DE3413069C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein durch Aufeinanderstecken ver­ längerbares Stützprofil nach dem Oberbegriff des Anspru­ ches 1.

Derartige Stützstangen können für die unterschiedlichsten Einsatzbereiche verwandt werden, angefangen beispielsweise von ineinander steckbaren Rohren für Zeltkonstruktionen von Campingzelten bis Großraumzelten, gerüstartiger Aufbauten etc. Derartige vorbekannte Stützprofile bzw. Stützstangen bestehen dabei in der Regel aus einem Hohlrohr mit einem am oberen Stirnende hinausragenden und dort verankerten Verlängerungszapfen, über den die nächste Stützstange mit ihrem unteren Stirnende aufgesteckt werden kann, bis zwei ineinandergesteckte Stützstangen stirnseitig aufeinander ruhen.

Die Belastbarkeit derartiger Stützstangen hängt abgesehen von der Geometrie wie Durchmesser und Wandstärke vor allem vom verwandten Material ab. Um sicherzustellen, daß diese Stützprofile auch hohen Belastungen von mehreren kN stand­ halten, müssen diese in der Regel aus Metall gefertigt werden. Dies ist aber auch aufwendig, teuer und bedingt naturgegebenermaßen ein enorm hohes Gewicht dieser Stütz­ profile.

Es ist deshalb bereits vorgeschlagen worden, derartige Stützstangen für große Belastungen aus glasfaserverstärk­ tem Kunststoff, insbesondere Polyesterharz herzustellen.

Dazu werden als Verstärkungselemente in Axialrichtung durchlaufende Spinnfäden oder sog. Glasfaserrovings einge­ setzt. Obgleich sich dadurch in gewissen Grenzen eine noch relativ günstige Axialstabilität erzielen läßt, ist demge­ genüber die Radialstabilität nur so gering, daß diese Stützstangen für größere Belastungen nicht einsetzbar sind.

Von daher ist man dazu übergegangen, Stützprofile mittels eines Glasfasergewebes zu verstärken. Durch den Einsatz eines Glasfasergewebes halten die so hergestellten Strang­ profile deutlich erhöhten Druckbelastungen nicht nur in Axialrichtung, sondern auch aufgrund der Querverstärkungen in Radialrichtung stand. Das Herstellungsverfahren dieser Stützprofile ist aber sehr aufwendig und teuer, da der­ artige Stützrohre nur durch Einwickeln des Glasfasergewe­ bes hergestellt werden können.

Eine weitere Verteuerung wird auch durch die Notwendigkeit des Glasfasergewebes selbst bewirkt.

Unabhängig davon sind natürlich Steckverbindungen zum Verbinden von Rohren im allgemeinen bekannt.

So beschreibt beispielsweise die US 38 81 756 eine Steck­ verbindung, die als Anschlußstück zum Verbinden zweier zu verschweißender Rohre verwandt wird. Eine Steckhülse ist dabei im unteren Ende eines Rohres über das Rohrende über­ stehend eingeschweißt. Die Steckhülse weist in Richtung des Anschluß-Rohres eine nach unten hin ausgerichtete Verjüngung auf, worüber das mit der Einsteckhülse versehe­ ne Rohr in ein nächstes Rohrende eingesteckt und anschlie­ ßend verschweißt werden kann. Bei Durchmesser-Abweichungen zum nächsten Rohr kann durch Aufbringen entsprechend star­ ker Schlag- und Preßkräfte eine gewisse Verformung der Einsteckhülse bewirkt werden, um eine zentrische Ausrich­ tung und Verbindung beider Rohrenden vor Durchführung des Verschweißens zu gewährleisten.

