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Steckbares Verbindungselement
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Die Erfindung betrifft ein steckbares Verbindungselement nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Bei Möbelteilen und anderen zusammensetzbaren Bauteilen haben in jüngerer
Zeit insbesondere solche Verbindungselemente an Bedeutung gewonnen, die das Herstellen
von Verbindungen auf einfache, schnelle aber gleichwohl zuverlässige Weise auch
vom Laien ermöglichen, damit solche Möbel raumsparend zusammengelegt und verpackt
transportiert werden können. In dieser Hinsicht sind clippartige Verbindungselemente
bekannt, die in eine konstruktiv vorgegebene feste Raststellung - lösbar oder unlösbar
- einrasten.
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Bei einer derart vorgebenen Raststellung ist dann auch die Lage der
miteinander zu verbindenden Bauteile fest vorgegeben, so daß beispielsweise aneinanderstoßend
vorgesehene Bauteile infolge von Vorfertigungs-Toleranzen Fugen zwischeneinander
bilden oder aber die Verbindungselemente nicht (voll) einrasten lassen.
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Selbst dort, wo hohe Arbeitspräzision und umfängliche. Endkontrollen
für eine weitgehende Einengung der Toleranzen gesorgt wird, können schon geringfügige
Verformung des Materials - z.B.
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durch Trocknungserscheinungen des Holzes mit daraus resultierender
Schrumpfung oder Biegung - störende Spalte oder überlastungen an den Verbindungselementen
hervorrufen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein steckbares Verbindungselement zu
schaffen, welches bei einfacher Herstellung und Anbringung an den Bauteilen paßgenaue,
anliegende Verbindungen zwischen den Bauteilen ohne besondere Toleranzanforderung
in der Herstellung und ohne besondere Justiermaßnahmen beim Zusammensetzen ermöglicht.
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Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe von einem steckbaren Verbindungselement
des Oberbegriffs des Anspruchs 1 ausgehend durch die kennzeichnenden Merkmale des
Anspruchs 1 gelöst.
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Dadurch wird erreicht, daß das Verbindungselement nicht auf eine Zusammenbaustellung
starr fixiert ist, sondern einen Nachstellbereich erhält, der notwendige Bautoleranzen
überbrückt und im Sinne einer einfacheren und schnelleren Anbringung solcher Verbindungselemente
auch erlaubt. Der mit den Gleitflächen bereitgestellte Nachstellweg nimmt auch den
Ausgleich von nach dem Zusammenbau auftretenden Verformungen, etwa durch Beanspruchungen
oder Trocknung bedingte, auf und gewährleistet eine paßgenaue Anlage der Teile aneinander.
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Damit ist aber auch sichergestellt, daß im Verbindungsbereich wirksame
mechanische Beanspruchungen nicht allein durch das Verbindungselement übertragen
werden müssen, sondern das Druckbelastungen und z.T. auch Biege- und Scherbelastungen
direkt von Bauteil zu Bauteil übertragen werden und damit die Festigkeit und Dauerhaftigkeit
der zusammengebauten Einheit zustimmt.
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Der mit dem Verbindungselement schon mit dem Erreichen der Gleitfläche
erzielte zuverlässige Verbindungseingriff und die gleichzeitig sichergestellte paß
genaue Verbindung sind auch dann von besonderer Bedeutung, wenn die entsprechenden
Bauteile etwa zusätzlich durch Kleben, Leimen od. dgl. Verbindungstechniken zusammengebracht
werden sollen. Während herkömmliche Verbindungselemente mit starrer Einstecklage
nicht in der Lage waren, eine bestimmte Anpreßkraft zu gewährleisten und auch nicht
einmal verläßlich das Auftreten von unerwünschten Restabständen der
Verbindungsflächen
ausschließen konnten, ergibt sich hier eine 1 X Grendsätzliche Voraussetzung ist
jeweils, daß zumindest eine Gleitfläche vorhanden ist, die eine schräg zur Einsteckrichtung
weisende Flächennormale besitzt, also bei einem federnden Andruck quer zur Einsteckrichtung
einen Gleiteffekt schafft, mit dem die beiden Partnerteile zusammengezogen werden.
Die Projektion dieser Gleitfläche auf eine in axialer Einsteckrichtung verlaufende
Ebene gibt ein Maß für den axialen Nachstellweg. Sobald beim Einstecken die Gleitfläche
wirkungsvoll beaufschlagt ist, geht von dieser eine die beiden Partnerteile zusammenziehende
Kraft aus, und zwar über einen mit der Auslegung des Verbindungselementes vorgebbaren
Nachstellweg.
