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Vorrichtung zum Verbinden von Trägerhohiprofilen
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verbinden von Trägerhohiprsfilen
gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Es besteht ein erheblicher Bedarf an freistehenden oder an bestehenden
Gebäuden anzubauenden Bauten, wie beispielsweise Messestände, Wintergärten, Überdachungen,
Blumenfenster, Türeingänge usw. Bekannte Konstruktionen enthalten ein aus Metallprofilen
aufgebautes Stützprofil, das an den Ecken entweder durch Verschweißen oder Verschrauben
miteinander verbundene Profile aufweist, in das dann Flächenelemente wie Fenster,
Türen, Paneele usw. eingesetzt werden können. Man hat auch schon vorgeschlagen,
solche Bauten durch Anwendung von handelsüblichen Kunststoffprofilen, aus denen
Fenster- und Türrahmen hergestellt werden, zu bauen. Ein Wintergarten dieser Bauart
ist beispielsweise in dem DE-GM 84 06 508 beschrieben.
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Insbesondere für Messestände ist es bekannt, Hohlprofile mit einer
Außenprofilierung zu verwenden, wobei die Hohlprofile mit starren Verbindungselementen
verbunden werden. Diese bekannten Verbindungselemente können entweder in die Nuten
der Außenprofilierung und im rechten Winkel dazu oder in Verlängerung der Profile,
also in Achsrichtung, eingesetzt und befestigt werden. Bei diesen bekannten Verbindungselementen
wird eine
große Zahl verschiedener Verbindungselemente henötigt, um verschiedene
Winkel und Befestigungsarten zu ermöglichen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen,
die eine schnelle und einfache Verbindung von Trägerhohlprofilen in beliebigen oder
in einer endlichen Zahl fester Winkel ermöglicht. Dabei sollen die Verbindungselemente
wieder verwendbar sein und mit wenigen Elementen eine vielseitige Verwendbarkeit
ermöglichen.
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Die Erfindung löst die Aufgabe durch eine Vorrichtung gemäß dem kennzeichnenden
Teil des Anspruchs 1. Die Ausbildung des Verbinders als Eelenkverbindung ermöglicht
es, mit entsprechenden Hohlprofilen praktisch serienmäßig sehr unterschiedliche
Projekt und individuelle Maße von Bauten wie Messeständen, Wintergärten, Pavillons,
Gewächshäuser, Überdachungen, Wind- und Regenschutzbauten, Hauseingänge, Glastrennwände,
Glasvorbauten, Blumenfenster, Balkonverkleidungen, Glasdächer, Glaspassagen, passive
Solarsysteme, Unterstellplätze usw. kostengünstig zu erstellen.
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Für die Skelettkonstruktion wird vorteilhaft ein vielseitiges Trägerhohlprofil
ausgewählt, beispielsweise ein Trägerhohlprofi mit achteckigem Querschnitt, doppelwandig
ausgebildet mit Außenschlitzen in Längserstreckung, wobei sowohl in das Innere des
Trägerhohlprofils, also in Achsrichtung, als auch in die Außenschlitze, also im
rechten Winkel zum Trägerhohlprofil, die vorteilhaft entsprechend ausgebildeten
Gelenkhalbstücke einsteckba und fixierbar sind. Das Skelett kann dann mit Flächenelementen
ausgefüllt werden, das sind insbesondere in Hohlprofilen mit L-, T- oder Z-Querschnitt
aus Kunststoff als Rahmenprofile gehalterte Füllungen, insbesondere Glasscheiben,
Doppelstegplatte beispielsweise aus Acrylglas, Holzpaneele, Kunststoffplatten, Steinplatten
usw. Vorteilhaft weisen die Gelenkhalbstücke eine Gelenkfläche mit einer Verzahnung
auf. Auf diese Weise können die Gelenkhalbstücke in festen Winkeln miteinander verbunden
werden. Besonders vorteilhaft weist jedes Gelenkhalbstück eine
Zahnfläche mit 24 Zähnen auf, so daß Winkel zwischen z.B. t 9001
in 150-Schritten einstellbar sind. Die Verzahnung der Gelenkhalbstücke ermöglicht
weiterhin die Übertragung höherer Momente und Kräfte, als dieses bei Reibschlußverbindungen
der Fall ist.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung wird ein
Gelenkhalbstück als Gabel stück und ein Gelenkhalbstück als Fingerstück ausgebildet.
