DE3619571A1 - Zapfenverbindung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Zapfenverbindung zur festen Verbindung von zwei Konstruktionsteilen, insbesondere Zargen von Tischen, Stühlen und Korpuselementen, bei der das erste zu verbindende Konstruktionsteil stirnseitig mit wenigstens zwei parallelen Reihen von rechteckigen Zapfen versehen ist und das zweite Konstruktionsteil in entsprechender Weise angeordnete, zylindrische Bohrungen aufweist, in welche die Zapfen eingepreßt sind.

Eine derartige, mehrreihige Zapfenverbindung für die Verbindung von zwei oder mehreren Holzprofilen ist aus der auf den Anmelder selbst zurückgehenden deutschen Offenlegungsschrift 33 03 650 bekannt. Die mehrreihige Anordnung der Zapfen und Bohrungen ergibt eine gegenüber Zug- und Hebelkräften wesentlich widerstandsfähigere Verbindung als entsprechende, einreihig ausgebildete Zapfenverbindungen, welche bereits zuvor, beispielsweise aus der französischen Patentschrift 905 238, bekannt geworden sind.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß insbesondere für die Verbindung hochbeanspruchter Konstruktionsteile, wie beispielsweise bei Tischen und Stühlen, auch die erwähnten mehrreihigen Zapfenverbindungen den hohen Anforderungen an die Festigkeit und Dauerhaftigkeit einer solchen Verbindung nicht vollständig genügen; besonders senkrecht zu den Zapfenreihen einwirkende Hebelkräfte können zu einer allmählichen Lockerung der Verbindung führen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine mehrreihige Zapfenverbindung so zu verbessern, daß sie auch sehr hochbeanspruchte Konstruktionsteile sicher und dauerhaft verbindet. Es soll ferner ein Verfahren zur Herstellung einer verbesserten Zapfenverbindung angegeben werden, das sich problemlos innerhalb einer Serienfertigung anwenden läßt.

Bei der Lösung der auf die Verbesserung der Zapfenverbindung selbst gerichteten Aufgabe wird ausgegangen von einer Zapfenverbindung der eingangs erwähnten Art; gelöst wird die Aufgabe gemäß dem kennzeichnenden Teil des ersten Patentanspruchs durch das Vorsehen von wenigstens einer, rechtwinklig zu und in der Mitte zwischen den Reihen von Bohrungen im zweiten Konstruktionsteil eingebrachten Zusatzbohrung, deren Durchmesser größer ist als der lichte Abstand zweier benachbarter Zapfen, und dadurch, daß zumindest ein Dübel in diese Zusatzbohrung zwischen den Zapfen eingetrieben ist.

Die senkrecht im zweiten Konstruktionsteil eingebrachte Zusatzbohrung schneidet die zylindrischen Bohrungen zur Aufnahme der Zapfen des zweiten Konstruktionsteils tangential an. Im Bereich der hierdurch entstehenden Durchbrüche zwischen zylindrischen Bohrungen und Zusatzbohrung preßt sich der Dübel beim Eintreiben in das zweite Konstruktionsteil an die Innenflanken der in die zylindrischen Bohrungen eingepreßten, rechteckigen Zapfen des ersten Konstruktionsteiles. Aufgrund Ihres rechteckigen Querschnitts können die Zapfen in den runden Bohrungen seitlich ausweichen, so daß sich eine geringfügige Umschlingung des eingetriebenen Dübels ergibt. Auch der Dübel selbst verformt sich dabei elastisch, so daß sich eine form- und kraftschlüssige Verbindung ergibt.

Die zusätzliche Verkeilung der in die Bohrungen eingepreßten Zapfen durch Eintreiben des Dübels zwischen die Zapfenreihen führt zu einer hochfesten Verbindung der beiden Konstruktionsteile, welche selbst starken, quer zu den Zapfenreihen einwirkenden Hebelkräften standhält. Die erfindungsgemäße, verbesserte Zapfenverbindung zeichnet sich deshalb durch ein sehr hohes Maß an Sicherheit und Dauerhaftigkeit aus. Sie ist besonders geeignet zum Zusammenfügen von Zargen für Tische, Stühle und stark beanspruchbare Korpuselemente.

In vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Zapfenverbindung ist die Länge des in die Zusatzbohrung eingetriebenen Dübels entsprechend der Anzahl der abzusichernden Mehrfachzapfen so bemessen, daß er an sämtlichen Zapfen anliegt. Es können jedoch auch zwei kurze Dübel von den beiden Enden einer in diesem Falle durchgehenden Zusatzbohrung her eingetrieben werden.

Als zweckmäßig hat sich eine Dimensionierung erwiesen, bei der der Durchmesser des Dübels ungefähr der Stärke der einzelnen Zapfen entspricht. Vorteilhaft besteht der Dübel aus Massivholz, welches sowohl die erforderliche innere Festigkeit als auch die erwünschte Elastizität besitzt.

