-
TECHNISCHES GEBIET
-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verbindungselement zum Verbinden eines Hohlprofils mit einem weiteren Bauteil, wobei das weitere Bauteil insbesondere ein Flacherzeugnis oder ein weiteres Hohlprofil ist.
-
STAND DER TECHNIK
-
Profilverbinder oder Verbindungselemente zum Verbinden von Hohlprofilen mit anderen Bauteilen werden in der Veranstaltungstechnik, im Messebau, in der Bühnentechnik, für Werkstatteinrichtungen, für den Aufbau von Regalen, beim Ladenbau oder sonstigen Anwendungen eingesetzt und sind aufgrund des vielfältigen Einsatzgebietes in den unterschiedlichsten Ausführungsformen bekannt.
-
So wird in der
DE 10 2014 114 909 A1 ein Profilverbinder beschrieben, der im Montagezustand in den dafür vorgesehenen Profilkammern der Hohlprofile bündig anliegt und mit Hilfe von Klemmelementen gehalten wird.
-
Gegenstand des Gebrauchsmusters
DE 20 2004 014 117 U1 ist ein klemmender Profilverbinder zum Verbinden eines Profils mit wenigstens einem weiteren Bauteil, wobei der Profilverbinder zwei Klemmelemente aufweist, welche jeweils eine Aufgleitfläche und eine Klemmfläche aufweisen und entlang einer Verlagerungsrichtung relativ zu einander verlagerbar sind.
-
Aus der
EP 0 310 546 B1 ist eine variable Montagerahmen-Anordnung mit Durchbrechungen aufweisenden Vierkant-Hohlprofilabschnitten und lösbaren Verbindern für jeweils zwei solcher Profilabschnitte bekannt, wobei die Verbindungen durch Spreizwirkung an den Verbindern herstellbar sind.
-
Das Gebrauchsmuster 20 2019 004 555 U1 beschreibt einen Rohrverbinder für ein Möbelbausystem, wobei der Verbinder eine Knotenbasis und wenigstens einen mit der Knotenbasis verbundenen Konnektor umfasst. Die Konnektoren weisen wenigstens ein Expander-Element zum Herstellen einer festen Verbindung mit einem Gegenelement auf.
-
Je nach Einsatzgebiet werden weitere speziell ausgebildete Verbindungskonzepte eingesetzt, wobei allgemein festgehalten werden kann, dass kraftschlüssige Profil-Eckverbinder in der Regel hohe Fügekräfte erfordern, wobei häufig kein Lösen und anschließendes erneutes Fügen möglich ist und auch ein Ausgleich der Fertigungstoleranz der Hohlprofile oft nur bedingt oder gar nicht möglich ist. Bei den kraftschlüssigen Profilverbindern mit der Möglichkeit zum Spannen, die häufig auf dem Prinzip zweier sich abstoßender schiefer Ebenen basieren, sind in der Regel die hohen Herstellkosten für das Verbindungselement von Nachteil.
-
Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verbindungselement zum Verbinden eines Hohlprofils mit einem weiteren Bauteil bereitzustellen, das Vorteile gegenüber dem Stand der Technik hat, ein reversibles Lösen und Fügen der Verbindung erlaubt, leicht zu montieren und kostengünstig herzustellen ist.
-
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
-
Gelöst wird die Aufgabe durch ein Verbindungselement gemäß Anspruch 1.
-
Das erfindungsgemäße Verbindungselement zum Verbinden eines Hohlprofils mit einem weiteren Bauteil ist aus mehreren separaten Teilen aufgebaut und umfasst einen aus mindestens zwei Spannelementen zusammengesetzten, der Geometrie des Hohlprofils angepassten Verbindungskörper aus Kunststoff, eine axial in dem Verbindungskörper angeordnete Spannschraube und eine Spannmutter. Die Spannelemente sind aus an der Spannschraube anliegenden, sich jeweils radial erstreckenden zickzackförmigen Segmentsträngen aufgebaut. Die Segmentstränge der Spannelemente umfassen jeweils ein Kopfsegment, ein Fußsegment und mindestens ein zwischen Kopf- und Fußsegment angeordnetes Spannsegment, wobei das mindestens eine Spannsegment über Filmscharniere ziehharmonikaartig bewegbar mit den anderen Segmenten verbunden ist.