Der Finger des Fingerstücks greift dabei in die Gabel des Gabelstücks ein und wird
mit einem Verbindungsbolzen fixiert. Diese Ausbildung des Gelenkverbinders ermöglicht
es, stufenlos jeden gewünschten Winkel einzustellen und zu fixieren.
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Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung kann die Montagezeit für solche
Bauten, insbesondere mit vorfabrizierten Flächenelemente durch die einfache Handhabung,
Variabilität zur Anpassung auch spezifische unvorhergesehene Gegebenheiten und Maßänderungen
au der Baustelle, Serienfertigung ohne aufwendige werkstattmäßige Vorfertigung,
verkürzt werden. Skelette dieser Art sind auch leicht wieder demontierbar und können
beispielsweise bei Ausstellungspavillons an anderer Stelle problemlos wieder aufgebaut
werden. Mit der erfindungsgemäßen Gelenkverbindung können, bei gleichen Flächenelementen,
z.B. Dachelemente mit unterschiedlicher Neigung vorgesehen werden und auch der Grundriß
des Baues muß nicht rechtwinklig sein, sondern kann sowohl spitze als auch stumpfe
Winkel aufweisen. Die erfindungsgemäße Gelenkverbindung kann nicht nur zum Verbinden
der Trägerhohlprofile, die die vertikalen Stützpfosten des Skelettes als auch die
horizontalen Stützpfosten als auch die Dachsparren bilden, eingesetzt werden, sondern
in analoger Weise auch bei Anbauten an bestehende Gebäude als Anschluß an das Gebäude,
um auch hier einen beliebigen Winkelanschluß zu ermöglichen.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Gelenkverbindung
sieht vor, daß das Sabelstück aus einem etwa halbkugeligen Kopfteil mit einer mittig
durchgehenden,die Gabel
bildenden Ausnehmung und einem um 900 dazu
versetzten, horizontal verlaufenden Durchgangsloch für die Aufnahme des Verbindungsbolzen
besteht und das Kopfteil den bolzenförmigen Fuß mit einem Überstand überkragt. Der
Überstand dient gleichzeitig als Auflage und Anschlag beim Einführen des Gabelstückes
in das Trägerhohlprofil. Der Fuß des Gabelstückes weist vorteilhaft eine radial
umlaufende Nut auf, die beispielsweise bei Ein setzen in ein entsprechend ausgebildetes
Trägerprofil zum Einschieben desselben dient. Es ist auch möglich, den Fuß des Gabelstückes
mit einer axial verlaufenden, mittig angeordneten durchgehenden Bohrung auszubilden,
die beispielsweise das Fixieren des Gabelstückes an einem Trägerprofil mittels einer
Schraubverbindung ermöglicht.
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Das Fingerstück der Gelenkverbindung, passend zu dem Gabelstück ist
vorteilhaft mit einem etwa halbkreisförmigen plattenartigen Finger mit einer senkrecht
zur Plattendicke verlaufenden Durchgangsloch für die Aufnahme des Verbindungsbolzens
und einem Fuß und einem zwischen Finger und Fuß angeordneten, beide überkragenden
Flanschring ausgebildet. Der plattenartige Finger des Fingerstückes sowie die Ausnehmung
in der Gabel des Gabelstückes sind so passend dimensioniert, daß ein Paßsitz verwirklicht
ist, der dann durch den Verbindungsbolzen in der gewünschten Winkelstellung fixiert
wird.
