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Verbindung von Hohlprofilen5 insbesondere zum Aufbau
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von Regalen, Gerüsten und dergleichen
Beschreibung:
Im Sinne der vorliegenden Erfindung werden unter dem Begriff "Hohlprofile" vornehmlich
Rohre, insbesondere solche mit vieleckigem Querschnitt, aber auch beispielsweise
U-Profile verstanden. Es kommt nicht auf eine vollständige Umschließung eines Hohlraums
an, sondern darauf, daß ein ander wenigstens teilweise Wandflächen gegenüberliegen
und diese einander gegenüberliegenden Wandflächen miteinander verbunden sind, wie
die Schenkel eines U-Profils durch den Steg.
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Es ist bereits bekannt, Rohre oder sonstige Hohlprofile dadurch miteinander
zu verbinden, daß die aneinander zu fügenden Endabschnitte zweier Rohre auf ein
Verbindungs stück aufgeschoben werden, welches als Muffe dient und dessen Außenquerschnitt
im wesentlichen gleich dem Innenquerschnitt der zu verbindenden Rohre ist. Auch
sind, soweit es sich um reine Rohrverbindungen handelt, die:zu verbindenden Endabschnitte
der Rohre außenseitig übergreifende, gegebenenfalls in Längsrichtung geschlitzte
und mittels Spannschrauben zusammengehaltene Schellen bekannt.
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Es sind auch bereits Rohrkupplungen bekannt, etwa bei aus Rohrgestängen
aufgebauten Zeltgerüsten, bei denen auf ein
eigentliches Verbindungselement
verzichtet und das Ende des einen Rohres als im Querschnitt aufgeweitete Muffe und
das anzuschließende Ende des anderen Rohres im Querschnitt so reduziert ausgebildet
sind, daß gewissermaßen eine Steckerverbindung entsteht, bei der die gewünschte
Rohrverbindung in einfacher Weise durch Ineinanderstecken derartiger Verbindungsmittel
hergestellt wird. Bei derartigen Rohrgerüsten, beispielsweise für Zelte, ist es
aber auch bekannt, in den Eckbereichen spezielle Verbindungselemente vorzusehen,
von denen sich beispielsweise in drei Richtungen Muffen forterstrecken, in welche
angrenzende Zeltstangen zwecks Aufbau eines Zeltgerüstes eingesteckt werden können.
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Die so bekannten Rohrverbindungen haben sich zweifellos bewährt, sind
aber nur für untergeordnete Zwecke brauchbar.
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Sie genügen jedenfalls nicht den Anforderungen, die beispielsweise
beim Aufbau eines Verkaufsregals oder einer Ausstellungsvitrine aus aneinandergefügten
Hohlprofilen an die Verbindungsstellen der Profile gestellt werden müssen.
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Diesem Mangel hilft die Erfindung durch die Schaffung einer insbesondere
für den Aufbau von Regalen, Gerüsten oder dergleichen bestimmten und geeigneten
Verbindung von Hohlprofilen
ab, die ein Verbindungselement mit
wenigstens zwei dem Innenquerschnitt der miteinander zu verbindenden Hohlprofile
angepaßten Steckzapfen aufweist, auf welche die aneinander grenzenden Enden der
Hohlprofile aufgeschoben sind, und-bei der die Hohlprofile dreh- und axialfest auf
den Steckzapfen aufgenommen und durch wenigstens ein lösbares Haltemittel je Hohlprofil
festgelegt sind.
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Bei der Erfindung handelt es sich mithin ebenfalls um eine Steckkupplung
zur Verbindung von Hohlprofilen, jedoch unter Einsatz eines ausgeprägten Verbindungselementes,
dessen Steckzapfen gewissermaßen als Kupplungsstecker dienen, auf welche die Enden
der miteinander zu verbindenden Hohlprofile aufgeschoben und durch lösbare Haltemittel
befestigt werden.
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Dabei können je Verbindungselement zwei und mehr Steckzapfen vorgesehen
sein, die, je nach Verwendungszweck, unter vorbestimmten Winkeln zueinander stehen,
beispielsweise drei unter jeweils 900 zu einander stehende Steckzapfen zur Ausbildung
einer Raumecke. Desgleichen können die Verbindungselemente als vdo0ianeinander zu
fügenden Hohlprofilen verdeckte Verbindungsmittel oder in der Weise sichtbar ausgebildet
sein, daß sie sich im wesentlichen querschnittsgleich mit den aneinander grenzenden
Hohlprofilen zwischen diesen harmoniseh einfügen.
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Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
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bis 11 beschrieben.
