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Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine mechanische Verbindungseinrichtung für eine lösbare Kopplung zweier oder mehrerer struktureller Elemente. Diese Verbindungseinrichtung ist in unterschiedlichen Ausführungsformen realisierbar.
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Der Antragsteller hat früher einige Anmeldungen eingereicht. Er hat insbesondere am 13. April 2001 eine
italienische Gebrauchsmusteranmeldung Nr. AV2001U000003 mit dem Titel „Umkehrbare mechanische Verbindung”, am 3. August 2010 eine
italienische Gebrauchsmusteranmeldung Nr. TO2010U000140 mit dem Titel „Umkehrbare mechanische Verbindung für die Kopplung von Elementen in einem beliebigem Kopplungswinkel”, und am 22. März eine
italienische Gebrauchsmusteranmeldung Nr. CO2011A000012 mit dem Titel „Mechanische Verbindung für die umkehrbare Kopplung von Elementen in einem beliebigen Annäherungswinkel” hinterlegt.
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Alle diese Verbindungseinrichtungen umfassen mindestens zwei Sperrstifte und mindestens einen Verbindungsstift. Die Sperrstifte weisen Bohrungen auf, die sich für die Aufnahme von mindestens einem Verbindungsstift eignen.
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Die in diesen vorhergehenden Unterlagen beschriebenen und beanspruchten Lösungen weisen grundlegende Mängel auf, wie im Folgenden erklärt wird.
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Der erste Mangel ist dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrstifte bei der Verwendung dieser Verbindungseinrichtungen in Sitze (Bohrungen) eingefügt werden müssen, die in den zu verbindenden Elementen für sie vorgesehen sind, wobei die Sperrstifte in den hierfür eigens vorgesehenen Sitzen der zu verbindenden Elemente in geeigneter Drehlage angeordnet werden müssen, um den Verbindungsstift in die Bohrungen der Sperrstifte einfügen zu können.
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Die korrekte Anordnung oder Wiederanordnung der Sperrstifte erfordert daher, falls von Hand vorgenommen, Zeit und Sorgfalt. Falls diese Anordnung dagegen maschinell, d. h. automatisch erfolgt, kann sie, insbesondere in der Ausrichtungsphase, sehr komplex ausfallen.
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Eine zweite wichtige Fragestellung ergibt sich aus der Schwierigkeit, eine einwandfreie Zentrierung der zu verbindenden Elemente, beispielsweise eines Ständers eines Rahmens mit einem entsprechenden Querträger, rasch und stabil zu erreichen. Diese Schwierigkeit wird durch das Radialspiel verursacht, das zwischen den Stiften und entsprechenden Sitzen (Bohrungen) vorhanden ist und bei der Kopplung der zu verbindenden Elemente Unstabilität verursacht.
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Aus den zwei oben angeführten Einschränkungen ergibt sich ein dritter Mangel, und zwar die Unmöglichkeit, mit den derzeit bekannten Verbindungseinrichtungen, eine Verbindung der Elemente in automatisierter Weise, ohne die Notwendigkeit nachfolgender Einstellungen, zu realisieren.
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Sämtliche vorhergehenden Lösungen haben außerdem den Mangel, dass sie nicht geeignet sind, ein relativ langes Element mit einem nicht im Endbereich dieses Elements angeordneten Querträger zu verbinden, beispielsweise ein Aussenrahmenelement mit einem mittleren Querträger bei einem Fenster oder einer Glastür. Dieser Mangel ergibt sich daraus, dass für die Anordnung der erforderlichen Sperrstifte extrem lange Bohrungen in den langen Elementen (Aussenrahmenelementen) erforderlich wären.
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Die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Bereitstellung einer Verbindungseinrichtung die sämtliche obenerwähnten Nachteile überwinden kann.
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Ein erster Zweck der vorliegenden Erfindung ist insbesondere der, eine mechanische Verbindungseinrichtung für die Kopplung zweier oder mehrerer Elemente zu schaffen, die eine Ausrichtung dieser Elemente ohne komplexe Einstellungen nach der Montage der Verbindungseinrichtung ermöglicht.