-
Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die Segmentstränge jeweils zwei oder mehrere Spannsegmente, wobei eine vorteilhafte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung vorsieht, dass die Spannsegmente rautenförmig ausgebildet sind und dabei gleichzeitig ein gleichschenkliges Dreieck ausbilden, wobei die Schenkel des Dreiecks an der axial im Verbindungskörper angeordneten Spannschraube anliegen, während an der Spitze des Dreiecks eine abgeflachte Fläche ausgebildet ist, die dafür vorgesehen ist, beim Spannen des Verbindungselements kraftschlüssig an der Innenwand des Hohlprofils anzuliegen.
-
Vorzugsweise umfassen die Spannelemente Steckverbindungselemente, mit deren Hilfe die Spannelemente kraftschlüssig zum kompletten Verbindungskörper zusammengefügt sind. Bei den Steckverbindungselementen handelt es sich vorteilhaft um mindestens einen an das erste Spannelement geformten Stecker, der beim Zusammenbau von mindestens einer in das zweite Spannelement eingelassenen korrespondierenden Buchse aufgenommen wird.
-
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst das Verbindungselement Verdreh-Sicherungen, die an mindestens einem ihrer Kopfsegmente der Spannelemente angeordnet sind.
-
Der Verbindungskörper selber besteht vorteilhaft aus Kunststoff, wobei der Kunststoff ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol), PA (Polyamid), PC (Polycarbonat), PET (Polyethylenterephthalat), PBT (Polybutylenterephthalat), PE (Polyethylen), PVC (Polyvinylchlorid) und PUR (Polyurethan). Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist das Material für den Verbindungskörper glasfaserverstärktes PA6.6 (Polyamid).
-
Darüber hinaus ist der Kunststoff vorzugsweise nicht entflammbar, so dass die Verbindungselemente auch im Brandschutz oder in brandgefährdeten Bereichen eingesetzt werden können.
-
Während die Spannschraube dazu dient, die Spannelemente radial von der Spannschraube weg nach außen gegen die Innenwand des Hohlprofils zu drücken, ist die Spannmutter als deren Gegenstück im Verbindungskörper im Bereich der Fußsegmente fixiert, wobei die Spannmutter beim Zusammenbau des Verbindungselements in entsprechende Ausnehmungen in den Fußsegmenten eingelegt wird.
-
Die Erfindung lässt sich auf unterschiedliche Profilquerschnitte übertragen. Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist das Verbindungselement für ein Vierkanthohlprofil ausgelegt, wobei der Körper des Verbindungselements oder auch Verbindungskörper vorzugsweise aus zwei identischen, über die Diagonale eines Rechtecks aneinander anliegenden Spannelementen aufgebaut ist.
-
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass das Verbindungselement für ein Hohlprofil mit einem runden Profilquerschnitt ausgelegt ist. In diesem Fall ist der Verbindungskörper vorteilhaft geviertelt und besteht aus vier identischen Spannelementen.
-
Für ein Hohlprofil mit einem Profilquerschnitt in Form eines gleichseitigen Dreiecks ist der der Verbindungskörper vorzugsweise aus zwei identischen, über die Mittelsenkrechte des gleichseitigen Dreiecks aneinander anliegenden Spannelementen aufgebaut.
-
Dies sind nur einige ausgewählte Anwendungen für das erfindungsgemäße Verbindungselement, das sich im weitesten Sinn in die Gruppe der Expander-Verbinder einordnen lässt.
-
Das Verbindungselement wird im Innern des Hohlprofils eingebaut, ohne dass es von außen sichtbar ist, was zunächst einmal die Optik der Verbindung und damit der gesamten Konstruktion positiv beeinflusst.
-
Das entscheidende Konstruktionselement ist das mindestens eine, vorzugsweise jedoch zwei oder auch mehrere, rautenförmige Spannsegment, das in einem Segmentstrang zwischen einem Kopf- und einem Fußsegment angeordnet ist. Mit diesem Spannsegment wird der Kraftschluss zwischen Hohlprofil und Verbindungselement bewirkt, wobei die Spannschraube das Verbindungselement spreizt und die Spannsegmente gegen die Innenwand des Hohlprofils drückt. Gleichzeitig wird mit der Spannschraube das zu verbindende Bauteil an dem Hohlprofil fixiert. Kopf- und Fußsegmente sind formschlüssig an der Innenwand des Hohlprofils angelagert, so dass ein stabiler Kraftschluss zwischen dem Verbindungselement und dem Hohlprofil ausgebildet wird. Die Stabilität der Verbindung ist umso größer, je mehr Spannsegmente in einem Segmentstrang vorhanden sind, wobei jedoch anzumerken ist, dass mit zwei Spannsegmenten pro Segmentstrang eine sehr hohe Festigkeit erreicht wird, ohne dass der Konstruktionsaufwand und damit die Kosten für das Verbindungselement zu hoch werden. Beim Spannen mit Hilfe der Spannschraube funktioniert das Verbindungselement, das sich in die Gruppe der Expander-Verbinder einordnen lässt, wie ein Dübel und ermöglicht eine extrem feste und passgenaue Verbindung zwischen dem Hohlprofil und dem weiteren Bauteil.