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So zeichnet sich die Ausgestaltung nach Patentanspruch 2 durch die
axiale Verspannung der auf die Steckzapfen aufgeschobenen Enden der Hohlprofile
mit je einer Kontaktfläche des Verbindungselements aus, so daß die erfindungsgemäßen
Verbindungen gleichermaßen spielfrei sowie zur Aufnahme von Zugkräften und Drehmomenten
innerhalb konstruktuv vorgegebener Grenzen geeignet sind.
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Nach der Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 3 haben die Steckzapfen
des Verbindungselements wenigstens je eine Spannfläche und die Hohlprofile sind
mit den Zapfen dadurch fest, jedoch lösbar, verbunden, daß zwischen der Spannfläche
und den auf die Zapfen aufgeschabenen Enden der Hohlprofile Spannmittel verspannt
sind.
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Bei der Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 4 sind die Spannflächen
der Spannzapfen zum Zapfenende hin ansteigende Anzugsflächen, an denen die Spannmittel
angreifen, so daß angesichts der Verspannung dieser Spannmittel zwischen den genannten
Anzugsflächen und den Enden der Hohlprofile gleichermaßen eine spielfreie Festlegung
der Hohlprofile infolge der Anpressung einer Profilstirnfläche gegen eine entsprechende
Kontaktfläche des Verbindungselements und eine dreh- und axialfeste Festlegung erfolgt.
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Bei diesen Spannmitteln kann es sich um kraft- und formschlüssige
Spannmittel handeln, etwa in Gestalt von Federzungen, welche die genannten Anzugs
flächen der Spannzapfen hintergreifen. Als Spannmittel können indessen auch Madenschrauben
dienen, die in Gewinde löchern der Wandungen der Hohlprofile aufgenommen und gegenüber
den Spannflächen der Steckzapfen so verspannt sind, daß eine dabei auftretende Komponente
der Schraubenkraft in Axialrichtung der Profilrohre so wirkt, daß deren STirnkanten
mit einer Kontaktfläche des Verbindungselementes zusammengepreßt werden.
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Nach einem wesentlichen Ausgestaltungsmerkmal der Erfindung können
die Verbindungselemente einen Grundkörper in Gestalt eines Tetraeders, eines Würfels
oder dergleichen aufweisen, wobei die jeweilige Begrenzungsfläche dieses Grundkörpers
im wesentlichen der Querschnittsform der anzuschließenden Hohlprofile entspricht
und sich von wenigstens zwei Begrenzungsflächen Steckzapfen forterstrecken.
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Im Rahmen der Erfindung können die Verbindungselemente einstückig
ausgebildet sein, aber auch mehrteilig aus einem Grundkörper und damit fest, jedoch
lösbar verbundenen Steckzapfen. Beispielsweise können diese Steckzapfen mit dem
Grundkörper verschraubt oder durch einander hintergreifende
Verrastungskonturen
verbunden sein, etwa in der Art der bekannten Bajonettverschlüsse, die durch Einführen
eines Steckkontaktes in eine entsprechende Aufnahmeöffnung im Grundkörper und durch
Drehung um ein vorbestimmtes Winkelmaß verriegelbar sind.
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Bei der Auflösung des Verbindungselements in einen Grundkörper und
damit verbindbare Steckzapfen ist es gemäß Patentanspruch 9 gleichfalls von Vorteil,
jede Außenfläche des Grundkörpers mit Mitteln zum wahlweisen Befestigen eines Steckzapfens
auszurüsten.
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In einfachster Weise gelingt die Verbindung der Steckzapfen mit dem.-Grundkörper
durch je eine sich axial durch die Steckzapfen hindurcherstreckende Befestigungsschraube,
deren Gewindezapfen in ein Innengewinde im Grundkörper des Verbindungselements eingeschraubt
ist.
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Im folgenden sollen einige Ausführungsformen der Erfindung anhand
der beigefügten-Zeichnung erläutert werden. In schematischen Ansichten zeigen: Fig.
1 eine einfachste Ausführungsform eines Verbindungselements in einer perspektivischen
Ansicht,
Fig. 2 die Verbindung von zwei Vierkantrohren mittels
eines Verbindungselements gemäß Fig. 1, Fig. 3 in einer perspektivischen Ansicht
den Grundkörper eines für die Ausbildung eines Knotenpunktes bestimmten Verbindungselements
mit einem Steckzapfen vor dessen fester Verbindung mit dem Grundkörper, Fig. 4 den
Grundkörper des Verbindungselements gemäß Fig. 3 im Schnitt mit zwei angeschraubten
Steckzapfen, Fig. 5 die Ausbildung einer Regalecke mit aneinandergrenzenden Profilrohren,
von denen zwei Rohre mit-einander fluchten und ein Profilrohr senkrecht zu den beiden
anderen Rohren verläuft, im Vertikalschnitt, Fig. 6 die Ausbildung einer Raumecke
mit drei rechtwinklig zueinander verlaufenden Profilrohren, Fig. 7 in einer perspektivischen
Ansicht eine zur Ausführungsform nach Fig. 3 alternative Ausbildung des Grundkörpers
des Verbindungselements für sich allein in-einer perspektivischen Ansicht und Fig.