Aus dem DE-GM 17 06 368 ist eine aus elastischem Material bestehende Manschette zur Verbindung und Abdichtung zweier mit verschiedenen Durchmessern gestalteter Rohrenden zu entnehmen, wobei die Manschette aus einem im Querschnitt U-förmigen Ring besteht, dessen äußerer Schenkel das Ende des größeren Rohres umschließt, während sein innerer Schenkel den Abstand zwischen den beiden Rohrwandungen stramm ausfüllt und abdichtet. Um einen möglichst dichten Sitz zu gewährleisten, weist die als Reduktionsstück ver­ wandte Manschette oder Muffe mehrere beispielsweise radial nach innen vorstehende Zungenringe auf, die beim Einstec­ ken des Rohrendes verformt werden. Diese Reduktionsstücke dienen aber eben lediglich zur Verbindung zweier Rohrtei­ le, wie sie beispielsweise bei Sanitäranlagen benötigt werden. Hinweise für unter Verwendung von Glasfaserrovings verstärktem Kunststoff herstellbar verlängerbare Stütz­ profile sind hieraus nicht zu entnehmen.

Schließlich beschreibt auch die aus der FR 13 19 822 be­ kannte elastische Verbindung für Rohre lediglich eine spezifisch geformte außen aufzusetzende Anschluß- und Abdichtmuffe, die auf ein mit einer Außenerweiterung ver­ sehenes Rohrende aufgesteckt wird, bevor hierin ein an­ zuschließendes zweites mit deutlich geringerem Durchmesser ausgestattetes Rohr eingesteckt wird. Als ausreichende Tragmomente aufnehmendes Stützprofil ist diese Verbin­ dungseinrichtung nicht geeignet.

Demgegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile nach dem Stand der Technik zu überwinden und ein durch Aufeinanderstecken verlängerbares leichtge­ wichtiges Stützprofil mittels Strangziehens zu schaffen, das bei gegebenem Durchmesser und gegebener Wandstärke gegen­ über dem Stand der Technik deutlich erhöhten Belastungen standhält und dabei einfach und billig zu produzieren ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß entsppechend den im kenn­ zeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Durch die vorliegende Erfindung wird erstmals ein mittels Strangziehens hergestelltes Kunststoff-Stützprofil geschaffen, das verglichen mit einem mittels Glasfasergewebe gewickel­ ten Rohres zumindest gleich hohen wenn nicht sogar noch höheren Belastungen standhält. Dies kann als ausgesprochen überraschend bezeichnet werden, da bei stranggezogenem Stützprofil bisher derart hohe Belastungen nicht möglich waren. Bei einem Rohr beispielsweise mit ca. 3 cm Durchmes­ ser und einer Dicke von beispielsweise 3 bis 4 mm können Biegebelastungen bis weit über 7 kN, ja sogar über 10 kN auf das Profil einwirken, ohne daß dieses bricht oder auf­ spleißt.

Erfindungsgemäß wird dies vor allem dadurch realisiert, daß anstelle des ansonsten notwendigen Glasfasergewebes neben den Verstärkungselementen in Form von axial verlau­ fenden Glasfaser-Spinnfäden oder den sog. Glasfaserrovings zusätzlich noch eine Verstärkung mittels an sich bekannter Glasfasermatten vorgenommen wird, und schließlich noch die jeweiligen Stirnseiten des Hohlprofiles bzw. die äußere Stirn­ seite des Verlängerungszapfens ebenfalls noch mit einer Ra­ dialversteifung in Form von stirnseitig aufsetzbaren Schutz­ kappenringen verwandt werden.

Gegenüber dem nach dem Stand der Technik erwähnten und unter Verwendung eines Glasfasergewebes gewickelten Rohr ist das erfindungsgemäße Stützprofil ferner noch sehr viel einfacher und vor allem billiger herzustellen.