-
Ein weiteres entscheidendes Konstruktionselement oder Konstruktionsprinzip ist die axiale Teilung des Verbindungskörpers. So liegen beispielsweise bei einem Verbindungselement für ein Vierkanthohlprofil vor dem Zusammenbau des Verbindungselements zwei Halbschalen mit den ausgeformten Spannelementen und einem vorgebildeten Schraubkanal vor. Diese Bauteile können problemlos gegossen und entformt werden. Anschließend werden sie mit einer Spannmutter bestückt, zum Verbindungskörper zusammengefügt und schließlich in das Hohlprofil eingesetzt. Dann wird das mit dem Hohlprofil zu verbindende weitere Bauteil zusammen mit der Spannschraube angesetzt und mit Hilfe des im Hohlprofil eingelegten Verbindungselements über die Spannschraube am Hohlprofil fixiert. Der besondere Vorteil der axialen Teilung besteht darin, dass auf diese Weise die einzelnen baugleichen Bauteile einfach und kostengünstig mit geringen Werkzeug- und Stückkosten produziert werden können. Das Zusammensetzen und die Montage des Verbindungselements kann dennoch auf einfache Weise mit wenigen Handgriffen durchgeführt werden, wobei das Zusammensetzen der Spannelemente zum Verbindungselement beim Vorhandensein von Steckverbindungselementen zusätzlich erleichtert wird.
-
In Abhängigkeit von der Geometrie des Hohlprofils kann es auch zweckmäßig sein, eine höhere Teilung bei der Fertigung der einzelnen Spannelemente zu wählen. So können beispielsweise bei einem Rundhohlprofil vorteilhaft vier Viertel des Verbindungselements vorgefertigt und dann zusammengesetzt werden.
-
Die Montage selber ist sehr einfach durchzuführen und wird zusätzlich dadurch erleichtert, dass sämtliche Teile des Verbindungskörpers baugleich sind und passgenau für das Hohlprofil mit einem ganz geringen Spiel gefertigt werden, so dass das Zusammensetzen des Verbindungselements und dessen Einschieben in das Hohlprofil ohne Schwierigkeiten möglich ist. Der außerordentlich feste Kraftschluss wird dann mit dem Anziehen der Spannschraube bewirkt, wobei für die gesamte Montage lediglich ein Schraubendreher oder ein Inbus zum Anziehen der Spannschraube benötigt wird. Dabei zieht das Verbindungselement die zu verbindenden Teile aneinander, wobei das Verbindungselement zusätzlich im leicht federnd ausgestalteten Kopfbereich verkürzt wird, so dass die Bauteile eng aneinander liegen und eine spaltfreie Montage resultiert. Dies führt automatisch zu einem Toleranzausgleich an den Hohlprofilen.
-
Weiter oben wurde erwähnt, dass das Verbindungselement wie ein Dübel wirkt, wobei jedoch unbedingt darauf hingewiesen werden soll, dass das erfindungsgemäße Verbindungselement im Gegensatz zu einem Dübel, der in der Regel nun einmal eingesetzt werden kann, problemlos gelöst und wiederverwendet werden kann. Die Verbindung der Bauteile miteinander ist somit reversibel, wobei das Verbindungselement mehrfach eingesetzt werden kann.