8 die Ausbildung eines Knotenpunktes mit vier unter jeweils 900 zu einander verlaufenden
Profilrohren und einer abweichenden Ausführungsform der STeckzapfen.
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Bei dem in Fig. 1 veranschaulichten Verbindungselement 10 sind auf
beiden Seiten eines Mittelteils 11, dessen Querschnitt quadratisch ist und eine
dem Außenmaß der zu verbindenden Profilrohre gleiche Kantenlänge aufweist, Steckzapfen
12, 12' angeordnet. Diese Steckzapfen bestehen aus einem an dem Mittelteil 11 angrenzenden
Abschnitt 13, 13' mit einem dem Innenquerschnitt der mit einander zu verbindenden
Rohre entsprechenden Querschnitt und je einem Spannteil 14, 14', die in der Art
von Pyramidenstümpfen aus den Abschnitten 13, 13' herauswachsen und zu den Zapfenenden
hin ansteigende Anzugsflächen 15, 15' besitzen. Angesichts der unterschiedlichen
Querschnitte des Mittelteils 11 und der daran angrenzenden Abschnitte 13, 13' der
Steckzapfen 12, 12' ist die Axialerstreckung des Mittelteils durch einen im Anwendungsfall
als Kontaktfläche 16, 16' wirkenden Rand begrenzt.
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Bei der in Fig. 2 gezeigten Anwendung des Verbindungselements nach
Fig. 1 sind Vierkantrohre 20, 20' auf die Steckzapfen 12, 12' aufgeschoben, so daß
die stirnseitigen Enden dieser Rohre an den-Kontaktflächen 16, 16' anliegen. Im
Bereich der zu den Zapfenenden hin ansteigend verlaufenden Anzugslächen 15, 15'
der Spannteile 14, 14' sind in Gewindelöchern der Rohrwandungen Madenschrauben 21,
21' aufgenommen und mit ihren der Neigung der Spannflächen angepaßten Zapfenenden
gegenüber diesen Spannflächen verspannt. Infolge dieser Verspannung sind die auf
die Steckzapfen aufgeschobenen
Profilrohre gegen Drehung und axiale
Verschiebung festgelegt und mit ihren freien Stirnenden gegen die Kontaktflächen
16, 16' des Mittelteils 11 des Verbindungselements gepreßt.
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In Fig. 3 ist demgegenüber ein veränderbares und aus mehreren Teilen
aufbaubares Verbindungselement gezeigt, welches aus einem würfelartigen Grundkörper
111 als Mittelteil und damit verbindbaren Steckzapfen 112 besteht. Der für sich
allein veransc i lichte Steckzapfen besitzt wiederum einen mit dem Innenquerschnitt
der mit-einander zu verbindenden Profilrohre querschnittsgleichen Abschnitt 113,
an den sich in der Art eines Pyramidenstumpfs ein Spannteil-114 mit.zum Zapfenende
hin ansteigenden Anzugsflächen 115 anschließt. Jede der Würfelflächen 116 des Grundkörpers
111 besitzt eine mit dem Abschnitt 113 des Steckzapfens 112 querschnittsgleiche
Erhebung 117 und im Zentrum einer jeden Würfelfläche befindet sich eine Gewindebohrung
118. Verbunden-werden der Steckzapfen 112 und der Grundkörper 11 in der Weise, daß
die vom Spannteil 114 entfernte Endfläche des Abschnittes 113 auf die Erhebung 117
des Grundkörpers aufgesetzt und der Steckzapfen mittels einer in die Gewindebohrung
118 einschraubbaren Befestigungsschraube 119-festgeschraubt wirdf Die Befestigungsschraube
erstreckt sich durch eine Axialbohrung im Steckzapfen hindurch und besitzt einen
im Bereich des Spannteils 114 eingesenkten Sohraubenkopf mit Innensechskant.
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Fig. 4 veransclicht in technischer Schnittdarstellung ein Verbindungselement
110, bei dem mit dem den Mittelteil des Verbindungselementes bildenden Grundkörper
111 zwei im rechten Winkel zu einander angeordnete Steckzapfen 112, 112' verschraubt
sind.
