DE202004004696U1

DE202004004696U1 - Verbindungszapfen

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Publication number: DE202004004696U1
Application number: DE200420004696
Authority: DE
Original assignee: Festool GmbH
Current assignee: Festool Group and Co KG
Priority date: 2004-03-25
Filing date: 2004-03-25
Publication date: 2004-06-24
Anticipated expiration: 2014-03-26

Abstract

Verbindungszapfen zum Herstellen einer Zapfenverbindung zwischen zwei insbesondere aus Holz oder holzartigem Material bestehenden Werkstücken (1, 2), beispielsweise zwei rechtwinklig zueinanderstehende Plattenteile (3, 4), an denen Zapfenlöcher (8 bis 11 und 13 bis 16) zum Einstecken und Einleimen des jeweiligen Zapfens (21) ausgebildet sind, wobei der Zapfen (21) über seine Zapfenlänge (a) hinweg einen im Wesentlichen gleichbleibenden Querschnitt aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Zapfen (21) im Querschnitt eine längliche Gestalt mit einem rechteckigen, zwischen zwei Endabschnitten (24, 25) angeordneten mittleren Bereich mit zwei im der Zapfendicke (d) entsprechenden Abstand planparallel zueinander verlaufenden Außenseiten (26, 27) aufweist, deren im Querschnitt gesehene Länge (f) gleich oder größer als die Zapfendicke (d) ist, und dass die beiden Endabschnitte (24, 25) über einen im Wesentlichen der halben Zapfendicke (d) entsprechenden Betrag von dem mittleren Bereich (23) abstehen und im Querschnitt eine im Wesentlichen halbkreisförmige oder in einen Halbkreis mit im Wesentlichen der halben Zapfendicke...

Description

Die Erfindung betrifft einen Verbindungszapfen zum Herstellen einer Zapfenverbindung zwischen zwei insbesondere aus Holz oder holzartigem Material bestehenden Werkstücken, beispielsweise zwei rechtwinkelig zueinander stehende Plattenteile, an denen Zapfenlöcher zum Einstecken und Einleimen des jeweiligen Zapfens ausgebildet sind, wobei der Zapfen über seine Zapfenlänge hinweg einen im Wesentlichen gleichbleibenden Querschnitt aufweist.
Derartige Verbindungszapfen werden beispielsweise im Möbelbau verwendet. Dabei haben übliche Verbindungszapfen, auch Dübel genannt, eine im Wesentlichen kreiszylindrische Gestalt. Die zugeordneten Zapfenlöcher in den Werkstücken weisen einen entsprechenden Kreisquerschnitt auf.
Nachteilig bei diesen Dübeln ist, dass man in dem Falle, wenn die Verbindung der beiden Werkstücke nur von einem einzigen Dübel gebildet wird, die beiden Werkstücke bis zum Aushärten des Leims fixieren muss, da sich die Werkstücke sonst relativ zueinander verdrehen könnten.
Ferner müssen die Dübel einen die Stabilität der Verbindung gewährleistenden Durchmesser aufweisen, so dass sie bei auf die verbundenen Werkstücke einwirkenden Außenkräften nicht abbrechen können. Sie sind daher nur für Werkstücke mit einer entsprechend großen Materialdicke geeignet. Dabei muss diese Materialdicke außerdem um einen solchen Betrag größer als der Dübeldurchmesser sein, dass ein Ausreißen des Werkstückmaterials vermieden wird.
Ausgehend hiervon liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Verbindungszapfen der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem sich ein verdrehfester Zusammenhalt der Werkstücke ergibt. Außerdem soll der Verbindungszapfen auch für verhältnismäßig schmalwandige Werkstücke geeignet sein.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Zapfen im Querschnitt eine längliche Gestalt mit einem rechteckigen, zwischen zwei Endabschnitten angeordneten mittleren Bereich mit zwei im der Zapfendicke entsprechenden Abstand parallel zueinander verlaufenden Außenseiten aufweist, deren im Querschnitt gesehene Länge gleich oder größer als die Zapfendicke ist, und dass die beiden Endbereiche über einen im Wesentlichen der halben Zapfendicke entsprechenden Betrag von dem mittleren Bereich abstehen und im Querschnitt eine im Wesentlichen halbkreisförmige oder in einen Halbkreis mit im Wesentlichen der halben Zapfendicke als Radius passende Gestalt aufweisen.