-
Figurenliste
-
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand von ausgesuchten Beispielen mit Hilfe von Zeichnungen ausführlich erläutert. Es ist selbstverständlich, dass diese Beispiele keinesfalls als Einschränkungen zu sehen sind, sondern lediglich dazu dienen, das Grundprinzip der vorliegenden Erfindung zu erklären. Dabei zeigen
- 1 einen partiellen Längsschnitt eines Hohlprofilabschnitts mit einem erfindungsgemäßen Verbindungselement und einem Hohlprofil als weiterem Bauteil,
- 2 eine perspektivische Darstellung der verbundenen Hohlprofile aus 1,
- 3 einen partiellen Längsschnitt eines Hohlprofilabschnitts mit einem erfindungsgemäßen Verbindungselement und einem Flachstahl als weiterem Bauteil,
- 4 eine perspektivische Darstellung der Verbindungsanordnung aus 3,
- 5 eine Seitenansicht eines Verbindungselements für ein Vierkanthohlprofil,
- 6 einen partiellen Längsschnitt des Verbindungselements aus 5 entlang der Schnittebene C-C aus 8,
- 7 einen partiellen Längsschnitt des Verbindungselements aus 5 entlang der Teilungsebene A-A aus 8,
- 8 eine Draufsicht auf das Verbindungselement aus 5,
- 9 eine perspektivische Darstellung einer Hälfte eines Verbindungskörpers für ein Vierkanthohlprofil mit eingelegter Spannschraube,
- 10 eine perspektivische Darstellung des Gegenstücks zur ersten Hälfte des Verbindungskörpers aus 9,
- 11 eine perspektivische Darstellung einer Verbindungsanordnung mit einem Dreieckshohlprofil,
- 12 eine perspektivische Darstellung eines kompletten Verbindungselements für ein Dreieckshohlprofil,
- 13A eine Draufsicht auf eine Hälfte eines Verbindungskörpers (ein Spannelement) für ein Dreieckshohlprofil,
- 13B eine Seitenansicht eines Spannelements für ein Dreieckshohlprofil,
- 13C eine Frontansicht eines Spannelements für ein Dreieckshohlprofil,
- 14A eine Seitenansicht eines Verbindungselements für ein rundes Hohlprofil,
- 14B eine Seitenansicht eines Viertels eines Verbindungskörpers (= ein Spannelement) für ein rundes Hohlprofil mit eingelegter Spannschraube,
- 15A eine perspektivische Darstellung der Außenansicht eines Viertels eines Verbindungskörpers (ein Spannelement) für ein rundes Hohlprofil,
- 15B eine perspektivische Darstellung der Innenansicht eines Spannelements für ein rundes Hohlprofil,
- 16 eine Draufsicht auf ein Verbindungselement für ein rundes Hohlprofil und
- 17 eine Draufsicht auf ein Viertel eines Verbindungselements (= ein Spannelement) für ein rundes Hohlprofil mit eingelegter Spannschraube.
-
Die 1 zeigt in einer partiellen Schnittdarstellung eine rechtwinklige Verbindungsanordnung zwischen einem Hohlprofil 20 und einem weiteren Bauteil 30, das im vorliegenden Fall ebenfalls ein Hohlprofil ist. Die beiden Hohlprofile 20, 30 werden durch ein Verbindungselement 1 (siehe 5) zusammengehalten, das aus mehreren separaten Teilen aufgebaut ist und einen aus zwei Spannelementen 3 zusammengesetzten, der Geometrie des Hohlprofils angepassten Verbindungskörper 2 (siehe 5) aus Kunststoff aufweist. Bei dem vorliegenden Schnitt ist lediglich ein Spannelement 3 zu sehen, das aus zwei Segmentsträngen mit jeweils einem Kopfsegment 5, einem Fußsegment 7 und zwei zwischen Kopf- und Fußsegment 5, 7 angeordneten Spannsegmenten 6 aufgebaut ist. Das zentrale Funktionselement ist eine in das Verbindungselement 1 eingesetzte Spannschraube 9 in Kombination mit einer Spannmutter 10, die im Fußsegment 7 eingelegt und fixiert ist. Beim Spannen bzw. Fixieren des Verbindungselements 1 werden durch das Eindrehen der Spannschraube 9 die Spannelemente 6 radial von der Spannschraube 9 weg nach außen gegen die Innenwand 21 des Hohlprofils 20 gedrückt und dort mit ihrer an der Spitze des dreieckförmigen Spannsegments 6 ausgebildeten abgeflachten Fläche 11 fixiert. Bei diesem Vorgang wird das zickzackförmige Spannelement 3 ziehharmonikaartig zusammengezogen. Die Kopf- und Fußsegmente 5, 7 liegen ebenfalls an der Innenwand 21 des Hohlprofils 20 an und stabilisieren die Verbindungsanordnung, wobei diese beiden Segmente 5, 7 allerdings etwas Spiel zu Innenwand hin aufweisen, da das Verbindungselement 1 so konzipiert ist, dass es problemlos in das Hohlprofil 20 eingesetzt werden kann und erst beim Anziehen der Spannschraube 9 eine feste kraftschlüssige Verbindung ausbildet.
