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Beschreibuna
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Die Erfindung betrifft einen mit einem Klebemittel zu verwendenden
Bolzen zum unsichtbaren und unlösbaren Verbinden von massiven Bauteilen, insbesondere
auf Gehrung geschnittenen Rahmenteilen.
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Der Einsatz von Bolzen zum unsichtbaren und unlösbaren Verbinden von
massiven Bauteilen ist vor allem im Holzbau bekannt. Dort werden Holzdübel in von
Bauteil zu Bauteil durchgehende Stecklöcher eingesetzt, wobei zuvor in die Stecklöcher
und/oder an den Holzdübel Leim gestrichen wird. In der Regel werden auch die übrigen
Berührungsflächen der Bauteile noch mit Leim bestrichen und die Bauteile sodann
bis zum Abbinden des Leims - beispielsweise mittels Schraubzwingen - zusammengepreßt.
Bei dieser Verbindung bleiben die Verbindungsmittel unsichtbar.
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Nachteilig daran ist jedoch, daß die Verbindungsmittel nur dann zur
Geltung kommen, wenn äußere Anpreßkräfte über einen ausreichenden Zeitraum wirksam
sind. Auf solche Art eine Verbindung herzustellen ist im allgemeinen umständlich
und langwierig. Außerdem ist der Anteil der bekannten Verbindungsmittel am Zusammenhalt
der Bauteile nicht besonders hoch, denn ihre Form allein trägt wenig zum Zusammenhalt
bei. Vielmehr würden sich die bekannten Holzdübel ohne Verwendung von Leim sogleich
wieder aus ihren Stecklöchern herausziehen lassen.
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Zur Verbindung von auf Gehrung geschnittenen Rahmenteilen, zum Beispiel
für Blend- und Flügelrahmen von Fenstern oder Blendrahmen von Türen, werden deshalb
bisweilen auch Schraubbolzen mit Muttern eingesetzt. Für diese muß dann im Gehrungsbereich
eine von Bauteil zu Bauteil reichende Durchgangsbohrung angebracht werden. Darin
wird der Schraubbolzen zur Verspannung der Bauteile eingesetzt, wobei sein Kopf
an dem einen Bauteil und die Mutter an dem anderen Bauteil anliegen. Der Schraubbolzen
selbst kommt ohne Klebemittel aus.
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Der Nachteil einer solchen Verbindung ist, daß der Rahmen äußerlich
verletzt wird. Das kann Folgen für die Witterungsbeständigkeit haben, stört vor
allem aber auch in ästhetischer Hinsicht. Schließt lich sind solche Verbindungsmittel
für eine Vielzahl von Rahmenteilen überhaupt nicht einsetzbar, wenn nämlich das
Profil besonders fein gestellt ist, so daß sich derartige Verbindungsmittel nicht
mehr ohne Zerstörung des Profils dazwischen anordnen lassen.
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Hier setzt nun die Erfindung an. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, einen
Bolzen der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß er einen höheren Beitrag
zur Festigkeit leistet. Außerdem soll er einfacher und schneller zur Wirkung gebracht
werden können.
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Gelöst wird diese Aufgabe nach dem Vorschlag der Erfindung dadurch,
daß der Bolzen aus Metall besteht und im Bereich jedes Bolzenendes ein mehrgängiges
Außengewinde angeordnet ist, wobei die Außengewinde zueinander gegenläufig sind,
von mindestens zwei Längsnuten unterbrochen werden und im Abstand voneinander enden.
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Ein erfindungsgemäßer Bolzen ist dazu bestimmt, bei benachbarten Bauteilen,
wie zum Beispiel Rahmenteilen, in die beiderseitigen Stecklöcher eingeführt zu werden.