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Ein zweiter Zweck liegt darin, eine Verbindungseinrichtung zu schaffen, die die Kopplung eines mittleren Querträgers mit einem Aussenrahmenelement erlaubt, und daher nicht auf die Kopplung von Elementen an ihren Endbereichen beschränkt ist.
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Diese Zwecke werden von der mechanischen Verbindungseinrichtung mit den Eigenschaften erreicht, die in den beigefügten Ansprüchen definiert sind.
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Das dieser Vorrichtung zugrundeliegende Neuerungskonzept liegt in einer Kombination folgender Aspekte:
Ein erster Aspekt betrifft den Verbindungsstift der Verbindungseinrichtung, der durch seine besondere Gestaltung die Eigenschaft hat, dass er in ebenfalls besonders gestaltete Bohrungen der zu verbindenden Elemente eingeführt werden kann, mit dem Resultat, dass der Verbindungsstift sich nach der Einführung nicht mehr drehen kann.
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Ein zweiter Aspekt betrifft ebenfalls den Verbindungsstift der Verbindungseinrichtung, der in einem Zwischenbereich eine in die jeweilige Bohrung der zu verbindenden Elemente einführbare Erweiterung in einer Weise aufweist, dass er die Elemente in einer vorbestimmten Weise gegenseitig ausrichtet und dadurch automatisch eine stabile Selbstzentrierung der Teile bewirkt. Ein Endbereich des Verbindungsstiftes weist außerdem ein in seiner Längsachse ausgerichtetes Innengewinde für das Einfügen eines Befestigungsmittels (z. B. Schraube) zum Fixieren eines der Elemente auf. Damit lässt sich vorzugsweise ein Querträger im Mittelbereich eines relativ langen Längsträgers (bspw. Aussenrahmenprofil) befestigen.
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Die technischen Eigenschaften der vorliegenden Erfindung sowie ihre Vorteile werden aus der nachfolgenden, in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen zu betrachtenden Beschreibung, ersichtlich, in denen:
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eine Ansicht eines Verbindungsstiftes gemäß der vorliegenden Erfindung ist,
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eine Perspektivansicht einer Ausführungsform (Variante mit doppelter Öffnung) eines Sperrstifts gemäß der vorliegenden Erfindung ist,
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eine Perspektivansicht einer Ausführungsform (Variante mit einzelner Öffnung) eines Sperrstifts gemäß der vorliegenden Erfindung ist,
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eine Querschnittansicht einer ersten möglichen Form der Sperrstifte 2a und 2b ist,
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eine Querschnittansicht einer zweiten möglichen Form der Sperrstifte gemäß der vorliegenden Erfindung ist,
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eine gesprengte Ansicht einer Verbindungseinrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist,
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eine Ansicht der Verbindungseinrichtung in in einer zusammengestellten Form ist,
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eine Perspektivansicht eines Stiftes gemäß der vorliegenden Erfindung ist,
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einen Querschnitt des Stiftes in darstellt, der die innere Windung zeigt,
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eine Perspektivansicht der Verbindungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist, die an einem mittleren Querträger und entsprechendem Ständer angebracht ist.
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Die Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen sind lediglich für Darstellungszwecke zu verwenden und daher nicht als einschränkend zu betrachten; die vorliegende Erfindung kann auch in anderen und verschiedenartigen Ausführungsformen realisiert werden; es ist außerdem festzuhalten, dass diese Abbildungen schematisch und vereinfacht sind.