-
Gegenstand der 2 ist eine perspektivische Darstellung der Eckverbindung zwischen den zwei Vierkanthohlprofilen 20, 30 aus 1. Von dem in das Hohlprofil 20 eingesetzten Verbindungselement ist lediglich im offenen Hohlprofil 30 der Kopf der Spannschraube 9 zu sehen, mit dem das Hohlprofil 30 an der Kopfseite des Hohlprofils 20 fixiert wird. Oberhalb der Spannschraube 9 ist in der der Befestigungsseite des Hohlprofils 30 gegenüberliegenden Seite eine kreisförmige Öffnung zu erkennen, über die der Anwender bei der Montage oder Demontage Zugang zur Spannschraube 9 hat. Diese Darstellung spiegelt die klare Optik der Verbindungsanordnung wider, die sich gleichzeitig durch ihr einfaches Konstruktionskonzept und die außerordentliche Festigkeit der Verbindungsbildung auszeichnet.
-
In der 3 wird in einer analogen Schnittdarstellung wie in 1 eine rechtwinklige Verbindungsanordnung zwischen einem Hohlprofil 20 und einem Flachstahl als weiterem Bauteil 30 gezeigt. Das im Hohlprofil 20 eingesetzte Verbindungselement 1 ist identisch mit dem Verbindungselement 1 aus 1 und wird deshalb an dieser Stelle nicht mehr detailliert beschrieben. Der Flachstahl 30 sitzt formschlüssig auf dem Kopfteil des Hohlprofils 20 und wird durch die Spannschraube 9 gehalten, die durch eine passende Bohrung im Flachstahl gesteckt und in die Spannmutter 10 im Fußsegment 7 des Verbindungselements eingedreht wird.
-
In der 4 wird die Anordnung aus 3 perspektivisch dargestellt, wobei der Betrachter auf den Flachstahl 30 schaut, der mit der Spannschraube 9, einer stabilen Inbusschraube, auf dem Kopf des Hohlprofils 20 befestigt ist. Bei dieser Darstellung ist auch neben der Spannschraube 9 eine Verdreh-Sicherung 14 zu erkennen. Dabei handelt es sich um einen Stift, der auf dem Kopfsegment 5 angeordnet (angegossen) ist und in eine dafür vorgesehene Bohrung in dem weiteren Bauteil 30 eingreift, wodurch das weitere Bauteil 30 fixiert und ein Verdrehen während der Montage verhindert wird.
-
Die 5, 6, 7 und 8 gehören zusammen zu einer Figurengruppe und zeigen eine vorteilhafte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verbindungselements 1 in verschiedenen Ansichten und aus verschiedenen Perspektiven. Dabei ist die 5 eine Seitenansicht eines komplett zusammengebauten Verbindungselements 1 für ein Vierkanthohlprofil. Das Verbindungselement 1 umfasst einen Verbindungskörper 2, der sich aus zwei Spannelementen 3 mit jeweils zwei Segmentsträngen 4 zusammensetzt. Von den insgesamt vier Segmentsträngen 4, die jeweils ein Kopfsegment 5, zwei Spannsegmente 6 und ein Fußsegment 7 umfassen, sind bei der gewählten Darstellung nur drei zu sehen, davon zwei in der Seitenansicht und ein Segmentstrang 4 in der Frontansicht. Bei dieser Frontansicht auf den Segmentstrang 4 ist die rautenförmige Ausbildung der Spannsegmente 6 sehr gut zu erkennen, während aus den Seitenansichten der beiden anderen Segmentstränge 4 das gleichzeitig von den Spannsegmenten 6 ausgebildete gleichschenklige Dreieck deutlich hervorgeht. Bei dieser Darstellung ist daneben auch die abgeflachte Fläche 11 (siehe 1) an der Spitze des gleichschenkligen Dreiecks gut zu erkennen, die beim Spannen des Verbindungselements 1 gegen die Innenwand des Hohlprofils gedrückt wird. Ein weiteres Detail sind die beiden Verdreh-Sicherungen 14, die als kleine Stifte auf dem Kopfsegment 5 des Verbindungselements 1 ausgebildet sind.
-
In 6 ergibt die partielle Schnittdarstellung des Verbindungselements 1 aus 5 entlang der Schnittebene C-C aus 8 einen detaillierten Eindruck vom Aufbau des Spannelements 3. Das Kopfsegment 5 ist kompakt und nach oben hin abgeflacht, so dass das Verbindungselement 1 gleichmäßig und fest an dem zu verbindenden weiteren Bauteil 30 anliegen kann, wenn das Verbindungselement 1 mit der Spannschraube 9 gespannt wird. Das Kopfsegment 5 geht nach unten über in das erste Spannsegment 6 mit einer Wanddicke von 3.1 mm im Bereich des Schenkels des gleichschenkligen Dreiecks und einer Wanddicke von 1.5 mm im Bereich der Spitze des gleichschenkligen Dreiecks. Diese Zahlenangaben gelten natürlich nur für diese eine ausgewählte vorteilhafte Ausführungsform und sind nicht als Einschränkung zu sehen, sondern dienen nur dazu, einen Eindruck vom Verhältnis der Wandstärken in der Spitze und im Bereich des Schenkels vermitteln. Üblicherweise liegt dieses Verhältnis im Bereich von 1:1.5 bis 1:3 (Spitze / Schenkel). Die unterschiedlichen Wandstärken erleichtern und steuern die radiale Ausdehnung des Verbindungselements 1 bzw. des Spannsegments 3 beim Spannen. Die einzelnen Segmente 5, 6, 7 eines Segmentstrangs 4 sind über Filmscharniere 8 (siehe 7) miteinander verbunden, wobei die Filmscharniere 8 an der axial in den Verbindungskörper 2 eingelegten Spannschraube 9 anliegen.