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Bei der Auslegung kann auch vorgesehen werden, daß die beiden Partnerteile
beiderseits zur flächigen Anlage miteinander gelangende Gleitflächen aufweisen,
so daß insbesondere bei der Verwendung von Kunststoffen Punktbelastungen vermieden
werden.
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Die Gleitflächen könnten unterschiedlich steil zur Einsteckrichtung
angestellt werden, womit nicht nur auf die Baugröße Einfluß zu nehmen ist, sondern
auch auf die erzielbaren Verbindungskräfte. Bei steil angestellter Gleitfläche und
damit relativ kleinem Winkel der Flächennormale zur Einsteckrichtung läßt sich eine
selbsthemmende Wirkung und damit eine unlösbare Verbindung erzielen, wenn nämlich
der Winkel zwischen der Flächennormale und der Einsteckrichtung unterhalb des Reibungswinkels
der Materialpaarung liegt.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen
und der nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel des Gegenstands
der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert ist. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 Schnitt durch ein Verbindungselement mit den benachbarten Bereichen der verbundenen
Möbelteile,
Fig. 2 Fig. 3 Schnitt nach Linie II-II in Fig. 1, schnittbildliche
Darstellung eines weiteren Verbindungselements zwischen zwei auf Gehrung aneinander
liegenden Möbelteilen, Fig. 4 Schnitt durch ein weiteres Verbindungselement zwischen
zwei stumpf aneinanderstoßenden Möbelteilen, Fig. 5, 6 u. 7 Draufsichten auf drei
Aufnahmeteile verschiedener Verbindungselemente, in Einsteckrichtung gesehen und
Fig. 8 Schnitt durch ein weiteres Verbindungselement mit benachbarten Bereichen
der verbundenen Möbelteile.
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Die in der Zeichnung dargestellten Verbindungselemente sind jeweils
für Holz- oder Holzersatzbauteile von Möbeln vorgesehen, wenngleich die Anwendung
selbstverständlich nicht: auf den Möbelbereich beschränkt ist. Die dargestellten
Verbindungselemente bestehen jeweils aus Kunststoff-Spritzgußteilen, wobei überwiegend
je Partnerteil nur ein einziges Spritzgußteil vorgesehen ist.
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Es versteht sich aber auch hier, daß grundsätzliche metallene Partnerteile
oder metallene Bestandteile an diesen angesetzt werden können, wenn es etwa zur
Gewährleistung von Federungseigenschaften oder hoher Druckbelastung erforderlich
erscheint.
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Von den Gestaltungsmöglichkeiten bei Kunststoff-Formteilen, der Preiswertigkeit
dieses Materials und der einfachen Handhabung her biMet sich der Kunststoff aber
als primäres Material an.
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In Fig. 1 und 2 sind zwei leistenartige Möbelbauteile 1 und 2 durch
ein insgesamt mit 3 bezeichnetes Verbindungselement spielfrei und fugenlos verbunden,
welches aus einem Einsteckteil 4 und einem Aufnahmeteil 5 besteht. Das Einsteckteil
4 ist im Möbelbauteil 1, das Aufnahmeteil 5 im Möbelbauteil 2 verankert, und zwar
jeweils in eine prismatische Ausnehmung 6 bzw.
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7 eingedrückt oder eingeschlagen. Der Querschnitt der Ausnehmungen
ist jeweils rechteckig und beiderseits übereinstimmend.
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Das Einsteckteil 4 hat eine zur Ausnehmung 6 hin offene Becherform,
mit einem prismatischen Randbereich, der allerdings unge-
schlossen
umfangsseitige Anlageflächen 8,9,10 und 11 bietet, mit denen das Einsteckteil fest
im Möbelbauteil 1 verankert wird. Diese Umfangsflächen definieren einen insgesamt
mit 12 bezeichneten Sockel des Einsteckteils, der nicht die gesamte Tiefe der Ausnehmung
6 ausfüllt und überdies endseitig offen und innenseitig hohl ist, so daß beim Einbringen
des Einsteckteils in die Ausnehmung 6 keine Probleme mit verdrängtem überschüssigen
Leim oder verdrängter Luft entstehen. Eine umlaufende Anfasung 13 erleichtert das
Eindrücken weiterhin.
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Ganz ähnlich besitzt das Aufnahmeteil einen prismatischen Sockel
14 mit umfangsseitig geschlossenen Verleimungsflächen 15,16,17 und 18, der unterseitig
offen und angefast und damit leicht in die Ausnehmung 7 einbringbar ist.