Der Durchmesser der Stecklöcher muß dabei kleiner als der Außendurchmesser des Außengewindes
und geringfügig, nämlich wenige Zehntel Millimeter, größer als der Kern des Außengewindes
sein. Wird nun ein erfindungsgemäßer Bolzen auf die beiderseitigen Stecklöcher aufgesetzt
und werden die zu verbindenden Bauteile unter Krafteinwirkung von außen einander
angenähert, so schneidet sich der Bolzen unter Drehung selbsttätig in die Stecklöcher
ein.
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Eine Bewegungsumkehr ist dabei nicht mehr möglich.
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Natürlich muß das Material der zu verbindenden Bauteile weicher als
das des Bolzens selbst sein. Das ist zum Beispiel bei Leichtmetallen der Fall, insbesondere
aber bei ausgeschäumten Kunststoffprofilen.
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Werden die zu verbindenden Bauteile dicht aufeinandergepreflt, so
kann der Bolzen den Preßdruck weiter aufrechterhalten mit dem Ergebnis, daß die
Krafteinwirkung von außen nur kurzfristig zu sein braucht, um eine unlösbare Verbindung
zu erzielen.
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Die Außengewinde sind, wie gesagt, als Schneidgewinde ausgebildet.
Sie sind mehrgängig, mit zum Beispiel zehn Gängen. Längsnuten, welche bis zum Kern
der Außengewinde oder auch noch tiefer reichen und vorzugsweise ebenso breit angelegt
sind, unterbrechen die Außengewinde. Diesen Längsnuten kommt mehrfache Bedeutung
zu.
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So lassen sie an jeder Unterbrechungsstelle der Außengewinde Schneidkanten
entstehen mit der Folge, daß das Außengewinde an mehreren Stellen gleichzeitig wirksam
sein kann. Dabei entstehen keine langen Späne, außerdem können anfallende Späne
sogleich über die Längsnuten entweichen. Im Ergebnis können deshalb die Bauteile
bei praktisch unveränderlichem Kraftaufwand immer mehr angenähert werden.
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Schließlich soll der erfindungsgemäße Bolzen mit einem Klebemittel
verwendet werden. Davon wird vor dem Zusammenfügen der Bauteile etwas in die beiderseitigen
Stecklöcher eingefüllt. Beim Eindringen des Bolzens läßt sich dann das Klebemittel
aus den Stecklöchern verdrängen, wobei es über die Längsnuten sowohl in die Gewindegänge
zwischen Bolzen und Stecklöcher als auch zusätzlich auf die Berührungsflächen der
Bauteile selbst gelangt. Diese können im unmittelbaren
Anschluß
an die Stecklöcher etwas abgefräst sein. Die Berührungsflächen werden im übrigen
selbst noch mit Klebemittel versehen. Bei Verwendung eines Zwei-Komponenten-Klebemittels
werden Bolzen und Berührungsflächen der Bauteile vor dem Zusammenpressen mit einem
Härter bestrichen.
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Daß die Außengewinde schließlich im Abstand voneinander enden, hat
ebenfalls mehrfache Bedeutung. Zum einen kann Klebemittel wie vorerwähnt an die
Berührungsflächen der Bauteile selbst gelangen und darauf übertreten. Zum anderen
ist dadurch sichergestellt, daß auch bei Maßabweichungen, Unterschieden im Werkstoff
etc., welche zu einer unsymmetrischen Einschraubung führen können, das eine Außengewinde
ausschließlich in das eine Bauteil und das andere Außengewinde ausschließlich in
das andere Bauteil gelangen.
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Mit einem erfindungsgemäßen Bolzen lassen sich in besonders einfacher
und schneller Weise massive Bauteile unsichtbar und unlösbar sowie dicht miteinander
verbinden, insbesondere bei auf Gehrung geschnittenen Rahmenteilen dauerhafte Eckverbindungen
herstellen. Das gilt vor allem für ausgeschäumte Kunststoffprofile. Deren ansonsten
bekanntermaßen günstige Materialeigenschaften konnten nämlich wegen des Mangels
dauerhafter Eckverbindungen bislang noch nicht in dem gewünschten Maße für den Fenster-
und Türenbau genutzt werden. Eine Eckverbindung mit einem erfindungsgemäßen Bolzen
läßt sich jetzt nur noch durch einen besonders hohen Kraftaufwand zerstören.