Die längliche Querschnittsgestalt und dabei insbesondere der mittlere Bereich mit seinen beiden planparallelen Außenseiten sichert den Zapfen in seiner Gebrauchslage drehfest in den ebenfalls mit planparallelen Seitenflächen versehenen Zapfenlöchern der Werkstücke.
Aufgrund der im Querschnitt länglichen Gestalt weist der Verbindungszapfen auch bei schmaler Ausführung eine ausreichende Stabilität auf, so dass sich mit ihm auch entsprechend schmalwandige Werkstücke verbinden lassen.
Damit der Verbindungszapfen fest in den Zapfenlöchern hält, muss seine sogenannte Leimfläche – dies ist die mit Leim zu bestreichende und mit der Wandung der Zapfenlöcher zu verleimende Fläche – möglichst groß sein. Bei dem erfindungsgemäßen Verbindungszapfen wird diese Leimfläche von den planparallelen Außenseiten des mittleren Zapfenbereichs gebildet.
Diese Außenseiten des mittleren Zapfenbereichs stellen somit zum einen die Leimfläche dar und ergeben zum anderen einen verdrehsicheren Sitz des Verbindungszapfens in den betreffenden Zapfenlöchern. In diesem Zusammenhang hat sich das Merkmal, dass die im Querschnitt gesehene Länge der planparallelen Außenseiten des mittleren Zapfenbereichs, die der Querschnittslänge des mittleren Zapfenbereichs entspricht, gleich oder größer als die Zapfendicke ist als eine die beiden genannten Funktionen bestens erfüllende Abmessungsbedingung ergeben. Dabei ist die Querschnittslänge der Außenseite des mittleren Zapfenbereichs zweckmäßigerweise gleich oder größer als die zweifache Zapfendicke.
Das weitere Merkmal, dass die beiden Endabschnitte über einen im Wesentlichen der halben Zapfendicke entsprechenden Betrag von dem mittleren Bereich abstehen und im Querschnitt eine im Wesentlichen halbkreisförmige oder in einen Halbkreis mit im Wesentlichen der halben Zapfendicke als Radius passende Gestalt aufweisen, macht den Verbindungszapfen für die Verwendung in Zusammenhang mit einfach herzustellenden Zapfenlöchern geeignet. Diese Zapfenlöcher weisen zweckmäßigerweise im Querschnitt eine Langlochgestalt mit einer der Zapfendicke entsprechenden Lochbreite und einer mindestens der Zapfen-Querschnittslänge entsprechenden Lochlänge mit halbkreisförmigen Loch-Endbereichen auf. Solche Zapfenlöcher lassen sich durch Fräsen in die zu verbindenden Werkstücke einbringen.
Vorteilhaft ist des Weiteren, dass man bei Verwendung des erfindungsgemäßen Verbindungszapfens das eine und/oder andere Ende der zugeordneten Zapfenlöcher im Querschnitt länger als den Verbindungszapfen ausbilden kann, so dass sich die beiden Werkstücke vor dem Aushärten des Leims zum Ausgleich von Toleranzen relativ zueinander verschieben lassen. Die Leimfläche bleibt dabei stets die gleiche.
Diese Möglichkeit entfällt bei den herkömmlichen kreiszylindrischen Dübeln. Würde man einen solchen Dübel in ein längliches Zapfenloch einsetzen, würde der Dübel nur noch linienartig an den Seitenflächen des betreffenden Zapfenloches anliegen, so dass man praktisch keine Leimfläche mehr hätte.