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Fig. 5 zeigt die technische Anwendung dieser Verbindungselemente beim
Aufbau eines Regal-Knotenpunktes mit drei unter 900 zueinander angeordneten Profilrohren
120, 120', 120". Den sichtbaren Eckpunkt bildet der Grundkörper 111 des Verbindungselements.
Der Sicherung der auf die Steckzapfen aufgeschobenen Profilrohre dienen wiederum,
wie in Verbindung mit Fig. 1 erläutert, im Bereich der Anzugsflächen der Steckzapfenenden
in Gewindebohrungen der Profilrohre aufgenommene Madenschrauben 121, 121', 121".
Gegen Drehung sind die Profilrohre dadurch gesichert, daß deren Enden die mit den
Steckzapfenabschnitten 113 querschnittsgleichen Erhebungen 117 übergreifen.
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Verbindungselemente der. in Verbindung mit den Figuren 3 bis 5 beschriebenen
Art können selbstverständlich auch zur Ausbildung von Abschlußecken dienen, etwa
im Bereich des oberen Endes eines Regals oder beim Aufbau eines Stahlrohr-Tischgestells..Schematisch
ist eine derartige Raumecke in Fig. 6 veranschaulicht, bei der drei Profilrohre
220, 220', 220" unter jeweils rechten Winkeln-auf einanderstoßen und mittels eines
nur-angedeuteten Verbindungselementes
210 zusammengefügt sind.
Im Gegensatz zu dem oben beschriebenen Verbindungselement nach den Figuren 3 und
4 besitzt der Grundkörper des Verbindungselements 210 an den von den Rohranschlüssen
entfernten Flächen keine mit dem Innenmaß der Profilrohre querschnittsgleichen Erhebungen
und ebenso keine Gewindebohrungen zum Befestigen von Steckzapfen.
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In Fig. 7 ist eine abweichende Ausbildung des Grundkörpers 311 eines
Verbindungselements gezeigt. Dieser Grundkörper hat wiederum die Grundform eines
Würfels und mit den Würfelflächen 316, an denen ebenfalls Gewindebohrungen 318 angeordnet
sind, können Steckzapfen der oben in Verbindung mit den Figuren 3 und 4 beschriebenen
Art fest, jedoch lösbar verbunden werden. Die Aufnahmebereiche für die Steckzapfen
sind dabei in die Würfelflächen eingesenkt, so daß eine einwandfreie Zentrierung
und Drehsicherung der Steckzapfen gewährleistet ist. Abweichend von der oben beschriebenen
Ausführungsform, wie sie insbesondere Fig. 3 in einer perspektivischen Ansicht veranschaulicht,
erstrecken sich um die mit den Innenquerschnitten der miteinander zu verbindenden
Rohre querschnittsglfflchen Abschnitte der Steckzapfen jedoch keine rechtwinklig
aufsteigenden Kontaktflächen, sondern unter etwa 450 abgefaste Schrägflächen 316,
so daß es sich bei dem Grundkörper um einen gebrochene Kanten aufweisenden Würfel
handelt.
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Die technische Anwendung zeigt,wiederum im Schnitt, Fig. 8.
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Mit dem Grundkörper 311 des Verbindungselements sind im rechten Winkel
zu einander angeordnete Steckzapfen 312, 312' mittels Befestigungsschrauben 319,
319' verbunden.
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Im Gegensatz zu dem Steckzapfen 112 in Fig. 3 besitzen diese Steckzapfen
312, 312' lediglich einen im wesentlichen mit mit dem Innenquerschnitt der mit einander
zu verbindenden Profilrohre 320, 320' querschnittsgleichenAbschnitt, der etwa in
der Mitte seiner Längenerstreckung mit einer Quernut als Spannfläche versehen ist.
Im Bereich dieser Spannflächen sind in Gewindebohrungen der Profilrohre 320, 320'
lösbare Madenschrauben 321, 321? aufgenommen, die eine formschlüssig feste Verbindung
der Profilrohre mit den Steckzapfen und über diese mit dem Grundkörper 311 des Verbindungselements
vermitteln, wobei die Profilrohre im Bereich ihrer Anschlußenden dem 450-Verlauf
der angefasten Schrägflächen 316' entsprechende Abfasungen besitzen, so daß im Falle
eines Knotenpunktes, bei dem sich von sämtlichen Würfelflächen Anschlußrohre forterstrecken,
das Verbindungselement im wesentlichen von den mit einander verbundenen Profilrohren
verdeckt ist.