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Die Erfindung betrifft einen Profilwinkelverbinder zur lösbaren Verbindung von Profilen mit einer Längsnut.
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Der Stand der Technik beschreibt verschiedene Lösungen, wie Profilteile, insbesondere Aluminium-Konstruktionsprofile, in einem bestimmten Winkel zueinander montiert werden können. Zum einen gibt es Winkel, die auf dem Profilteil positioniert werden und dann mit einer Schraube und einem Nutenstein gegen das Profil verspannt werden. Der Nachteil dieser Lösung ist neben dem Montageaufwand für eine separate Verbindung mit jedem der beiden Profile auch die geringe Stabilität und Winkelgenauigkeit, wenn ein solches Element nur einseitig, wie bei einem stumpfen Stoß zweier Profile eingesetzt wird. Zum anderen gibt es auch verschiedene Profilverbinder, die in der Profilnut positioniert werden. Zum Beispiel werden Aluselbstschneid-Hülsen in die Profilnut geschraubt, eine Zylinderschraube durchgesteckt und in der zweiten Profilnut des zweiten Profilteils mit einem eingesetzten Nutenstein verschraubt. Der Nachteil dieser Variante ist, dass die eingesteckte Zylinderschraube in der Profilnut-nur schlecht zugänglich ist und das Festziehen mit einem Werkzeugschlüssel nur in sehr eingeschränkten Drehwinkel möglich ist. Ein weiteres Beispiel ist die Variante, bei der eine Klammer mit einer Schraube senkrecht in die Profilnut eingesetzt und in einer Bohrung des zweiten Profilteils verschraubt wird. Auch im ersten Profilteil muss eine zusätzliche Bohrung eingebracht werden, um die Schraube mit einem Schraubenschlüssel festschrauben zu können. Der Nachteil dieser Variante liegt in der zusätzlichen spanenden Bearbeitung zum Herstellen der benötigten Bohrungen. Auch ein einfacher Umbau ist aufgrund der feststehenden Bohrung nicht möglich, sondern erfordert einen weiteren Zerspanungsaufwand und muss zudem der Schwächung des Profils durch den spanenden Eingriff Rechnung tragen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, zwei Profilteile winklig miteinander zu verbinden, wobei die Verbindung einfach montierbar und demontierbar und ohne einen spanenden oder sonstige Eingriff in die Struktur der Profilteile realisierbar sein soll. Die Winkellage soll zudem eine hohe Genauigkeit aufweisen.
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Die Aufgabe wird durch die im Schutzanspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Der Profilwinkelverbinder ist zum Verbinden eines ersten Profilteils und eines zweiten Profilteils ausgebildet. Hierbei handelt es sich bei beiden Profilteilen um solche Profilteile, die entlang zumindest einer Längsseite jeweils eine Längsnut aufweisen, wobei diese jeweilige Längsnut mindestens eine Überkragung aufweist. Diese Überkragung bildet eine Hinterschneidung aus. Bevorzugt handelt es sich bei der Längsnut um eine übliche T-Nut. Zudem ist die Längsnut des ersten Profilteils von einer Stirnseite aus zugänglich.
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Vorzugsweise ist der Profilwinkelverbinder für Standard-Profilteile mit einem Nutprofilsystem ausgebildet, wie es häufig im industriellen Umfeld oder für Präsentations- oder Messeaufbauten verwendet wird.
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Der Profilwinkelverbinder weist als Grundkomponenten erfindungsgemäß einen Grundkörper, einen Klemmkörper und einen Zugbolzen aus. Die so zusammengesetzte Baugruppe umfasst den gesamten Profilwinkelverbinder. Die beiden Profilteile selbst sind nicht Bestandteil des erfindungsgemäßen Profilwinkelverbinders.
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Der Grundkörper weist einen ersten und einen zweiten Grundkörperschenkel auf. Hierbei weisen die beiden Grundkörperschenkel eine Hinterschneidungskontur auf. Die Hinterschneidungskontur ist ausgebildet für eine Anordnung in der Hinterschneidung der Längsnut der Profilteile. Insbesondere weist die Hinterschneidungskontur Anlageflächen auf, die für einen Hintergreifungsdruckkontakt mit einer Überkragungsfläche der Überkragung ausgebildet sind.