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Zur Fixierung des eingesetzten Verbindungsbolzens ist es auch möglich,
diesen an beiden Enden als Schraubbolzen auszubilden und beispielsweise mittels
Muttern zu fixieren. Es ist aber auch möglich, die Durchgangslöcher im Gabelstück
und Fingerstück in Längserstreckung zu profilieren, beispielsweise durch Nuten,
und die Oberfläche des Verbindungsbolzens mit entsprechenden Rippen in Längserstreckung
zu versehen, so daß eine formschlüssige Verbindung und Fixierung des in das Gelenk
eingesteckten Verbindungsbolzens hergestellt werden kann.
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Die Füße von Gabestück und Fingerstück können so ausgebildet sein,
daß sie in dem hohlen Querschnitt des Trägerhohlprofiles einsteckbar sind, ggf.
mit Paßsitz oder Gleitsitz. Das Gabel stück und das Fingerstück weisen dann Füße
mit gleichem Querschnitt auf, der dem Hohlquerschnitt des Trägerhohlprofils entspricht.
Für die Fälle, in denen das Fingerstück nicht durch Ein stecken in das Trägerhohlprofil
mit dem Fuß befestigt wird, sondern das Fingerstück z.B. außen am Trägerhohlprofil
fixiert wird oder an einem weiteren Anschlußprofil, kann das Fingerstück oder das
Gabelstück auch mit einem anderen Fuß ausgebildet sein, entsprechend der Aufnahmemglichkeit
des anschließenden Profile Auch diese Füße können außenseitig mit einer Profilierung
in Längserstreckung ausgebildet sein.
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Das Fingerstück weist vorteilhaft zwischen Finger und Fuß einen umlaufenden,
vorstehenden Flanschring als Auflagebegrenzung an den Trägerprofilen auf. Dieser
Flanschring kann zusätzlich noch Durchgangslöcher aufweisen, mit denen das Fingerstück
auf einem Profil zusätzlich z.B. mittels Schrauben befestigt werden kann.
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Es ist beispielsweise vorgesehen, das Fingerstück mit einem leistenförmigen
Fuß auszubilden, mit dem es in Außenschlitze des Trägerprofils einsteckbar ist.
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Um über 180° hinausgehende Eckverbindungen zu ermöglichen, ist das
halbkugelige Kopfteil des Gabelstückes an einem Ende der durchgehenden Ausnehmung
beidseitig durch eine Anfräsung hinterschnitten, so daß das Fingerstück über die
Horizontale hinaus nach unten bewegbar und in einer solchen Stellung fixierbar ist.
Eine Anfräsung, die eine Winkelvergrößerung von etwa 450 über 1600 hinaus ermöglicht,
ist für die vorkommenden Anwendungsfälle in der Regel ausreichend. Die erfindungsgemäßen
Gelenkverbindungen können, je nach Bedarf, mit oder ohne Anfräsung verwendet werden.
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Die erfindungsgemäßen Gelenkverbindungen sind vorteilhaft so ausgebildet
und an dem Skelett montierbar, daß bei Verwendung
von Rahmenprofilen,
die an den Trägerhohlprofilen außen geführt werden, die Rahmenprofile die Gelenkverbindunge
zwischen den Trägerhohlprofilen zumindest teilweise aus senseitig überdecken können.
Die Fugen zwischen Trägerhohlprofil und Rahmenprofil können mittels Dichtungsprofilen
und/oder Ausschäumen abgedichtet werden0 Setzt man beispielsweise für den Bau des
Skelettes achteckige Trägerhohiprofile z,B. aus Aluminium ein, so können diese sowohl
die vertikalen als auch horizontale Stützpfosten für Seitenwände bilden als auch
die Dachsparren und sie werden mit der erfindungsgemäßen steckbaren Gelenkverbindung
verbunden und verschraubt. Auf diese Weise kann jede gewünschte seitliche Abwinkelung
der Dachsparren, d.h. der als Dachsparren eingesezten Trägerhohlprofile wie auch
eine beliebige Einstellung des Dachneigungswinkels erreicht werden und damit eine
sehr freizügige Gestaltung der Dachform. Auch der Winkel der vertikalen Stützen,d.h.