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In Bezug zu den , , und , bezeichnet 1 einen Verbindungsstift einer mechanischen Verbindungseinrichtung für die lösbare Kopplung zweier oder mehrerer anzunähernder Elemente 7a, 7b (siehe ), und zwar typischerweise zweier Holzbalken, die im Bereich ihrer gegenseitigen Kontaktflächen jeweils mindestens eine durch die jeweilige Kontaktfläche verlaufende Bohrung umfassen. Die Verbindungseinrichtung gemäß vorliegender Erfindung umfasst mindestens einen Sperrstift 2 und mindestens den schon erwähnten Verbindungsstift 1. Dieser Verbindungsstift 1 weist zwei Enden 1a, 1b auf, die sich jeweils für eine Einführung in die im Bereich jeder Zwischenfläche der Elemente 7a, 7b vorhandenen Bohrungen eignen, während der Sperrstift 2 sich jeweils für eine Kopplung an das Ende 1b und das Querträgerelement 7a eignet. Gemäß vorliegender Erfindung umfasst der Verbindungsstift 1 in einem im montierten Zustand im Bereich der Kontaktflächen zwischen beiden Elementen liegenden Zwischenbereich eine Querschnittserweiterung 15, die sich für eine Einführung in die Bohrungen der zwei Elemente 7a, 7b derart eignet, dass sie diese in vorbestimmter Weise gegenseitig ausrichtet. Der Zweck der vorliegenden Beschreibung ist, darzustellen, dass die zwei zu verbindenden Elemente 7a, 7b in vorbestimmter Weise gegenseitig ausgerichtet sind, wenn die entsprechenden Bohrungen im Bereich der Kontaktflächen die vorbestimmten Querschnitte aufweisen und diese Querschnitte mit der vorbestimmten Drehlage ausgeführt sind. Die Erweiterung 15 des Verbindungsstifts 1 kann, je nach den Verwendungsverhältnissen des Stiftes selbst, verschiedene Ausführungsformen und Größen und insbesondere Querschnittsformen aufweisen. Es wird festgehalten, dass die äußeren Profile der in den und gezeigten Abschnitte vorteilhaft auch als Querschnitte der Bohrungen im Bereich der Kontaktflächen der zu verbindenden Elemente und/oder der Querschnittserweiterungen der Verbindungsstifte verwendet werden können.
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In der wird ein Verbindungsstift gezeigt, der in der Nähe der zwei äußersten Bereiche der Erweiterung 15 jeweils zwei Anschrägungen 15a, 15b umfasst. Diese Anschrägungen erlauben in vorteilhafter Weise eine wirksame Einfügung in das Innere der Bohrung des Stiftes 1 und eine darauffolgende Kopplung mit dem Sperrstift 2. Sie erlauben es auch insbesondere, die Elemente nach ihrer Annäherung auszurichten. Falls der Verbindungsstift 1 tatsächlich nicht in die Bohrung eingeführt wird und die Elemente untereinander nicht in einer vorbestimmten Weise ausgerichtet sind, kommen die Anschrägungen 15a und 15b mit den jeweiligen Wänden der Bohrungen in Berührung. Bei der Montagephase des Verbindungsstiftes drückt die Anschrägung auf die Lochwandung, und erlaubt damit die richtige Einordnung des Stiftes selbst. Gemäß vorliegender Erfindung weisen die Erweiterung 15 des Verbindungsstiftes 1 und der Sperrstift 2 einen vorzugsweise polygonalen, insbesondere rechteckigen Querschnitt auf (siehe das Profil in ), der dieselbe Form und Größe der Bohrung hat, in der sie sich einfügen. Diese Konfiguration erweist sich als besonders vorteilhaft für den Fall einer automatisierten Einfügung der Stifte 1 und 2 in das Innere der jeweiligen Bohrungen des Elements 7a. In diesem genauen Fall bewegt eine Werkzeugmaschine (typischerweise ein Roboter) tatsächlich den Verbindungsstift 1 mit einem eigens hierfür vorgesehenem Werkzeug (typischerweise eine Zange) und fügt ihn in das Innere der Bohrung mit Hilfe einer eigens hierfür vorgesehenen elektronischen Instrumentierung (typischerweise ein Infrarotstrahlungs-Erkennungssystem) ein, am Verbindungsstift 1 werden (typischerweise mit einem kleinen Hammer) Vibrationen angebracht, um den letzteren in die Bohrung eingreifen zu lassen. Die derart konzipierte Querschnittserweiterung 15 ermöglicht daher eine wirksame automatisierte Einfügung des Verbindungsstiftes 1 in das Innere der Bohrung, sein rechteckiger Querschnitt erleichtert tatsächlich die Aufnahme des Verbindungsstiftes 1 seitens der ihn festhaltenden und bewegenden Zange, und erlaubt außerdem sein korrektes Einfügen in das Innere der Bohrung. So erfolgt die Einfügung und Zentrierung der zu verbindenden Teile in einer vorbestimmten Weise. Der derart konzipierte Verbindungsstift ist auch für den Fall einer handbetätigten Kopplung desselben mit den Elementen 7a, 7b und dem Sperrstift 2, und zwar insbesondere wenn die Elemente 4 aus Holz bestehen, besonders vorteilhaft.