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Ferner bilden die Grundkörperschenkel zueinander einen Montagewinkel aus. Als Montagewinkel wird der Winkel verstanden, den die beiden Grundkörperschenkel und zugleich die beiden Profilteile nach bestimmungsgemäßer Montage mittels des erfindungsgemäßen Profilwinkelverbinders zueinander beschreiben.
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Weiterhin weist der Grundkörper eine Zugbolzenaufnahme auf. Vorzugsweise handelt es sich um eine Innengewindebohrung, in die der Zugbolzen mit einem Außengewinde eingeschraubt wird.
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Der Klemmkörper weist einen ersten und einen zweiten Klemmabschnitt auf. Der erste Klemmabschnitt ist dem ersten Grundkörperschenkel zugeordnet und der zweite Klemmabschnitt ist dem zweiten Grundkörperschenkel zugeordnet. Zudem weist der Klemmabschnitt eine Anpressfläche auf, die für einen Anpressdruckkontakt mit einer Nutoberseitenfläche ausgebildet ist. Die Klemmabschnitte bilden zueinander den Montagewinkel aus und korrespondieren somit in ihrer Winkelbeziehung mit der Winkelbeziehung der Grundkörperschenkel.
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Weiterhin sind die Klemmabschnitte zueinander durch einen Hauptabschnitt festgelegt.
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Der Zugbolzen weist eine Grundkörperverbindung und eine Klemmkörperverbindung auf. Diese ist ausgebildet, eine Zugkraft zwischen dem Grundkörper und dem Klemmkörper bereitzustellen, sowie somit einen Druckkontakt zwischen der Anlagefläche und der Überkragungsfläche und zwischen der Anpressfläche und der Nutoberseitenfläche bereitzustellen.
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Der Zugbolzen ist bevorzugt als Normschraube ausgebildet. Für spezielle Anwendungsfälle können jedoch auch Sonderformen des Zugbolzens gefertigt werden.
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Der Vorteil einer Normschraube ist die gute Verfügbarkeit, die einfache Austauschbarkeit im Reparaturfall und die kostengünstige Beschaffbarkeit.
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Der erfindungsgemäße Profilwinkelverbinder weist insbesondere nachfolgende Vorteile auf.
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Der Profilverbinder ermöglicht mehrere Verbindungsvarianten zweier Profilteile. Eine erste Möglichkeit ist die Verbindung über Eck. Dabei wird das erste Profilteil stumpf an das Ende des zweiten Profilteils gestoßen. Eine zweite Möglichkeit ist das stumpfe Anstoßen des ersten Profilteils auf die Längsseite des zweiten Profils an beliebiger Stelle, ähnlich einer „T“-Anordnung. Ferner bietet der Winkelprofilverbinder als dritte Möglichkeit das Zusammenfügen zweier Profilteile an deren Enden. Dabei sind die Profilteile bevorzugt auf Gehrung geschnitten, wobei der Gehrungswinkel einem halben Montagewinkel entspricht.
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Der Profilwinkelverbinder ist zudem vorteilhaft universell ausgelegt. Er kann mit vielen verschiedenen Profilteilen kombiniert werden. Die Winkelverbindung der Profilteile ist aufgrund der präzisen Form und des Spannsystems des Profilwinkelverbinders mit einer hohen Genauigkeit der Winkellage herstellbar.
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Vorteilhaft ist ferner die Bereitstellbarkeit unterschiedlicher Montagewinkel. Besonders geeignet ist der Profilwinkelverbinder für die häufigen 90-Grad-Verbindungen ausbildbar. Es können jedoch auch andere Montagewinkel realisiert werden. Hierbei sind ferner spitze und stumpfe Winkel sowie in Sonderfällen überstumpfe Winkel sowie ein gestreckter Winkel möglich.
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Vorteilhaft sind der einfache Aufbau und die geringe Anzahl der Komponenten. Auch die Anwendung ist aufgrund der einfachen Form selbsterklärend und unterstützt eine intuitive Verwendung. Der erfindungsgemäße Winkelprofilverbinder weist den Vorteil einer einfachen Konstruktion auf. Insbesondere besteht er aus lediglich drei Bauteilen, wobei der Zugbolzen zudem als Normbauteil ausgebildet werden kann.