ln einer Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 2 ist dabei vorgesehen, daß der stirnseitige Schutzkappenring einen an der Außenseite des Hohlprofils anliegenden Außenflansch aufweist. Beim Ineinanderstecken zweier Stützprofile wird dadurch verhindert, daß beim Verkanten und den damit in Verbindung auftretenden Hebelkräften ein Ausbrechen und Aufspleißen der Profilwandung unterbunden wird.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Ansprü­ che 3 bis 7 wird nicht nur die Stabilität des Stützprofiles insgesamt weiter verbessert, sondern es ergeben sich auch weitere Vorteile im Hinblick auf eine vereinfachte Herstel­ lung. Durch den die Stirnseite des Stützprofiles beidseitig umgreifenden Stützring mit dem inneren konisch sich erwei­ ternden Innenflansch ergibt sich eine leichte sichere Veran­ kerung des Verlängerungszapfens im Hohlprofil dadurch, daß der Verlängerungszapfen zunächst nur stirnseitig in das Stützprofil eingesetzt und beispielsweise mit einem Hammer kurz festgeschlagen wird. Dadurch wird die im Querschnitt U-förmige Stützkappe in Axialrichtung in das Stützprofil völ­ lig eingschoben, wobei der Innenflansch nunmehr radial auf den Verlängerungszapfen vorgespannt gehalten wird. Ein nach dem Stand der Technik aufwendiges Klebeverfahren zur Verankerung des Verlängerungszapfens im Stützprofil wird hierdurch vermieden. Darüber hinaus wird hierdurch der wesentliche Vorteil erzielt, daß beispielsweise bei einem auf einem Teillängenabschnitt beschädigten Stützprofil dieses leicht durch Absägen gekürzt werden kann, um danach den Verlängerungszapfen mit einer neuen Schutzkappe wieder fest am Stützprofil zu verankern. Ein exaktes vollflächiges Verkleben nach dem Stand der Technik könnte ohne geeignete Hilfsmittel praktisch nicht vorgenommen werden, so daß ein einmal beschädigtes Stützprofil nicht repariert werden könnte.

In einer Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 8 ist eine Radialversteifung auch am stirnseitigen Ende des Ver­ längerungszapfens in Form einer mit einem Innenflansch ver­ sehenen Schutzkappenring vorgesehen. Beim verkantenden Ineinanderstecken zweier Stützprofile wird auch hierdurch einem Aufspleißen und Aufreißen des Verlängerungszapfens entgegengewirkt.

Auch am gegenüberliegenden, in das Stützprofil eingeschobenen Stirnende könnte grundsätzlich noch eine weitere Schutzkappe als Radialversteifung ebenfalls mit innenliegendem Flansch vorgesehen sein, was an dieser Stelle aber grundsätzlich nicht so notwendig ist.

Damit die erfindungsgemäßen Stützprofile den erwähnten hohen Beanspruchungen und Biegemomenten standhalten, ge­ nügt es vom Grundsatz her, wenn beispielsweise die Radial­ versteifungen in Form der Schutzkappen aus Metall, vorzugs­ weise chromatiertem Metall mit einer Wandstärke von beispiels­ weise 1 mm verwandt werden.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich nachfolgend aus dem anhand von Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel.

Dabei zeigen im einzelnen:

Fig. 1 eine schematische vergrößerte Detaildarstel­ lung der Innenstruktur des Stützprofiles;

Fig. 2 eine Darstellung des erfindungsgemäßen Stütz­ profiles teilweise im Axialschnitt;

Fig. 3 einen Schutzkappenring im Querschnitt für das den Verlängerungsstutzen aufnehmende Stirn­ ende des Stützprofiles.

Zunächst wird auf Fig. 1 Bezug genommen, in der ein Aus­ schnitt eines Stütz- bzw. Hohlprofiles 1 aus glasfaserver­ stärktem Polyesterharz gezeigt ist. Dieses Stützprofil 1 wird in an sich bekannter Weise mittels Strangziehens hergestellt. Dazu sind in einem Stapelgerüst eine Vielzahl von Spulen über- und nebeneinander angeordnet, von denen Glasfaser­ fäden abgezogen werden, die zunächst durch eine Vortrock­ nungseinheit und dann durch eine Harzwanne zum Tränken der Glasfaserstränge im Polyesterharz geführt werden. Vor der Formgebungsdüse, die der Harzwanne nachgeordnet ist, wird zusätzlich noch eine Glasfasermatte zugeführt. Die Glas­ fasermatte besteht ja bekanntermaßen aus einer Vielzahl sta­ tistisch kreuz und quer liegender Glasfaserabschnitte, die durch einen Binder zusammengehalten werden. Durch den Kontakt mit dem Polyesterharz wird der Binder gelöst, so daß im weiteren Herstellungsprozeß die Glasfaserabschnitte der Glasfasermatte statistisch in beliebigen Richtungen ver­ teilt zu liegen kommen. Der Harzwanne mit der Formgebungs­ düse ist dann noch ein Härteofen, eine Kühlstrecke und eine Abzugsvorrichtung mit einer Trenneinrichtung nachge­ ordnet, um dann die erhärteten Stützprofile in einer ge­ wünschten Länge abzuschneiden.