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Der Durchmesser des Erweiterungsabschnitts 15 ist vorzugsweise etwas kleiner als der Querschnitt der Bohrung, um ihn in günstiger Weise mit einem Radialspiel einzufügen. Während der Kopplungsphase mit den Elementen 7a, 7b und den Sperrstiften 2 erlaubt diese Konfiguration die funktionelle Bewegung des Verbindungsstiftes 1, der die Ausrichtung und die vorbestimmte Zentrierung zwischen den Elementen 7a und 7b bewirkt.
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Aus den – kann man einen weiteren Aspekt erkennen, der die zwei gezeigten verschiedenen Sperrstifte betrifft. Diese haben eine Form die die Kopplung mit dem entsprechenden Element 7a so zulässt, dass sie eine definierte Lage im zu verbindenden Element einnehmen und sich nach dem Einfügen nicht mehr drehen können. Um diese Wirkung zu erzielen, umfassen die Sperrstifte 2a, 2b vorzugsweise einen Körper mit einer prismatischen Längserstreckung, wobei die Basis dieses Körpers, wie in und zu ersehen, ein Rechteck oder eine Ellipse mit einem abgeschrägten Umfang aufweist.
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Jeder der Sperrstifte 2a, 2b weist außerdem wenigstens eine zur Aufnahme des Endes 1b des genannten Verbindungsstiftes 1 geeignete Querbohrung 21 auf, in der mindestens ein Rand der Querbohrung 21 eine Anschrägung hat, der damit die Einfügung des genannten Endes des Verbindungsstifts 1 erleichtert. Die in gezeigte Konfiguration mit zwei Querbohrungen 21 entspricht der Variante, wonach die Verbindungseinrichtung den gleichzeitigen Einsatz zweier Verbindungsstifte 1 vorsieht, um die Stabilität der Struktur zu erhöhen. Jeder Sperrstift weist außerdem zwei Längsbohrungen 22 auf, in denen der Sitz eines (in den und gezeigten) Stiftes 5 für die Sperrung der Verbindung und die Befestigung mit dem Verbindungsstift 1 vorgesehen ist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist wenigstens ein Rand der erwähnten Längsbohrungen 22 des Sperrstiftes 2 eine Anschrägung auf.
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Es ist zu berücksichtigen, dass die verschiedenen Anschrägungen außer einer leichten Verkopplung der mechanischen Elemente auch besonders starke Sperrungen und/oder die Abwesenheit von Spielräumen verbürgen. Insbesondere stellt die Anschrägung am Rand der Querbohrungen 21 eine Oberfläche dar, auf der die Spitze des Stiftes 5 während der Sperrung eine gewisse Kraft ausüben kann. Durch die Ausnutzung dieser Konfiguration wird der Verbindungsstift 1 in der richtigen Ausrichtungsposition gesperrt, und seine Zentrierung erfolgt automatisch und stabil.
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Es ist weiterhin zu betonen dass die Querbohrung 12 des Verbindungsstiftes 1 und die Längsbohrungen 21 des Sperrstiftes 2, je nach der zu tragenden strukturellen Belastung, auch blind, d. h. nicht durchgehend, sein können.