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Vorteilhaft ist zudem, dass lediglich ein Zugbolzen angezogen werden muss, so dass ein geringerer Montageaufwand besteht. Zudem ist der Zugbolzen bevorzugt in einer Winkelstellung eines halben Montagewinkels angeordnet, so dass in der Regel ein guter Werkzeugzugang zu dem Zugbolzen besteht.
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Der Winkelprofilverbinder ermöglicht eine einfache Montage auch dadurch, dass je nach Einbausituation die drei Komponenten vormontiert werden können. Die vormontierte Baugruppe kann dann durch Einschieben der Grundkörperschenkel mit deren Hinterschneidungskontur in die jeweilige Längsnut der Profilteile an den Profilteilen angeordnet und ausgerichtet werden. Durch Anziehen des Zugbolzens wird dann die Lagebeziehung der beiden Profilteile zueinander fixiert.
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Weiterhin weist der erfindungsgemäße Profilwinkelverbinder eine zusätzliche verspannende Wirkung in der Weise auf, dass die beiden Profilteile bei einem Anziehen des Zugbolzens gegeneinander gepresst werden. Daher werden bei einer mechanischen Beanspruchung Kräfte zwischen den beiden Profilteilen nicht ausschließlich über den Profilwinkelverbinder, sondern auch über einen Druckkontakt direkt zwischen den beiden Profilteilen abgetragen.
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Vorzugsweise bestehen der Grundkörper und der Klemmkörper aus Aluminium. Sie werden vorzugsweise im Druckgussverfahren hergestellt. Aber auch andere Materialien, wie beispielsweise faservergütete Kunststoffe, speziell für den Kunststoffdruckguss, können zur Anwendung kommen. Die Bauteile sind vorzugsweise druckguss- bzw. spritzgussoptimiert ausgelegt. Ein Vorteil ist die einfache und seriengerechte Herstellbarkeit. Durch diese Fertigungsverfahren sind präzise Teile in einer hohen Stückzahl mit einem hohen Automatisierungsgrad fertigbar.
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In einer anderen vorteilhaften Weiterbildung weist der Grundkörper einen Verbindungsabschnitt auf. Der Verbindungsabschnitt definiert den Winkel der beiden Klemmabschnitte des Grundkörpers zueinander und ermöglicht eine zuverlässige Kraftübertragung zwischen den beiden Klemmabschnitten.
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Weiterhin überkragt gemäß dieser vorteilhaften Weiterbildung der Klemmkörper den Verbindungsabschnitt. Mittels dieser Weiterbildung wird vorteilhaft die Lagebeziehung von Grundkörper und Klemmkörper zueinander in mehreren Freiheitsgraden formschlüssig festgelegt. Ferner wird die Montage des Profilwinkelverbinders vereinfacht, da durch das Überkragen der Klemmkörper auch im nicht gespannten Zustand des Zugbolzens in seiner Montageposition auf dem Grundkörper gehalten wird. Insbesondere werden zudem vorteilhaft sämtliche Druckkontaktflächen zueinander vorpositioniert.
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In einer anderen vorteilhaften Weiterbildung weist die Hintergreifungskontur mindestens des ersten Grundkörperschenkels eine Hintergreifungskonturausnehmung auf. Diese ist ausgebildet, in dem Montagewinkel die Überkragung einer der Profilteile aufzunehmen. Dies ermöglicht, die Profilteile in mehreren Anordnungsvarianten zueinander zu montieren. Vor allem eine „T“-Anordnung ist durch die Aussparung möglich, da das erste Profilteil stirnseitig an dem Profilwinkelverbinder angeordnet und der Profilwinkelverbinder an eine beliebige Stelle in der Profilnut des zweiten Profilteils geschoben werden kann.
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In einer anderen vorteilhaften Weiterbildung beträgt der Montagewinkel 90 Grad. Hierbei handelt es sich um den in der Praxis wichtigsten Montagefall.