-
Die 7 ist eine Darstellung eines Teils des Verbindungselements 1 aus 5 vor dem Zusammenbau in der Seitenansicht mit Blick auf die Teilungsebene A-A, wobei die Rück- oder Innenseite eines Spannelements 3 zu sehen ist, in das die Spannschraube 9 mitsamt Spannmutter 10 eingelegt sind. Das Spannelement 3 besteht im vorliegenden Fall aus zwei Segmentsträngen 4, die auf beiden Seiten der Spannschraube 9 angeordnet sind und ein Kopfsegment 5, ein Fußsegment 7 und zwei Spannsegmente 6 umfassen. Die einzelnen Segmente 5, 6, 7 sind über Filmscharniere 8 miteinander verbunden.
-
Gegenstand der 8 ist eine Draufsicht auf das Verbindungselement 1 aus 5, wobei die beiden Schnitte A-A und C-C eingezeichnet sind, die die Basis für die 6 und 7 bilden. Aus dieser Perspektive ist von dem Verbindungskörper 2 selber nur das Kopfsegment 5 zu sehen, auf dem in Nachbarschaft zur Spannschraube 9 zwei Verdreh-Sicherungen 14 angeordnet sind.
-
In den 9 und 10 ist das erfindungsgemäße Verbindungselement 1 „semi-explosionsartig“ dargestellt, wobei die beiden Figuren miteinander kombiniert ein vollständiges Verbindungselement 1 ergeben. Die 9 zeigt perspektivisch ein Spannelement 3 mit eingelegter Spannschraube 9 und Spannmutter 10. Das Spannelement 3 umfasst zwei Segmentstränge 4 mit jeweils einem Kopfsegment 5, zwei Spannsegmenten 6 und einem Fußsegment 7, in das die Spannmutter eingelagert und damit fixiert ist. In den Kopf- und Fußsegmenten 5, 7 sind als Steckverbindungselemente jeweils eine Buchse 13 und ein passender Stecker 12 für die Ausbildung einer Steckverbindung zwischen den beiden Spannelementen 3 integriert. Die Spannelemente 3 machen jeweils eine Hälfte des Verbindungskörpers 2 aus und bilden zusammen mit der Spannschraube 9 und der Spannmutter 10 das komplette Verbindungselement 1. Im vorliegenden Fall erhält man das komplette Verbindungselement 1 durch eine Drehung der 10 um 180° und anschließendes Zusammenstecken der beiden Hälften. Die Spannelemente 3 aus den 9 und 10 sind identisch und umfassen jeweils eine Verdreh-Sicherung 14, die auf dem Kopfelement 5 angeordnet ist, so dass das komplette Verbindungselement 1 zwei einander gegenüberliegend angeordnete Verdreh-Sicherungen aufweist. Auch wenn im Prinzip eine Verdreh-Sicherung 14 ausreichen würde, um ein Verdrehen der Bauteile bei der Montage zu verhindern, ist es aus praktischen und fertigungstechnischen Gründen sinnvoller, identische Spannelemente 3 zu verwenden, da in diesem Fall für die Produktion (das Gießen) der Teile eine einzige Form verwendet kann und auch die Montage wesentlich schneller von der Hand geht, wenn man nur mit einem Typ Spannelement 3 arbeitet.
-
Die 11 zeigt perspektivisch einen Verbindungsabschnitt eines Dreieckshohlprofils 26 mit einem Flachstahl als weiterem Bauteil 30.