Bei einer Zapfenverbindung, die von mehreren reihenartig angeordneten Zapfen gebildet wird, kann vorgesehen sein, dass einem der Zapfen, zweckmäßigerweise einem am Ende der Zapfenreihe angeordneten Zapfen, zwei einen entsprechenden Querschnitt wie der Zapfen aufweisende Zapfenlöcher in den beiden Werkstücken zugeordnet sind, während den weiteren Zapfen Zapfenlöcher größerer Länge zugeordnet sind. Auf diese Weise werden die beiden Werkstücke durch den einen Zapfen, dem die beiden gleichen Querschnitt wie der Zapfen aufweisenden Zapfenlöcher zugeordnet sind, genau aufeinander ausgerichtet. Nur beim Einformen dieser beiden Zapfenlöcher muss auf eine exakte Lage in den Werkstücken geachtet werden. Die den anderen Zapfen zugeordneten Zapfenlöcher können dagegen mit Toleranzen behaftet sein. Diese Toleranzen werden durch die längere Gestalt aufweisenden Zapfenlöcher ausgeglichen.
Eine weitere zweckmäßige Maßnahme besteht darin, dass der Zapfen an seinen beiden planparallelen Außenseiten Vertiefungen zur Aufnahme von Leim aufweist.
Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
1 einen erfindungsgemäßen Verbindungszapfen in schematischer Darstellung in Schrägansicht und
2 zwei Werkstücke in Gestalt von rechtwinklig zueinander stehenden Plattenteile, die mit Hilfe von Verbindungszapfen gemäß 1 miteinander verbunden werden sollen, im voneinander getrennten Zustand in Schrägansicht, so dass die Zapfenlöcher sichtbar sind.
Aus 2 gehen zwei Werkstücke 1, 2 hervor, die jeweils von einem aus Holz oder holzartigem Material bestehenden Plattenteil 3, 4 gebildet werden. Es handelt sich beispielsweise um zwei Möbelwände oder eine Möbelwand und ein Fachbrett. Die beiden Plattenteile 3, 4 sollen in rechtwinklig zueinander stehender Lage fest miteinander verbunden werden. Hierzu weist das Plattenteil 3 an seiner gegen die Wandfläche 5 des Plattenteils 4 zu stoßenden Stirnseite 6 eine Reihe 7 von Zapfenlöchern, 8, 9, 10, 11 und das Plattenteil 4 an seiner Wandfläche 5 eine Reihe 12 von Zapfenlöchern 13, 14, 15, 16 auf, wobei sich die Zapfenlöcher der beiden Plattenteile 3, 4 paarweise zugeordnet sind, so dass die Zapfenlöcher 8, 13 bzw. 9, 14 bzw. 10, 15 bzw. 11, 16 jeweils ein Zapfenpaar bilden.
Die Zapfenlöcher weisen im Querschnitt gesehen jeweils eine Langlochgestalt mit im Abstand der Lochbreite b planparallel zueinander verlaufenden Seitenflächen 17, 18 und einer Lochlänge 1 auf, wobei die Loch-Endbereiche 19, 20 halbkreisförmig sind. Diese Zapfenlöcher 8 bis 11 und 13 bis 16 lassen sich durch Fräsen herstellen.
Jedem Zapfenlochpaar 8, 13 bzw. 9, 14 bzw. 10, 15 bzw. 11, 16 ist ein Verbindungszapfen 21 zugeordnet, der ein gesondertes Herstellungsteil insbesondere aus Holz oder holzartigem Material ist, prinzipiell jedoch auch aus Kunststoff bestehen kann. Der Zapfen 21 wird in die beiden Zapfenlöcher des betreffenden Zapfenlochpaars gesteckt und eingeleimt. Dabei kann man in der Praxis so vorgehen, dass man zunächst in die Zapfenlöcher beispielsweise des Plattenteils 3 jeweils eine Zapfen 21 einleimt, wobei der eingeleimte Zapfen aus dem betreffenden Zapfenloch vorsteht, wonach das andere Plattenteil 4 mit seinen Zapfenlöchern unter vorherigem Aufbringen von Leim auf die aus dem Plattenteil 3 vorstehenden Zapfenbereiche aufgesteckt wird.