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Das Aufnahmeteil 5 hat grobhin die Form einer Rechteckhülse, innerhalb
der vom innenliegenden Rand her zwei Federarme 19,20 entgegen einer durch einen
Pfeil 21 längs einer mittleren Achse des Verbindungselements gekennzeichneten Einsteckrichtung
verlaufen und in einem verstärkten Endbereich zwei Gleitflächen 22,23 bilden. Diese
Gleitflächen 22,23 wirken mit Gleitflächen 24,25 an einem in Einsteckrichtung hervorstehenden
Kopf 26 des Einsteckteils zusammen. Die jeweils federnd zur Mittelachse des Verbindungselements
(und zueinander)hin drängenden Federarme 19, 20 hintergreifen den Kopf 26 des Einsteckteils
und bewirken zusammen mit den Gleitflächen 24 und 25 an dessen Rückseite eine das
Verbindungselement zusammenziehende Verbindungskraft.
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Die paarweise aufeinanderliegenden Gleitflächen 22,24 und 23,25 haben
in der Schnittansicht nach Fig. 1 etwa übereinstimmende Schnittlängen und damit
Bewegungslängen, so daß sich aus einer Projektion dieser Längen auf eine mittlere
Achse 27 ein Nachstellweg vom ersten Aufeinandergreifen der Gleitflächen bis zur
ganzflächigen Anlage ergibt.
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Dieser Nachstellweg setzt voraus, daß die zugehörige Nachstellbewegung
nicht anderweitig abgeblockt wird. Dementsprechend
ist der Sockel
8 des Einsteckelements insgesamt mit einem Abstand von der Oberfläche des Möbelteils
1 (und damit vom Sockel 14 des Aufnahmeteils) eingesenkt, damit er nicht mit Letzterem
zusammenstößtP wodurch ein axialer Freiraum 29 entsteht.
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Zwischen dem Sockel 12 und dem Kopf 26 besitzt das Einsteckteil einen
prismatischen Bereich 28, der eine allseitige Führung zwischen Einsteckteil und
Aufnahmeteil übernimmt und Querkräfte in der Nähe des Einsteckteil-Sockels 12 abzufangen
vermag.
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Die Einführung des Einsteckteils 4 in das Aufnahmeteil 5 wird in geläufiger
Weise durch vordere Anschrägungen bzw. Abrundungen am Kopfteil 26 und auch vordere
Anschrägungen an den Federarmen 19,20 ermöglicht.
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In Fig. 3 und 4 wird jeweils ein Verbindungselement 31 bzw. 32 dargestellt,
bei dem das Aufnahmeteil 33 bzw. 34 als Rechteckhülse ausgebildet ist und das Einsteckteil
35 bzw. 36 vorderseitig ein Paar von gabelartig nach außen gespreizten Federarmen
37 bzw. 38 aufweist. Diese Federarme besitzen an ihren rückwärts gerichteten Außenseiten
Gleitflächen 39,40 bzw. 41,42, die auseinanderfedernd gegen eine innenliegende Kante
43,44 bzw. 45,46 des Aufnahmeteils anliegen. Letztere sind hier in besonders einfacher
Weise dadurch gebildet, daß das hülsenförmige Aufnahmeteil kurz und starkwandig
ausgebildet ist, so daß die Hinterkante 43,44,45 bzw.46 sowohl zur Außenwand der
Ausnehmung im zugehörigen Möbelteil wie auch zur Endwandung einen Abstand beläßt,
in dem die Federarme 37 bzw. 38 arbeiten können.
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Die Ausführungsform nach Fig. 3 zeigt insofern noch eine Besonderheit,
als die Einsteck-richtung gemäß einem im Bereich einer Mittelachse 47 eingezeichneten
Pfeil 48 schräg zur Anlageebene zweier zugehöriger Verbindungsteile 49,50 liegt.
Es geht hier anschaulich um zwei leistenförmige Teile, die auf Gehrung zusammengefügt
werden sollen und wobei die Einsteckrichtungnicht quer zum Gehrungsschnitt, sondern
längs der Hauptrichtung eines der zu verbindenden Leistenteilevorgegeben ist.
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Im übrigen weisen in beiden Fällen die Einsteckteile und Aufnahmeteile
sägezahnförmig querprofilierte Umfangsflächen, z.B. die Umfangsfläche 51 an dem
Sockel 34 und die Umfangsfläche 52 an dem Sockel 36 des Verbindungselements 32,
auf, die einz guten reib- und formschlüssigen Halt der Sockiteile im Holz ermöglichen
und darüber hinaus Eintiefungen für einen Leimauftrag darbieten.
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In den Fig. 5,6 und 7 sind verschiedene Aufnahmeteile dargestellt,
wie sie in Einsteckrichtung gesehen werden. Das Einsteckteil nach Fig. 5 entspricht
dem der Fig. 1 und 2 und ist folglich auch mit entsprechenden Bezugszeichen versehen.