Der in Fig. 1 schematisch gezeigte Ausschnitt des Stützpro­ files 1 läßt dabei in einer Detailschnittdarstellung die Viel­ zahl sich in Axialrichtung durchgängig erstreckender Glas­ fasern 3 erkennen, die von den eingangs erwähnten Spulen abgezogen werden. Dabei können bis zu mehreren Tausend in Axialrichtung angeordnete Glasfasern verwandt werden. Die ferner erwähnten Glasfaserabschnitte, die über die Glas­ fasermatte zugeführt werden, sind in Fig. 1 mit der Bezugs­ ziffer 5 benannt. Diese Glasfaserabschnitte sind in beliebi­ gen Richtungen statistisch verteilt ausgerichtet, wodurch eine hohe Steifigkeit und Biegefestigkeit nicht nur in Axial­ richtung, sondern vor allem auch in Radialrichtung sicherge­ stellt wird.

Nachfolgend wird auf Fig. 2 Bezug genommen, in der das erfindungsgemäße Stützprofil 1 in teilweiser Axialschnittdar­ stellung gezeigt ist.

Wie daraus zu ersehen ist, ist neben dem Stützprofil 1 ferner noch an dessen oberen Stirnende 7 ein Verlängerungs­ zapfen 9 verankert, auf den ein nächstes Stützprofil mit seinem unteren Stirnende 11 so weit aufgesteckt werden kann, bis dessen unteres Stirnende auf dem oberen Stirnende 7 eines nächsten Stützprofiles 1 zu liegen kommt.

Um die Stabilität insgesamt zu erhöhen, ist am unteren Stirn­ ende 11 eine zusätzliche Radialversteifung in Form eines Schutz­ kappenringes 13 mit einem stirnseitig anliegenden Ring­ abschnitt 13a und einem Außenflansch 13b aufgesteckt.

Am gegenüberliegenden oberen Stirnende 7 ist ebenfalls eine Radialversteifung in Form eines Schutzkappenringes 15 auf­ gesteckt, der im Querschnitt U-förmig ausgebildet ist und dazu neben einem Ringsteg 15a einen an der Wandung 17 des Stützprofiles 1 innen und außen anliegenden Innenflansch 15b und einen Außenflansch 15c umfaßt (Fig. 3).

Ferner ist am freien Ende des Verlängerungszapfens 9 ebenfalls noch eine Radialverstärkung in Form eines weiteren Schutzkappenringes 19 aufgesteckt, der neben einem umlau­ fenden Stirnabschnitt 19a lediglich einen ins Innere des Verlängerungszapfens 9 eingesteckten Innenflansch 19b um­ faßt.

Nachfolgend wird auf die Verankerung des Verlängerungs­ zapfens 9 im Stützprofil 1 und die spezifische Ausgestaltung des U-förmigen Stützkappenringes 15 eingegangen.