Der Verbindungszapfen 21 weist über seine der Einsteckrichtung entsprechende Zapfenlänge a hinweg einen im Wesentlichen gleichbleibenden Querschnitt auf. Diese Querschnittsgestalt entspricht der aus 1 hervorgehenden Gestalt der Stirnfläche 22 des Zapfens 21. Diese Querschnittsgestalt ist länglich und setzt sich aus einem mittleren, rechteckigen Bereich 23 und zwei beiderseits des mittleren Bereichs 23 angeordneten Endabschnitten 24, 25 zusammen. Der mittlere Bereich 23 bildet die beiden Außenseiten 26, 27 des Zapfens 21, die im der Zapfendicke d entsprechenden Abstand planparallel zueinander verlaufen. Die im Querschnitt gesehene Länge f der beiden Außenseiten 26, 27 und somit des mittleren Abschnitts 23 ist größer als die Zapfendicke d, zweckmäßigerweise gleich oder größer als die doppelte Zapfendicke d.
Die beiden Endabschnitte 24, 25 stehen in Richtung der Querschnittslänge des Zapfens 21 über einen im Wesentlichen der halben Zapfendicke d entsprechenden Betrag von dem mittleren Bereich 23 ab. Dabei weisen die beiden Endabschnitte 24, 25 im Querschnitte eine im Wesentlichen halbkreisförmige Gestalt mit einem im Wesentlichen der halben Zapfendicke d entspre chenden Radius auf. Die Kontur der Endabschnitte 24, 25 könnte jedoch auch anders als halbkreisförmig sein. Sie muss jedoch so gewählt werden, dass sie eine in einen Halbkreis mit im Wesentlichen der halben Zapfendicke d als Radius passende Gestalt aufweisen. Die Endabschnitte 24, 25 können im Querschnitt beispielsweise trapezförmig sein, wie in 1 strichpunktiert angedeutet ist.
Die Lochbreite b der Zapfenlöcher 8 bis 11 und 13 bis 16 entspricht der Zapfendicke d. Ferner entspricht die im Querschnitt gemessene Lochlänge 1 der Zapfenlöcher der Zapfen-Querschnittslänge g oder ist größer als diese.
Dabei kann es zweckmäßig sein, dass mindestens eines der beiden einem Zapfen 21 zugeordneten Zapfenlöcher im Querschnitt länger als der Zapfen ist. Dies ist in 2 bei den Zapfenlochpaaren 9, 14 und 10, 15 und 11, 16 der Fall. Die Querschnittslänge 1 der Zapfenlöcher 9, 10, 11 entspricht der Querschnittslänge g der für die Zapfenverbindung benötigten Verbindungszapfen 21, während die Querschnittslänge der am anderen Plattenteil 4 angeordneten Zapfenlöcher 14, 15, 16 größer als die Querschnittslänge der Zapfen 21 ist. Auf diese Weise spielen Ortstoleranzen der Zapfenlöcher keine Rolle. Die bereits in die Zapfenlöcher 9, 10 und 11 eingeleimten Zapfen passen unabhängig von diesen Toleranzen in die Zapfenlöcher 14, 15, 16.
Aus 2 geht des Weiteren hervor, dass bei einem der Zapfenlochpaare, nämlich beim Zapfenlochpaar 8, 13, beide Zapfenlöcher 8, 13 im Querschnitt gleich lang wie der Zapfen 21 ist. Diese beiden Zapfenlöcher müssen möglichst exakt eingebracht werden, so dass bei eingeleimtem Verbindungszapfen 21 die beiden Plattenteile 3, 4 ihre gewünschte Relativlage zueinander einnehmen. Die übrigen Zapfenlöcher müssen dagegen, wie geschildert, weniger genau gearbeitet sein.