Trägerhohlprofile zum Boden kann innerhalb eines bestimmten Bereiches durch Schrägstellen
der Stützpfosten beliebig verändert werden. Für die Dachabdeckung können beispielsweise
Stegdoppelplatte aus Acrylglas eingesetzt werden0 Bei Verwendung von Isolierglas
können die Dachsparren durch zusätzliche Einschübe oder Unterzüge entsprechend den
statischen Erfordernissen verstärkt werden0 Diese Bauten können mit oder ohne Dachüberstand
erstellt werden0 Insbesondere ist es von Vorteil, daß mit der erfindungsgemäßen
Bauweise ein Dachüberstand erstellt werden kann, der die kontrollierte Regenwasserabführung
erleichtert und zugleich unerwünschte Sonneneinstrahlung zu reduzieren hilft.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt
und wird im folgenden näher beschrieben.
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Es zeigen Figur 1 eine perspektivische Ansicht eines Gelenkhalbstücks
mit Klemmvorrichtung, Figur 2 eine perspektivische Ansicht eines Gelenkhalbstücks
mit Achtkant-Fuß, Figur 3 eine Ansicht eines als Gabelstück ausgebildeten Gelenkhalbstücks,
Figur 4 eine Ansicht eines als Fingerstück ausgebildeten Gelenkhalbstücks, Figur
5 einen Schnitt durch ein Achtkant-Trägerprofil mit eingeklemmtem Gelenkhalbstück
gemäß Figur 1, Figur 6 eine Ansicht eines Gabelhalbstücks mit Auffräsung.
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In Figur 1 ist ein erfindungsgemäßes Gelenkhalbstück 1 dargestellt.
Es weist an seinem Ende eine hammerförmige Worrichtung 71 auf, die eine Befestigung
des Gelenkhalbstücks 1 an der Außenprofilierung 61 des Hohlprofils 5 und im rechten
Winkel dazu ermöglicht (Figur 5).
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In Figur 2 ist ein Gelenkhalbstück 2 dargestellt, das eine als Achtkant-Profil
ausgebildete Vorrichtung 21 aufweist, um ein Einsetzen in ein entsprechendes Hohlprofil
6 in Verlängerung desselben, also in Achsrichtung, ermöglicht. Ggf. kann das Gelenkhalbstück
auch mit einer zusätzlichen, nicht dargestellten Schraubverbindung im Trägerhohlprofil
gesichert werden.
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Das Gelenkhalbstück 2 weist vorteilhaft einen Kragen 22 auf, der entsprechend
der Außenkontur des Trägerhohlprofils 6 ausgebildet ist. Rechteckige Nuten 220 ermöglichen
dabei ein einfaches Einschieben von Flächenelementen, wie z.B. Holzpaneelen,
in die Außenprofilierung 61 des Hohlprofils 6 und dienen dabei
gleichzeitig der seitlichen Führung.
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Die Gelenkhalbstücke 1, 2 weisen vorzugsweise jeweils eine Gelenkfläche
13, 23 auf, die mit einer Verzahnung 14, 24 versehen ist. Die Verzahnungen weisen
dabei vorzugsweise je 24 Zähne auf, um ein definiertes Einrasten in Winkelschritten
von 0 15 zu erlauben. Die Gelenkhalbstücke 1, 2 werden durch eine geeignete Schraubverbindung
zusammengehalten. Die Verzahnung erlaubt dabei die Übertragung hoher Kräfte und
Momente.