Zur Erleichterung der Einführung der Zapfen am einen Konstruktionsteil in die entsprechenden Bohrungen im anderen Konstruktionsteil können die Bohrungen angesenkt und die Zapfen an ihren freien Enden abgefast sein.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Zapfenverbindung hinsichtlich Festigkeit und Dauerhaftigkeit kommen insbesondere dann zum Tragen, wenn die zu verbindenden Konstruktionsteile aus Massivholz sind. Grundsätzlich lassen sich jedoch auch Konstruktionsteile aus anderen Materialien, beispielsweise Kunststoffen, ebenso vorteilhaft verbinden, sofern sich diese Materialien nur durch eine gewisse Zähigkeit und elastische Verformbarkeit auszeichnen.

Bei der Verbindung von Konstruktionsteilen aus Massivholz hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, Zusatzbohrung und Dübel quer zur Holzfaser des zweiten Konstruktionsteils verlaufen zu lassen. Hierbei verbindet der quer zur Holzfaser eingetriebene Dübel das Holzprofil in dieser Richtung, so daß einer Rißbildung längs zur Holzfaser begegnet wird.

Die Festigkeit von Holzverbindungen kann weiter erhöht werden, wenn die Hohlräume zwischen Bohrungen, Zapfen und Dübel mit Leim ausgefüllt sind.

Eine gemäß der Erfindung ausgebildete Zapfenverbindung zwischen zwei Konstruktionsteilen läßt sich leicht dadurch herstellen, daß die Zusatzbohrung zwischen den Bohrungen im zweiten Konstruktionsteil eingebracht wird, bevor die Zapfen des ersten Konstruktionsteils in die entsprechenden zylindrischen Bohrungen eingepreßt werden, und der Dübel erst nach der so erfolgten Zusammenfügung der beiden Konstruktionsteile in die Zusatzbohrung eingetrieben wird. Diese Verfahrensweise hat den Vorteil, daß die Zapfen beim Einbringen der Zusatzbohrung nicht mit angebohrt werden und so in voller Stärke erhalten bleiben. Der später eingetriebene Dübel übt dann den erwünschten seitlichen Druck auf die Innenflanken der rechteckigen Zapfen aus, der für eine sichere Verkeilung notwendig ist.

In besonderen Fällen ist es jedoch auch möglich, daß die Zusatzbohrung erst nach dem Einpressen der Zapfen des ersten Konstruktionsteils in die entsprechenden Bohrungen im zweiten Konstruktionsteil eingebracht wird, um anschließend den Dübel einzutreiben. Diese zweite mögliche Verfahrensweise erlaubt die Herstellung einer erfindungsgemäßen Zapfenverbindung sogar nachträglich bei bereits bestehenden Konstruktionen.

Beide erwähnten Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Zapfenverbindung lassen sich problemlos in eine serienmäßige Fertigung integrieren. Damit ist auch die verfahrensmäßige Aufgabe gelöst.

In vorteilhafter Weiterbildung der erfindungsgemäßen Verfahren kann vor dem Einpressen der Zapfen in die Bohrungen Leim zugegeben werden. Hierdurch wird die Festigkeit der sich ergebenden Zapfenverbindung nochmals verbessert.

Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Zapfenverbindung gemäß der Erfindung am Beispiel der Verbindung von zwei Zargenteilen einer Stuhlzarge, in einer explosionsartigen, perspektivischen Darstellung;

Fig. 2 die Zapfenverbindung von Fig. 1 mit eingetriebenem Holzdübel, in einem Horizontalschnitt;

Fig. 3 die Zapfenverbindung von Fig. 2, in einem Vertikalschnitt.

Fig. 1 zeigt die Ecke einer Stuhlzarge, noch vor dem Zusammenfügen der Teile. Das erste der beiden zu verbindenden Zargenteile 1 weist stirnseitig zwei parallele Reihen von jeweils drei Zapfen 2 auf. Die Zapfen 2 besitzen quadratischen Querschnitt; ihre Kantenlänge beträgt etwa 8 mm. An ihren vorderen Enden sind die Zapfen 2 leicht abgefast. Das zweite Zargenteil 3 ist mit ebenfalls in zwei Reihen angeordneten, zylindrischen Bohrungen 3 versehen. Die Achsen der Bohrungen 3 fluchten exakt mit den Mittelachsen der Zapfen 2 des ersten Zargenteils 1. Der Durchmesser der Bohrungen 3 ist etwas geringer als die Diagonale der quadratischen Zapfen 2 und beträgt im vorliegenden Beispiel etwa 9,5 mm. Der jeweilige Abstand zwischen zwei benachbarten Zapfen 2 bzw. Bohrungen 3 beträgt 14 mm. Genau in der Mitte zwischen den beiden Reihen von Bohrungen 3 ist im zweiten Zargenteil 4 eine zylindrische Zusatzbohrung 5 eingebracht. Der Durchmesser dieser Zusatzbohrung 5 beträgt hier 8 mm und ist damit größer als der lichte Abstand zweier benachbarter Zapfen 2. Da der Abstand zwischen zwei benachbarten Bohrungen 3 von Wandung zu Wandung nur etwa 5,5 mm beträgt, schneidet die Zusatzbohrung 5 die rechtwinklig zu ihr verlaufenden Bohrungen 3 tangential an. Ein ebenso wie die beiden Zargenteile 1 und 2 aus Massivholz bestehender Dübel 6 ist zum Eintreiben in die Zusatzbohrung 5 vorgesehen.