Im Übrigen machen es mit Bezug auf die Zapfen-Querschnittslänge längere Zapfenlöcher möglich, falls kein Paar von in der Größe dem Verbindungszapfen entsprechenden Zapfenlöchern vorhanden ist, die beiden Werkstücke 1, 2 nach dem Zusammenstecken relativ zueinander zu verschieben und somit auszurichten, solange der Leim noch nicht ausgehärtet ist.
Wie bereits erwähnt, dienen die beiden planparallelen Außenseiten 26, 27 des Zapfens 21 als Leimflächen. In diesem Zusammenhang ist es zweckmäßig, dass der Verbindungszapfen 21 an den beiden planparallelen Außenseiten 26, 27 Vertiefungen 28 zur Aufnahme von Leim enthalten. Im dargestellten Falle werden die Vertiefungen 28 von Längsrillen gebildet. Die Gestalt und gegenseitige Anordnung der Vertiefungen könnte jedoch auch anders sein.

Claims

Verbindungszapfen zum Herstellen einer Zapfenverbindung zwischen zwei insbesondere aus Holz oder holzartigem Material bestehenden Werkstücken (1, 2), beispielsweise zwei rechtwinklig zueinanderstehende Plattenteile (3, 4), an denen Zapfenlöcher (8 bis 11 und 13 bis 16) zum Einstecken und Einleimen des jeweiligen Zapfens (21) ausgebildet sind, wobei der Zapfen (21) über seine Zapfenlänge (a) hinweg einen im Wesentlichen gleichbleibenden Querschnitt aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Zapfen (21) im Querschnitt eine längliche Gestalt mit einem rechteckigen, zwischen zwei Endabschnitten (24, 25) angeordneten mittleren Bereich mit zwei im der Zapfendicke (d) entsprechenden Abstand planparallel zueinander verlaufenden Außenseiten (26, 27) aufweist, deren im Querschnitt gesehene Länge (f) gleich oder größer als die Zapfendicke (d) ist, und dass die beiden Endabschnitte (24, 25) über einen im Wesentlichen der halben Zapfendicke (d) entsprechenden Betrag von dem mittleren Bereich (23) abstehen und im Querschnitt eine im Wesentlichen halbkreisförmige oder in einen Halbkreis mit im Wesentlichen der halben Zapfendicke (d) als Radius passende Gestalt aufweisen.
Verbindungszapfen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittslänge (f) der beiden Außenseiten (26, 27) des mittleren Bereichs (23) gleich oder größer als die zweifache Zapfendicke (d) ist.
Verbindungszapfen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zapfen (21) an seinen beiden planparallelen Außenseiten (26, 27) Vertiefungen (28) zur Aufnahme von Leim aufweist.
Verbindungszapfen nach einem der Ansprüche 1 bis 3 und zugeordnete Zapfenlöcher in den beiden Werkstücken, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden jedem Zapfen (21) zugeordneten Zapfenlöcher (8, 13 bzw. 9, 14 bzw. 10, 15 bzw. 11, 16) im Querschnitt eine Langlochgestalt mit einer der Zapfendicke (d) entsprechenden Lochbreite (b) und einer mindestens der Zapfen-Querschnittslänge (g) entsprechenden Lochlänge (1) mit halbkreisförmigen Loch-Endbereichen (19, 20) aufweisen.
Verbindungszapfen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der beiden dem jeweiligen Zapfen (21) zugeordneten Zapfenlöcher (14, 15, 16) im Querschnitt eine größere Länge als der Zapfen (21) aufweist.
Verbindungszapfen nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Zapfenverbindung, die von mehreren reihenartig angeordneten Zapfen gebildet wird, einem der Zapfen, zweckmäßigerweise einem am Ende der Zapfenreihe angeordneten Zapfen, zwei einen entsprechenden Querschnitt wie der Zapfen (21) aufweisende Zapfenlöcher (8, 13) in den beiden Werkstücken (1, 2) zugeordnet sind, während den weiteren Zapfen in mindestens einem der Werkstücke Zapfenlöcher (14, 15, 16) größerer Länge zugeordnet sind.