-
Das entsprechende Verbindungselement 1 für ein Dreieckshohlprofil 26 ist in der 12 dargestellt, wobei das Verbindungselement 1 nach dem gleichen Prinzip aufgebaut wie das oben ausführlich beschriebene Verbindungselement 1 für ein Vierkanthohlprofil. Auch hier ist der Verbindungskörper 2 des Verbindungselements 1 aus zwei Spannelementen 3 zusammengesetzt, wobei die Spannelemente 3 jeweils 2 Segmentstränge 4 mit jeweils einem Kopfsegment 5, einem Fußsegment 7 und zwei Spannsegmenten 6 umfassen. Des Weiteren ist eine Spannschraube 9 zu erkennen, die in der Mitte des von den Kopfsegmenten 5 gebildeten gleichseitigen Dreiecks angeordnet ist. Bei der gewählten Darstellung ist auch die zur Spannschraube 9 hin verlaufende Trennlinie zwischen den beiden Kopfsegmenten 5 zu sehen als Hinweis dafür, dass die Mittelsenkrechte des gleichschenkligen Dreiecks als Teilung für den Verbindungskörper 2 gewählt wurde.
-
In der Figurengruppe 13 mit den 13A, 13B und 13C ist das die Hälfte des Verbindungskörpers 2 bildende Spannelement 3 eines Verbindungselements 1 für ein Dreieckshohlprofil 26 aus unterschiedlichen Perspektiven zu sehen. Dabei zeigt die 13A eine Draufsicht, bei der lediglich das Kopfsegment 5 zu erkennen ist. Die 13B ist eine Seitenansicht auf die längere Seite der Dreieckshälfte. Aus dieser Perspektive sind die Kopf-, Fuß- und Spannsegmente 5, 7, 6 zu erkennen, die über Filmscharniere 8 miteinander verbunden sind, wobei die Spannsegmente 6 ein Dreieck ausbilden, an dessen radial nach außen zeigenden Spitze ein abgeflachte Fläche 11 ausgebildet ist, die beim Spannen des Verbindungselements 1 gegen die Innenwand des Hohlprofils gedrückt wird. In der 13C ist der an der kürzeren Seite der Dreieckshälfte ausgebildete Segmentstrang 4 mit einem Kopfsegment 5, zwei Spannsegmenten 6 und einem Fußsegment 7 abgebildet, wobei die Einzelsegmente 5, 6, 7 wieder über Filmscharniere 8 miteinander verbunden sind. Auch bei diesem „halbierten“ Segmentstrang 4 sind an den Spitzen der nach außen zeigenden Dreiecke, die von den Spannsegmenten 6 gebildet werden, abgeflachte Flächen 11 ausgebildet, die bei der Verbindungsbildung zwischen dem Hohlprofil 26 und dem weiteren Bauteil 30 zum Kraftschluss herangezogen werden.
-
Gegenstand der Figurengruppe 14 mit den 14A und 14B ist ein Verbindungselement 1 für ein Rundhohlprofil. Dabei zeigt die 14A ein komplettes Verbindungselement 1 in der Seitenansicht. Das Verbindungselement 1 ist aus insgesamt vier Spannelementen 3 mit acht Segmentsträngen 4 zusammengesetzt, wobei die Segmentstränge 4 wiederum jeweils ein Kopfsegment 5, zwei Spannsegmente 6 und ein Fußsegment 7 aufweisen. Bei der gewählten Darstellung sind nur zwei der Spannelemente 3 sichtbar, die radial nach außen zeigen und dabei die Spannschraube 9 umschließen. Die einzelnen Segmente 5, 6 und 7 sind über Filmscharniere 8 miteinander verbunden. Wie bei den bereits vorher beschriebenen Verbindungselementen 1 für das Vierkanthohlprofil und das Dreieckshohlprofil besitzen auch beim Rundhohlprofil die Spannelemente 6 die Form eines gleichschenkligen Dreiecks mit einer abgeflachten Fläche 11 an der radial nach außen zeigenden Spitze des Dreiecks. In der Draufsicht erscheinen die Spannsegmente 6 dabei rautenförmig. Insgesamt werden so bei der dargestellten Ausführungsform des Verbindungselements 1 insgesamt sechszehn derartiger Flächen 11 ausgebildet, mit deren Hilfe beim Spannen des Verbindungselements 1 der Kraftschluss im Inneren des Rundhohlrohrs zustande kommt. Der Aufbau des Verbindungselements 1 für ein Rundhohlprofil lässt sich darüber hinaus mit Hilfe der 14B sehr gut verdeutlichen. Hier ist die Spannschraube 9 als zentrales Funktionselement zu sehen, das in ein Spannsegment 3 eingelegt ist, wobei das Spannsegment 3 ein Viertel des gesamten Verbindungskörpers 2 für das Verbindungselement 1 ausmacht. Bei dieser Darstellung sind darüber hinaus das Kopfelement 5, die beiden Spannsegmente 6 und das Fußsegment 7, in dem die Spannmutter 10 fixiert ist, zu sehen.