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In einer anderen vorteilhaften Weiterbildung ist der Zugbolzen in einem Zugbolzenwinkel zu dem Grundkörper und dem Klemmkörper angeordnet, wobei der Zugbolzenwinkel die Hälfte des Montagewinkels beträgt. Dadurch wird die vom Zugbolzen eingeleitete Kraft gleichmäßig auf die Anpressflächen beider Schenkel des Grundkörpers und des Klemmkörpers verteilt. Die Anpresskraft des Klemmkörpers auf die Nutprofiloberseite definiert die Festigkeit und Stabilität der Winkelverbindung. Durch die Verwendung nur einer Schraube, die die Anpresskraft über den Klemmkörper gleichmäßig verteilt, ist die Fehleranfälligkeit beim Herstellen der Verbindung sehr gering. Das lässt auch einen hohen Grad an Automatisierung zu. Zudem wird die benötigte Zeit zum Montieren der Profilwinkelverbindung reduziert.
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Die Erfindung wird als Ausführungsbeispiel anhand von
- 1 Schrägbildansicht eines montierten Profilwinkelverbinders
- 2 Schrägbildansicht des Montagevorgangs des Profilwinkelverbinders
- 3 Schrägbildansicht des Klemmkörpers
- 4 a), 4 b), 4 c), 4 d) weitere Ansichten des Klemmkörpers
- 5 Schrägbildansicht des Grundkörpers
- 6 a), 6 b), 6 c), 6 d), 6 e) verschiedene Ansichten des Grundkörpers in einer modifizierten Ausbildung
näher erläutert.
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Die 1 zeigt den montierten Endzustand des Profilwinkelverbinders mit den Profilteilen 1, 2. Die Verbindungsvariante dieses Ausführungsbeispiels ist der stumpfe Stoß des ersten Profilteils 2 mit dessen Stirnfläche an das Ende des zweiten Profilteils 1 an dessen Längsseite. Der Grundkörper 5 des Profilwinkelverbinders ist mit seinen Grundkörperschenkeln 8, 9 in die Längsnuten 3 der Profilteile 1, 2 eingeschoben. Die Hintergreifungskontur 10 liegt mit der Anlagefläche 11 an der Überkragungsfläche 12 der Hinterschneidung der Längsnut 3 der Profilteile 1, 2 an. Der Klemmkörper 6 ist von außen auf die Profilteile 1, 2 und den Verbindungsabschnitt des Grundkörpers 5 aufgelegt. Der Zugbolzen 7 ist in die Zugbolzenaufnahme 13 eingelegt. Zudem baut der Zugbolzen 13 eine Zugkraft auf. Diese sorgt dafür, dass die Anpressfläche 16 des Klemmkörpers 6 einen Anpressdruckkontakt auf die Nutoberseitenfläche 17 der Profilteile 1, 2 ausbildet. Aufgrund der Verbindung des Zugbolzens 13 mit dem Grundkörper 5 überträgt dieser die Gegenkraft über die Anlagefläche 11 auf die Überkragungsfläche 12 als Hintergreifungsdruckkontakt. Dadurch ist der Kraftfluss geschlossen und der Profilwinkelverbinder klemmt die Profile 1, 2 in der definierten Position fest. Durch den vorgegebenen Winkel des Profilwinkelverbinders sind die Profilteile 1, 2 im gleichen Winkel fixiert.
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Die 2 zeigt den Montagevorgang des Profilwinkelverbinders mit den Profilteilen 1, 2 zu einer Winkelverbindung. Der Grundkörper 5 wird mit dem ersten Grundkörperschenkel 8 in die Längsnut 3 des ersten Profilteils 1 eingeschoben. Nachfolgend wird das zweite Profilteil 2 auf den zweiten Grundkörperschenkel 9 aufgeschoben, bis die beiden Profilteile 1, 2 aufeinanderstoßen. Danach wird der Klemmkörper 6 in die Innenseite der entstandenen Eckverbindung aufgesetzt, so dass die Klemmabschnitte 14, 15 mit den Anpressflächen 16 auf den Nutoberseitenflächen 17 der Profilteile 1, 2 aufliegen. Der Zugbolzen 7 wird durch die Bohrung im Klemmkörper 6 geführt und in der Zugbolzenaufnahme 13 im Grundkörper 5 gefügt. Dadurch wird eine Klemmkraft erzeugt, die die Profilteile 1, 2 in der definierten Lage fixiert.