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Vorteilhaft sind die Außengewinde in Bezug zu einer senkrecht zur
Bolzenachse sowie vorzugsweise durch die Bolzenmitte verlaufenden Ebene spiegelbildlich
ausgebildet. - Ein solcher Bolzen kann besonders kompakt gestaltet werden, zum Beispiel
mit einem Abstand (Freiraum) zwischen den Außengewinden von nur wenigen Millimetern.
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Zweckmäßigerweise sind die Längsnuten gleichmäßig über den Bolzenumfang
verteilt. - Durch diese Maßnahme wird ein gleichmäßiges Einschrauben unterstützt.
In Betracht kommen im allgemeinen zwischen zwei und sechs Längsnuten.
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Nach einem weiteren Vorschlag ist jedes Außengewinde an seinem dem
Bolzenende zugewandten Anfang hinterdreht. - Dadurch wird das Anschneiden erheblich
erleichtert.
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Zweckmäßigerweise schließt die hinterdrehte Fläche mit der Bolzenachse
einen Winkel von I 850 ein.
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Vorteilhaft beträgt die Steigung der Außengewinde etwa 450. - Diese
Ausführungsform zeichnet sich sowohl durch Leichtgängigkeit als auch durch große
Haltbarkeit aus.
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Zweckmäßigerweise schließen benachbarte Gewinde flächen der Außengewinde
jeweils einen Winkel von 900 miteinander ein.
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Nach einem weiteren Vorschlag sind die Bolzenenden als Zentrieransätze
ausgebildet. - Dabei beginnen
die Außengewinde erst im Abstand
(von mehreren Millimetern) von den Bolzenenden. Deren Durchmesser entspricht praktisch
demjenigen des Kerns des Außengewindes.
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Bolzen mit Zentrieransatz sind dort von Vorteil, wo genügend Platz
zur Verfügung steht, d. h. genügend tiefe Stecklöcher vorgesehen werden können.
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Im anderen Falle muß auf diese Ausführungsform verzichtet werden.
Stattdessen sollten zur Zentrierung der Bolzen die Stecklöcher an ihrem Anfang wenigstens
einige Millimeter tief auf den Außendurchmesser des Außengewindes erweitert (aufgebohrt
oder aufgefräst) werden.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung für zwei bevorzugte
Ausführungsbeispiele weiter beschrieben. Darin zeigen: Figur 1 einen Bolzen in Seitenansicht,
teilweise geschnitten, Figur 2 den Bolzen nach Figur 1 in Draufsicht, Figur 3 eine
andere Ausführungsform eines Bolzens, nämlich mit Zentrieransätzen, in Seitenansicht,
Figur 4 den Bolzen nach Figur 3 in Draufsicht, Figur 5 einen Bolzen gemäß Figur
1 vor dem Einschneiden in zwei Rahmenteile, letztere in schnitt bildlicher Darstellung,
und
Figur 6 den Gegenstand nach Figur 5 als fertige Eckverbindung.
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Nach Figur 1 weist ein erfindungsgemäßer Bolzen im Bereich des einen
Bolzenendes ein mehrgängiges Außengewinde 1 und im Bereich des anderen Bolzenendes
ein mehrgängiges Außengewinde 2 auf. Die Außengewinde 1, 2 sind zueinander gegenläufig,
d. h. das eine Außengewinde ist als Rechts- und das andere Außengewinde als Linksgewinde
ausgebildet. Die Außengewinde 1, 2 reichen bis etwa zur Bolzenmitte, wo sie im Abstand
voneinander enden. Sie werden von vier Längsnuten 3 unterbrochen, welche gleichmäßig
über den Bolzenumfang verteilt sind (vgl. auch Figur 2).