Fig. 2 zeigt die Ecke der Stuhlzarge nach dem Einpressen der Zapfen 2 des ersten Zargenteils 1 in die entsprechenden Bohrungen 3 im zweiten Zargenteil 4. Vor dem Zusammenfügen der beiden Zargenteile 1 und 4 wurde Leim zugegeben. Der Dübel 6 ist in die Zusatzbohrung 5 eingetrieben und liegt seitlich an den Innenflanken der Zapfen 2 an. Der ursprünglich runde Durchmesser des Dübels 6 ist infolge der hohen Pressung zwischen Dübel 6 und Zapfen 2 leicht oval verformt. Die Zapfen 2 selbst sind entlang ihrer Mittelachse leicht nach außen in die offenen Segmente der zylindrischen Bohrungen 3 gebogen.

Aus Fig. 3 ist zu ersehen, daß der zwischen die beiden Reihen von Zapfen 2 eingetriebene Dübel 6 so lang ist, daß er an sämtlichen Zapfen 2 seitlich anliegt. Die Mittelachse des Dübels 6 schneidet die Mittelachsen der Zapfen 2 etwas außerhalb der Mitte der Länge der Zapfen 2.

Claims (13)

1. Zapfenverbindung zur festen Verbindung von zwei Konstruktionsteilen, insbesondere Zargen von Tischen, Stühlen und Korpuselementen, bei der

• - das erste zu verbindende Konstruktionsteil stirnseitig mit wenigstens zwei parallelen Reihen von rechteckigen Zapfen (2) versehen ist, und
• - das zweite Konstruktionsteil (4) in entsprechender Weise angeordnete, zylindrische Bohrungen (3) aufweist, in welche die Zapfen (2) eingepreßt sind,

gekennzeichnet durch

• - wenigstens eine, rechtwinklig zu und in der Mitte zwischen den Reihen von Bohrungen (3) im zweiten Konstruktionsteil (4) vorgesehene Zusatzbohrung (5), deren Durchmesser größer ist als der lichte Abstand zweier benachbarter Zapfen (2), und
• - zumindest einen, in diese Zusatzbohrung (5) zwischen den Zapfen (2) eingetriebenen Dübel (6).

2. Zapfenverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dübel (6) so lang ist, daß er an sämtlichen Zapfen (2) anliegt.

3. Zapfenverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Dübels (6) ungefähr der Stärke der Zapfen (2) entspricht.

4. Zapfenverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Dübel (6) aus Massivholz ist.

5. Zapfenverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (2) angesenkt sind.

6. Zapfenverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zapfen (2) an ihren freien Enden abgefast sind.

7. Zapfenverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zu verbindenden Konstruktionsteile (1, 4) aus Massivholz sind.

8. Zapfenverbindung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Zusatzbohrung (5) und Dübel (6) quer zur Holzfaser des zweiten Konstruktionsteils (4) verlaufen.

9. Zapfenverbindung nach Anspruch 4 und einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlräume zwischen Bohrungen (3), Zapfen (2) und Dübel (6) mit Leim ausgefüllt sind.

10. Verfahren zur Herstellung einer Zapfenverbindung zwischen zwei Konstruktionsteilen gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch die aufeinanderfolgenden Verfahrensschritte:

• - Einbringen der Zusatzbohrung (5) zwischen die Bohrungen (3) im zweiten Konstruktionsteil (4);
• - Einpressen der Zapfen (2) des ersten Konstruktionsteils (1) in die entsprechenden Bohrungen (3);
• - Eintreiben des Dübels (6) in die Zusatzbohrung (5).

11. Verfahren zur Herstellung einer Zapfenverbindung zwischen zwei Konstruktionsteilen gemäß Anspruch gekennzeichnet durch die aufeinanderfolgenden Verfahrensschritte:

• - Einpressen der Zapfen (2) des ersten Konstruktionsteils (1) in die entsprechenden Bohrungen (3) im zweiten Konstruktionsteil (4);
• - Einbringen der Zusatzbohrung (5) zwischen die Bohrungen (3);
• - Eintreiben des Dübels (6) in die Zusatzbohrung (5).

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Einpressen der Zapfen (2) in die Bohrungen (3) Leim zugegeben wird.