Wie aus Fig. 3 zu ersehen ist, ist die Wandstärke des Au­ ßenflansches 15c des Schutzkappenringes 15 größer als die Dicke des zugehörigen Innenflansches 15b. Der Innendurch­ messer des Innenflansches 15b ent­ spricht dabei im wesentlichen dem Außendurchmesser des einzusteckenden Verlängerungszapfens 9. Die außenliegende Breite der Aufstecköffnung 21 des im Querschnitt U-förmigen Stützkappenringes 15 entspricht ferner der Dicke der Wandung 17 des Stützprofiles 1, läuft aber zu deren hinterem Ende auf den Ringsteg 15a konisch verengt zu, so daß der lichte Abstand zwischen Innenflansch 15b und Außenflansch 15c zum hinteren Ringsteg 15a bis unter die Wandstärke des Stützprofiles 1 abnimmt. Zum Verankern des Verlängerungs­ zapfens 9 wird zunächst der erwähnte Stützkappenring 13 zunächst leicht auf das obere Stirnende 7 aufgesetzt und der Verlängerungszapfen 9 in das Stützprofil 1 eingeschoben. (Möglich ist auch bei schon eingeschobenem Verlängerungs­ zapfen den Stützkappenring 15 von oben her stirnseitig auf das Stützprofil 1 aufzusetzen.) Danach wird durch einen kurzen stirnseitigen Schlag auf den Verlängerungszapfen 9 über die Reibschlußwirkung der Stützkappenring 15 bis auf Anschlag auf das obere Stirnende 7 des Stützprofiles 11 auf­ gesetzt, wobei der Innenflansch 15b aufgrund der geringe­ ren Materialstärke unter Abnahme des Innenabstandes 23 bis unter die Wandstärke des Stützprofiles 1 nach innen radial auf den Verlängerungszapfen 9 abgebogen und vorge­ preßt gehalten wird. Diese Verbindung ist so fest, daß ein axiales Verschieben des Verlängerungszapfens 9 nicht mög­ lich ist.

Nachfolgend soll noch auf die Wirkung der Radialverstärkun­ gen in Form der Stützkappenringe beim Zusammenstecken zweier Stützprofile 1 eingegangen werden.

Verständlicherweise können mit die größten Beanspruchungen dann auftreten, wenn zwei Stützprofile 1 beim anfänglichen Aufeinanderstecken bereits verkantet werden. Aufgrund der dann auftretenden Hebelwirkungen wird das freie Zapfenende des Verlängerungszapfens 9 in Richtung auf die Symmetrie­ achse 25 zu beansprucht, während das aufgesetzte untere Ende 11 eines nächsten Stützprofiles 1 in Radialrichtung nach außen beansprucht wird. Gerade aber diese in umge­ kehrten Richtungen auftretenden Kräfte werden folgerichtig durch den oberen Schutzkappenring 19 mit einem Innenflansch 19b bzw. durch den unteren Schutzkappenring 13 mit einem Außenflansch 15c optimal abgestützt. Ein Aufbrechen oder gar Aufspleißen kann dabei bis zu Belastungen weit über 10 kN selbst schon bei einem strangezogenen Profil von ca. 30 mm Durchmesser mit einer Wandstärke von 3 bis 4 mm si­ cher vermieden werden.

Auch an dem den Verlänge­ rungszapfen 9 aufnehmenden Stirnende 7 werden beim Verkan­ ten während des Verbindens zweier Stützprofile miteinander Kräfte in Radialrichtung nach außen wirksam, die durch diesen Schutz­ kappenring 15 ebenfalls optimal, insbesondere über seinen Außenflansch 15c abgestützt werden. Durch den zusätzlichen Innenflansch 15b werden diese Kräfte nicht nur noch weiter­ hin abgestützt und aufgenommen, sondern auch die erwähnten Vorteile beim Verankern des Verlängerungszapfens 9 im Stützprofil 1 erzielt.

Wie in Fig. 2 nur strichliert gezeigt ist, könnte ein wei­ terer Schutzring 27 auch noch am eingesteckten Stirnende des Verlängerungszapfens 9 mit Innenflansch 27a vorgesehen sein, der aber an dieser Stelle nicht so notwendig ist.

Abschließend soll nochmals darauf hingewiesen werden, daß die höchsten Biegebeanspruchungen dann erzielt werden kön­ nen, wenn der untere Schutzkappenring 13 einen Außen­ flansch 13b, der obere Schutzkappenring 15 ebenfalls zumin­ dest einen Außenflansch 15c und der Schutzkappenring 19 am Verlängerungszapfen 9 einen Innenflansch 19b aufweist.