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Im übrigen sind die Außengewinde 1, 2 in Bezug zu einer senkrecht
zur Bolzenachse 4 sowie durch die Bolzenmitte verlaufenden Ebene spiegelbildlich
ausgebildet. Der gesamte erfindungsgemäße Bolzen besteht aus Metall.
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Wie weiter ersichtlich, ist das Außengewinde 1 an seinem dem Bolzenende
zugewandten Anfang hinterdreht, nämlich hier kegelstumpfförmig. Ebenso besitzt das
Außengewinde 2 an seinem Anfang eine hinterdrehte Fläche 5. Diese schließt mit der
Bolzenachse 4 einen Winkel a von 850 ein. Dieser Winkel kann auch noch kleiner gewählt
werden.
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Die Außengewinde 1, 2 weisen im vorliegenden Ausführungsbeispiel zehn
Gänge auf. Ihre Steigung, ausgedrückt durch einen mit der Bolzenachse 4 eingeschlossenen
Winkel ß, beträgt hier 450. Ferner kann dem Ausführungsbeispiel nach Figur 1 entnommen
werden,
daß benachbarte Gewindeflächen der Außengewinde 1, 2 einen
rechten Winkel miteinander einschließen, welcher hier mit y bezeichnet ist.
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Nach den Figuren 3 und 4 besitzt ein anderer Bolzen Bolzenenden, welche
als Zentrieransätze 6, 7 ausgebildet sind. Dabei beginnen die Außengewinde 1, 2
erst im Abstand von den Bolzenenden. Die Zentrieransätze 6, 7 haben denselben Durchmesser
wie der Kern der Außengewinde 1, 2.
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Nach Figur 5 weisen zwei miteinander zu verbindende Bauteile, nämlich
zwei auf Gehrung geschnittene Rahmenteile 8, 9 an ihren Berührungsflächen 10, 11
Stecklöcher 12, 13 auf. Im Bereich der Stecklöcher 12, 13 sind die Berührungsflächen
10, 11 leicht abgefräst, so daß Ausnehmungen 14, 15 erkennbar sind. Darüberhinaus
sind die Stecklöcher 12, 13 an ihrem Anfang noch etwas erweitert. Die Erweiterungen
16, 17 dienen, wie ersichtlich, zur Aufnahme und Zentrierung eines Bolzens gemäß
Figur 1.
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Werden nun die Rahmenteile 8, 9 unter Kraftanwendung von außen in
Richtung der Pfeile 18, 19 bewegt, schneidet sich der erfindungsgemäße Bolzen unter
Drehung selbsttätig in die Rahmenteile 8, 9 ein und hält diese zusammen. Vor dem
Zusammenfügen und Zusammenpressen werden in der Regel Klebemittel in die Stecklöcher
12, 13 sowie auf die Berührungsflächen 10, 11 gegeben. Oberschüssiges Klebemittel
aus den Stecklöchern 12, 13 kann beim Zusammenpressen in die Ausnehmungen entweichen
oder sich noch auf den Berührungsflächen 10, 11 verteilen.
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Nach dem Zusammenpressen erhält man eine unlösbare, von außen unsichtbare
und dichte Eckverbindung, wie sie in Figur 6 gezeigt ist. Darüber hinaus gibt es
natürlich noch zahlreiche andere Anwendungsmöglichkeiten.
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Bezugszeichenliste 1 Außengewinde 2 Außengewinde 3 Längsnut 4 Bolzenachse
5 hinterdrehte Fläche 6 Zentrieransatz 7 ZentTieransatz 8 Rahmenteil 9 Rahmenteil
10 Berührungsfläche 11 Berührungsfläche 12 Steckloch 13 Steckloch 14 Ausnehmung
15 Ausnehmung 16 Erweiterung 17 Erweiterung 18 Pfeil 19 Pfeil a Winkel (zwischen
hinterdrehter Fläche 5 und Bolzenachse 4) ß Winkel (zwischen Gängen der Außengewinde
1, 2 und Bolzenachse 4) y Winkel (zwischen benachbarten Gewinde flächen der Außengewinde
1, 2)
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