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Die Figuren 3 und 4 zeigen eine weitere Ausführungsform eines aus
zwei miteinander kompatiblen Gelenkhalbstücken 3, 4 und einem die Gelenkachse bildenden
Verbindungselement 5 bestehend n Gelenkverbinders. Das Gelenkhalbstück 3 ist dabei
als Gabelstück ausgebildet und mit einem etwa halbkugelförmigen Kopfteil 31, einer
schlitzförmigen Ausnehmung 32, einem Durchgangsloch 33 zur Aufnahme des Schraubbolzens
5 sowie mit einem z.B. bolzenförmigen Fuß 34. Der Fuß 34 ist dabei so gestaltet,
daß er in ein entsprechendes Trägerhohlprofil 6 einführbar ist. Das Kopf teil 31
überkragt den anschließenden Fußteil 34 mit dem Überstand 35, der die spätere Anlagefläche
und Anschlagfläche bei der Montage des Gabelstückes in den Trägerprofilen 6 bildet.
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Der bolzenförmige Fuß 34 weist einen Querschnitt auf, der ein passendes
Einsetzen des Gabelstückes in die Hohlkammer 62 des Hohlprofils 6 ermöglicht. Um
das Einsetzen in unterschiedlich gestaltete Trägerprofile, insbesondere auch an
zusätzliche Anschlußprofile bei Gebäuden zu ermöglichen, ist der Fuß 71 zusätzlich
mit der radial umlaufenden Nut 36 ausgebildet und weist die zentrale, axial durchgehende
Bohrung 37 auf. Die Nut 36 dient ebenfalls zum sicheren Fixieren des Gelenkhalbstücks
im Hohlprofil 6, z.B. mittels einer Schraube.
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Für über die Horizontale hinausgehende Winkelanschlüsse wird das Gabelstück
gemäß Figur 6 mit einer Anfräsung 36 versehen, so daß das Kopfteil 31 zum Überstand
35 hinterschnitten ist.
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Nun kann das Fingerstück 4 über die horizontale Achse hinaus verschwenkt
und fixiert werden.
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Das Fingerstück 4 nach der Figur 4 besteht im wesentlichen aus dem
Finger 41, dem Fuß 42 und dem zwischen Finger und Fuß angeordneten, beide überkragenden
Flanschring 43. Der Finger 41 ist plattenförmig mit einer Dicke, die der Breite
der Ausnehmung 32 der Gabel entspricht, ausgebildet und ist an seinem Kopfende ebenfalls
halbkreisförmig ausgebildet.
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Senkrecht zur Plattendicke weist der Finger 41 das Durchgangsloch
44 zum Durchstecken des Verbindungsbolzens 5 auf, Die halt kreisförmige Ausbildung
des Kopfendes des Fingers ermöglicht es; diesen in der Gabel des Gabelstückes 3
in die gewünschte Neigung zu schwenken. Der Flanschring 43 dient gleichzeitig als
Auflagefläche oder Anschlagfläche an einem Trägerprofil 6 bei eingestecktem Fuß
42. Der Fuß 42 des Fingerstücks 4 ist jeweils entsprechend der Aufnahme des Trägerprofils,
in das er eingesteckt werden sall, ausgebildet. In diesem 4usführungsbeispiel ist
der Fuß 42 achteckig ausgebildet. Er kann jedoch auch gemäß Figur 1 mit einer entsprechenden
Vorrichtung 7 zur Fixierung an der Außenprofilierung 81 des Trägerprofils 6 ausgebildet
sein.
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Die erfindungsgemäß ausgebildeten Gelenkhalbstücke gemäß Fig. 1 und
2 sind kompatibel miteinander, so daß zwei Gelenkhalbstücke gemäß Figur 1, zuei
Gelenkhalbstücke gemäß Figur 2 oder ein Gelenkhalbstück gemäß Figur 1 und ein Gelenkhalbstück
gemäß Figur 2 untereinander kombiniert werden können. Somit können mit sehr wenigen
Einzelteilen nahezu alle auftretenden Verbindungsproblpme gelöst werden.
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