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In Bezug zu den und kann man ersehen, dass der Verbindungsstift 1 gemäß der vorliegenden Erfindung eine Querbohrung 12 am Ende 1b und eine Längsbohrung mit einem Innengewinde 11 am Ende 1a aufweist. Das Innengewinde 11 ist dazu geeignet, ein Verbindungsmittel 4 für die Verbindung des mittleren Querträgers 7a mit dem Ständer 7b durch eine eigens am genannten Ständer 7b vorgesehener Bohrung aufzunehmen, wie in der dargestellt ist. Das Verbindungsmittel 4 kann beispielsweise eine Schraube sein. Die Stabilität der Verhakung ist durch eine Scheibe 3 gesichert, die dieselbe Form der Bohrung am Ständer 7b und wie in den und gezeigt eine Öffnung 31 für die Lagerung des Verbindungsmittels 4 hat, wobei die genannte Öffnung vorzugsweise eine zum Kopfende 41 des Verbindungsmittels 4 komplementäre Form hat, die sich daher einwandfrei in das Innere der Scheibe 3 einfügt und damit eine stabile und genaue Passung verbürgt. Die Einfügung des Verbindungsmittels 4 in die Scheibe 3 ist weiterhin durch die Gegenwart von Anschrägungen an den Umfängen des Kopfendes 41 des Mittels 4 und der Öffnung 31 der Scheibe begünstigt. Um zu vermeiden dass die Scheibe 3 im Inneren der Bohrung am Ständer 7b einen Spielraum hat, weist diese vorzugsweise (wie die beispielsweise in gezeigte) einen polygonalen Querschnitt mit abgerundeten Kanten auf.
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Auch wenn diese Konfiguration eine vorteilhafte Anwendung für die Verbindung eines mittleren Querträgers findet, so kann sie selbstverständlich auch in dem Fall angewendet werden, in dem der Ständer und der Querträger an der Kante einer Struktur wie beispielsweise eine Tür, ein Fenster oder im Allgemeinen ein Möbelstück bilden. In diesem Fall bietet die Verbindungseinrichtung der vorliegenden Erfindung tatsächlich noch einen weiteren konstruktiven Vorteil: Wie in gezeigt, weisen die Verbindungsstifte in ihrem Inneren ein Gewinde 51 auf: Dieses ist für den Zweck erfunden worden, noch zusätzlich ein Befestigungsmittel von Eisenwaren für Tür- und Fensterflügel, wie beispielsweise ein Öffnungs- und Schließscharnier empfangen zu können, wobei die genannten Eisenwaren auf der zwischen dem Ständer und Querträger gebildeten Kante aufgesetzt und unmittelbar im Inneren des Stiftes 5 eingeschraubt werden können, ohne sonstige Bohrungen in der Struktur zu erfordern und die Verbindung somit weiter zu stärken, da es sich um eine Verbindung zwischen einem Stift und beispielsweise einer Schraube und daher beiderseits um metallische Elemente handelt.
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Die Verbindungseinrichtung gemäß vorliegender Erfindung kann also eingesetzt werden, um eine Mehrzahl von Verbindungskonfigurationen zwischen den zu verbindenden Elementen zu schaffen und damit die folgenden Vorteile zu bieten: eine erleichterte und somit stabile Struktur ohne Spielräume in der Zusammensetzung, eine Selbstzentrierung der zu montierenden Teile und daher des Ständers und Querträgers, sei es ein Mittel- oder Kantenstück, eine hohe, dadurch begründete Umkehrbarkeit, so dass sämtliche Elemente leicht abnehmbar und daher im Verlauf der Zeit ersetzbar sind, und letzthin eine gute Verträglichkeit mit den Eisenwaren für Tür- und Fensterflügel.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- IT 2001000003 [0002]
- IT 2010000140 [0002]
- IT 2011000012 [0002]