-
Der Aufbau der Spannelemente 3 für ein Rundhohlprofil wird mit Hilfe der Figurengruppe 15, die die 15A und 15B umfasst, detailliert erläutert. Die 15A ist eine perspektivische Außenansicht eines Spannelements 3, das aus zwei Segmentsträngen 4 aufgebaut ist, während die 15B die Innenansicht des gleichen Spannelements 3 wiedergibt. Das Spannelement 3 umfasst mit seinen zwei Segmentsträngen 4 insgesamt zwei Kopfsegmente 5, vier Spannsegmente 6 und zwei Fußsegmente 7, die über Filmscharniere 8 miteinander verbunden sind. Die an den Spitzen der von den Spannsegmenten 6 ausgebildeten Dreiecke angeordneten abgeflachten Flächen 11 sind der Kreisform der Innenwand des Rundhohlprofils angepasst, so dass sie beim Spannen des Verbindungselements 1 fest an der Innenwand anliegen.
-
Die 16 ist eine Draufsicht auf das Verbindungselement 1 aus 14A, wobei insgesamt vier Spannelemente 3 mit acht Kopfsegmenten 5 zu erkennen sind, die die Spannschraube 9 umschließen. Pro Spannelement 3 ist zwischen den Kopfsegmenten 5 jeweils eine Verdreh-Sicherung 14 vorgesehen, die bei der Montage mit dem zu verbindenden weiteren Bauteil interagiert und dabei sowohl das weitere Bauteil 30 als auch das Verbindungselement 1 fixiert.
-
Die 17 ist eine Draufsicht auf den in der 14B dargestellten Teilbereich des Verbindungselements 1 und unterscheidet sich damit von der 16 nur dadurch, dass jetzt lediglich ein Spannelement 3 zusammen mit der Spannschraube 9 dargestellt sind, wodurch die Sicht frei wird auf die Spannmutter 10, von der Teilbereiche unter der Spannschraube 9 zu erkennen sind. Auch hier ist wieder zwischen den Kopfsegmenten 5 eine Verdreh-Sicherung 14 vorgesehen.
-
Neben diesen drei ausgesuchten Anwendungsbeispielen kann das erfindungsgemäße Verbindungselement im Prinzip für jedes Hohlprofil eingesetzt werden, wobei lediglich die Form des Spannelements der Form des Hohlprofils angepasst werden muss, während der prinzipielle Aufbau des Verbindungselements mit den Kopf- und Fußsegmenten und den rautenförmigen Spannsegmenten, die über Filmscharniere miteinander verbunden sind, stets gleich bleibt. In allen Fällen bleibt auch das einfache Konstruktionsprinzip erhalten, das darauf basiert, dass der Körper des Verbindungselements aus einzelnen Spannelementen zusammengesetzt wird, in denen zunächst die Spannmutter fixiert wird und die dann vorzugsweise mit Hilfe von Steckverbindungselementen kraftschlüssig zusammengesteckt werden. Das Verbindungselement wird mit Hilfe einer Spannschraube, die axial durch das Verbindungselement geführt ist und mit der Spannmutter in Wirkverbindung tritt, zusammengedrückt, wobei die rautenförmigen Spannsegmente über die Filmscharniere radial nach außen gegen die Innenwand des Hohlprofils gepresst werden. Die Spannkraft lässt sich durch Dosierung des Anzugsdrehmoments der Spannschraube stufenlos einstellen, wobei zu Montage lediglich ein Schraubendreher oder ein Inbusschlüssel zum Anziehen oder Lösen der Spannschraube benötigt wird. Dabei zieht das Verbindungselement die zu verbindenden Teile aneinander, so dass eine spaltfreie Montage ermöglicht wird.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Verbindungselement
- 2
- Verbindungskörper
- 3
- Spannelement
- 4
- Segmentstrang
- 5
- Kopfsegment
- 6
- Spannsegment
- 7
- Fußsegment
- 8
- Filmscharnier
- 9
- Spannschraube
- 10
- Spannmutter
- 11
- Abgeflachte Fläche
- 12
- Steckverbindungselement (Stecker)
- 13
- Steckverbindungselement (Aufnahme)
- 14
- Verdreh-Sicherung
- 20
- Hohlprofil
- 21
- Innenseite (Hohlprofil)
- 25
- Vierkanthohlprofil
- 26
- Dreieckshohlprofil
- 30
- Weiteres Bauteil
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102014114909 A1 [0003]
- DE 202004014117 U1 [0004]
- EP 0310546 B1 [0005]