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3 zeigt den Klemmkörper 6. Dieser besteht aus einem ersten Klemmabschnitt 14 und einem zweiten Klemmabschnitt 15. Die Klemmabschnitte 14, 15 stehen im Montagewinkel zueinander. Sie bilden die Anpressflächen 16 aus, mit denen der Klemmkörper 6 auf die Nutoberseitenfläche 17 der Profilteile 1, 2 einen Druckkontakt erzeugt. Aufgenommen werden die Klemmabschnitte 14, 15 vom Hauptabschnitt 18. Die Bohrung in der Mitte des Hauptabschnitts 18 dient der Aufnahme des Zugbolzens 7 mit der Klemmkörperverbindung 20.
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Die 4 a) zeigt als eine Schnittdarstellung insbesondere die Bohrung in der Mitte des Hauptabschnitts 18. 4 b) zeigt die Lage des in 4 a) dargestellten Schnitts. 4 c) ist eine perspektivische Sicht von der Seite, von der aus die Montage erfolgt und der Zugbolzen 7 in die Bohrung des Klemmkörpers eingesetzt wird. 4 d) entspricht im Wesentlichen der 3.
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5 zeigt den Grundkörper 5. Dieser besteht aus dem ersten Grundkörper 8 und dem zweiten Grundkörperschenkel 9. An den Grundkörperschenkeln 8, 9 befindet sich eine Hintergreifungskontur 10. Mit dieser wird der Grundkörper 5 in die Längsnut 3 eines Profilteils 1, 2 eingeschoben. An der Hintergreifungskontur 10 besteht eine Anlagefläche 11. Diese bildet eine Hinterschneidung mit einer Anlagefläche 11, die an der Überkragungsfläche 12 der Überkragung eines Profilteils 1, 2 einen Hintergreifungsdruckkontakt aufbaut. Die Grundkörperschenkel 8, 9 sind zueinander im Montagewinkel angeordnet. In der Mitte des Grundkörpers 5 ist die Zugbolzenaufnahme 13 angeordnet, die den Zugbolzen 7 mit der Grundkörperverbindung 19 aufnimmt. Die Zugbolzenaufnahme 13 ist im Ausführungsbeispiel als Innengewindebohrung ausgebildet, in die der als Schraube ausgebildete Zugbolzen 7 eingreift.
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6 a) zeigt eine perspektivische Ansicht eines modifizierten Ausführungsbeispiels des Grundkörpers 5. Hier ist insbesondere die Hintergreifungskonturausnehmung 22 zwischen den Grundkörperschenkeln 8, 9 größer als in dem Ausführungsbeispiel nach 5 ausgebildet. Die so ausgebildete Hintergreifungskonturausnehmung ermöglicht es, jeden der beiden Grundkörperschenkel 8, 9 in einem längsseitig zu montierenden Profilteil 1 anzuordnen, so dass das andere Profilteil 2 in einer Montageanordnung dort stirnseitig stumpf aufstoßen kann.
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Ferner sind zur Gewichtsreduzierung und Materialeinsparung konkave Ausnehmungen vorgesehen.
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6 b) zeigt eine Seitenansicht und 6 c) einen Schnitt, dessen Lage in 6 d) dargestellt ist. Aus 6 c) ist insbesondere die Zugbolzenaufnahme 13 zu ersehen. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Zugbolzenaufnahme 13 in einen solchen Zugbolzenwinkel angeordnet, der die Hälfte des Montagewinkels beträgt. Letztlich zeigt 6 e) eine Draufsicht, aus der ebenfalls die Hintergreifungskonturausnehmung 22 in ihrer Lagebeziehung zu den Grundkörperschenkeln 8, 9 und der jeweiligen Anlagefläche 11 gut ersichtlich ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- erstes Profilteil
- 2
- zweites Profilteil
- 3
- Längsnut
- 4
- Überkragung
- 5
- Grundköper
- 6
- Klemmkörper
- 7
- Zugbolzen
- 8
- erster Grundkörperschenkel
- 9
- zweiter Grundkörperschenkel
- 10
- Hintergreifungskontur
- 11
- Anlagefläche
- 12
- Überkragungsfläche
- 13
- Zugbolzenaufnahme
- 14
- erster Klemmabschnitt
- 15
- zweiter Klemmabschnitt
- 16
- Anpressfläche
- 17
- Nutoberseitenfläche
- 18
- Hauptabschnitt
- 19
- Grundkörperverbindung
- 20
- Klemmkörperverbindung
- 21
- Verbindungsabschnitt
- 22
- Hintergreifungskonturausnehmung
