, während
die Achteckflächen 2 und 4 gemäß 2 in der rechten unteren
Ecke des Hohlprofils 10 gegen die Innenflächen dieses
Hohlprofils anliegen. Damit der Verbinder in den beiden Hohlprofilen 10,12 festgelegt
ist, sind jeweils in den Winkelhalbierenden 22,24 gemäß 2 Gewindebohrungen in dem
Verbinder vorgesehen, die den Verbinder in Querrichtung durchdringen.
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In diese Gewindebohrungen werden
in 2 und 3 nicht dargestellte Stiftschrauben eingedreht,
die sich jeweils in der gegenüberliegenden Ecke
der Hohlprofile abstützen
und die Achteckflächen 1, 2, 3 und 4 gegen
die Innenflächen
der jeweiligen Hohlprofile drücken.
Auf diese Weise werden die entsprechenden Schaftabschnitte des Verbinders 14 in
den Endbereichen der beiden Hohlprofile 10,12 verspannt.
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Die in 2 und 3 fehlenden Stiftschrauben sind
in 1 zumindest innerhalb
des rechten Hohlprofils 12 dargestellt und mit 26,28 bezeichnet.
Sie besitzen einen rächt
bezeichneten Innensechskant zum Ansetzen eines Werkzeugs. Damit
sie mit dem Werkzeug erreicht werden können, sind in den Ecken der
Vierkant-Hohlprofile
Bohrungen 30 vorgesehen.
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Während 3 einen Schnitt durch das rechts
in 1 gezeigte Hohlprofil 12 zeigt,
betrifft 4 einen Schnitt
durch das links in 1 gezeigte Hohlprofil 10.
In diesem Fall ist ein von rechts unten nach links oben diagonal
zum Hohlprofil verlaufender Gewindestift 32 vorgesehen,
der den Verbinder gegen die rechte und untere Innenfläche des
Hohlprofils 10 vorspannt.
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5 und 6 zeigen zum Vergleich eine
Stoßverbindung
von zwei Vierkant-Hohlprofilen, die sich in der Normalstellung befinden,
deren Außenflächen also
senkrecht und waagerecht liegen. Die Orientierung ergibt sich insbesondere
aus dem Schnitt gemäß 6. In diesem Fall ist der
Verbinder in den beiden mit 34 und 36 bezeichneten
Hohlprofilen in gleicher Weise verspannt, wie es 6 zeigt. Ein diagonal zu dem Vierkant
des Hohlprofils verlaufender Gewindestift 38 stützt sich
in der oberen linken Ecke des Vierkant-Hohlprofils 34 oder 36 von
der Innenseite her ab und drückt
den Verbinder 14 gegen die rechte und untere Innenfläche des
Hohlprofils, wie es in 6 gezeigt
ist. Dies geschieht in gleicher Weise in beiden Hohlprofilen 34 und 36.
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7 und 8 zeigen eine Variante des
erfindungsgemäßen Verbinders
gemäß 1, die im wesentlichen der
rechten Hälfte
des in 1 gezeigten Verbinders
entspricht. Dieser Verbinder 40 ist in einem auf der Kante
stehenden Vierkant-Hohlprofils 12 befestigt.
Zur Herstellung einer Verbindung mit weiteren Bauteilen ist in der
hängsmittelachse 16 des
Verbinders eine Gewindebohrung 42 vorgesehen, die die Aufnahme
von Verbindungsschrauben ermöglicht.