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Bemerkenswert ist insbesondere, daß die Federarme 19 und 20 den Schmalseiten
des Rechteck-Grundrisses zugeordnet sind.
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Dies ermöglicht eine kleine, insbesondere aber schmale Bauweise, die
für leisten- oder plattenförmige Bauteile vielfach benötigt wird. Ein schmales Verbindungselement
kann in die Stoßkanten von Brettern, Leisten u. dgl. Platten eingesenkt werden,
wobei in Richtung der längeren Rechteck-Seiten des Aufnahmeteil-Grundrisses die
kraftübertragenen Querschnitte des Einsteckteils, die Federarme mitsamt Gleitflächen
und auch die zugehörigen Federwege unterbringbar sind.
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Sofern für die Unterbringung eines Verbindungselements ausreichender
Platz zur Verfügung steht, kann das Aufnahmeteil (und dementsprechend auch das Einsteckteil)
im Querschnitt symmetrisch wie ein Einsteckteil 55 gemäß Fig. 6 ausgebildet sein
und an allen vier Seiten Federarme 56,57,58 und 59 aufweisen, so daß alle Seiten
für den Nachstell-Eingriff nutzbar sind.
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Daraus ist ohne weiteres die runde GrundrißoLm eines Aufnahmeteils
60 mit vier sektorförmig gegliederten Federarmen 61 herleitbar. Eine solche Form
kann unter baulichen Gesichtspunkten, etwa an der Stirnseite eines säulenartigen
Bauteils mit rundem Querschnitt zweckmäßig sein. Es hat aber auch Vorteile hinsichtlich
der Einbringung von passenden Ausnehmungen in zugehörige
Bauteile
mit Hilfe von Bohrern od. dgl. rotierenden Schneidwerkzeugen.
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Bei der runden Querschnittsform wird ganz deutlich, was aber auch
für andere Querschnittsformen gilt, daß nämlich hinsichtlich der Zahl der Federarme
weitgehende Wahlmöglichkeiten bestehen.
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Während die Zahl der Federarme bei Rechteckquerschnitten vorzugsweise
geradzahlig zur gegenüberliegenden Anordnung von Federarm-Paaren gewählt wird, kann
der runde Querschnitt auch ungerade Zahlen von Federarmen aufnehmen. Grundsätzlich
kann ein einzelner Federarm mit einer einzelnen schrägen Gleitfläche ausreichen,
den gewünschtenNachstellweg bereitzustellen, wobei die Aufnahme der Querkräfte durch
geeignete Führungen abzufanden ist. Wegen der sich bei symmetrischer Anordnung mehrer
Federarme ausgleichenden Querkräfte werden regelmäßig zumindest zwei Federarme vorgesehen,
soweit diese baulich unterbringbar sind.
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In Fig. 8 werden zwei Bauteile 62,63 durch ein Verbindungselement
64 und einem Einsteckteil 65 und einem Aufnahmeteil 66 miteinander verbunden, dessen
Besonderheit gegenüber dem Verbindungselement 3 nach Fig. 1 und 2 insbesondere in
der Anordnung von Federarmen 67 am Aufnahmeteil liegt. Diese Federarme verlaufen
schräg mit der Einsteckrichtung gemäß einem Pfeil 68, so daß deren untere Stirnkanten
mit Gleitflächen 69,70 hinter einem Kopf 71 des Einsteckteils 65 zusammenwirken.
Da die Gleitflächen bei dieser Bauweise relativ weit in das Bauteil 63 hineingelangen,
ist das Aufnahmeteil 66 endseitig durch eine Schale 72 gegen das Eindringen von
Leim oder Holzfasern abgeschlossen. Die Gleitflächen 69 und 70 verlaufen stärker
zur Einsteckrichtung 68 geneigt, d.h., die Flächennormale dieser Gleitflächen ist
gegenüber der bei der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 stärker gegen die Einsteckrichtung
verschwenkt. Dies hat zur Folge, daß die von den Gleitflächen ausgehenden Kräfte
- auf Kosten des Nachstellweges - größer werden. Bei hinreichender Annäherung der
Flächennormale an die Einsteckrichtung (und Symmetrieachse des
Verbindungselements)
ergibt sich aber auch eine selbsthemmende Auslegung, sobald dieser Winkel den Reibungswinkel
der Materialpaarung an der Gleitfläche unterschreitet. Typischerweise sind beide
Partnerteile 65,66 aus Kunststoff gespritzt, wobei insbesondere im Bereich höher
molekularer Kunststoff gute Gleiteigenschaften zu erzielen sind.
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