Claims (11)

1. Durch Aufeinanderstecken verlängerbares Stützprofil aus stranggezogenem und mit Glasfaserrovings in Axialrichtung verstärktem Kunststoff, insbesondere für hohe Belastungen, das aus einem Hohlprofil mit einem an einer Stirnseite herausragenden Verlängerungszapfen besteht, wobei der Verlängerungszapfen, dessen Außendurchmesser etwa dem Innendurchmesser des Stützprofiles entspricht, in einem Teillängsbereich des Hohlprofiles in dieses eingesteckt und gegen Axialverschieben gesichert ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Stützprofil (1) aus einem auch in Radi­ alrichtung querverstärktem stranggezogenem Kunststoff besteht und dazu statistisch verteilte Glasfaserabschnitte (5) enthält, und daß als weitere Radialverstärkung an den beiden Stirnseiten (7, 11) des Stützprofiles (1) jeweils ein Schutzkappenring (13, 15) mit einem umlaufenden an der Wandung des Stützprofiles (1) anliegenden Flansch (13b; 15b, 15c) aufgesetzt ist.

2. Stützprofil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Stirnseiten (7, 11) des Stützprofiles (1) je­ weils ein Schutzkappenring (13, 15) mit umlaufendem an der Außenseite des Stützprofiles (1) anliegendem Außenflansch (13b, 15c) aufgesetzt ist.

3. Stützprofil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Schutzkappenring (15) an dem den Ver­ längerungszapfen (9) aufnehmenden Stirnende (7) im Quer­ schnitt U-förmig mit einem Außen- und Innenflansch (15c, 15b) versehen ist.

4. Stützprofil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke des Außenflansches des U-förmigen Schutzkappenringes (15) größer ist als die Wandstärke des zugehörigen Innenflansches (15b).

5. Stützprofil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der lichte Innenabstand (23) zwischen Innen- und Außenflansch (15b, 15c) des im Querschnitt U- förmigen Schutzkappenringes (15) im Bereich der Aufsteck­ öffnung (21) der Wandstärke des Stützprofiles (1) ent­ spricht, und daß dieser Innenabstand (23) nach innen auf den zwischen dem Innen- und Außenflansch (15b, 15c) ausge­ bildeten Ringsteg (15a) zu abnimmt.

6. Stützprofil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenseite des Außenflansches (15c) über seine gesamte Höhe konzentrisch an der Außen­ wand des Stützprofiles (1) anliegt und die dem Außen­ flansch (15c) zugewandt liegende Seite des Innenflansches (15b) von der Aufstecköffnung (21) in Richtung des rück­ wärtigen Ringsteges (15a) konisch breiter wird.

7. Stützprofil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei voll aufgestecktem Schutzkappen­ ring (15) der hier eingeführte Verlängerungszapfen (9) durch den radial auf den Verlängerungszapfen (9) zu vor­ gespannt gehaltenen Innenflansch (15b) des Schutzkappen­ ringes (15) gegenüber dem Stützprofil (1) axial unver­ schieblich gehalten wird.

8. Stützprofil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ferner eine weitere Radialversteifung am Verlängerungszapfen (9) in Form eines weiteren Schutz­ kappenringes (19) mit innenliegendem Innenflansch (19b) vorgesehen ist.

9. Stützprofil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß auch an dem in das Stützprofil (1) eingesteckten Stirnende des Verlängerungszapfens (9) eine weitere Radialversteifung in Form eines Schutzkappenringes (27) mit Innenflansch (27a) aufgesetzt ist.

10. Stützprofil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Radialversteifungen in Form von Schutzkappenringen (13, 15, 19, 27) aus Metall, vorzugs­ weise chromatiertem Metall bestehen.

11. Stützprofil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Basis-Kunststoff aus Polyesterharz besteht.