DE4318615A1 - Vorrichtung und Verfahren zum stirnseitigen Verbinden eines profilierten Bauelementes, insbesondere eines Rohres, mit einem anderen Element - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum stirnseitigen Verbinden eines profilierten Bauelements, insbesondere eines Rohres, mit einem anderen Element. Ins­ besondere soll die Erfindung dem stirnseitigen Verbinden von Bauelementen mit im Querschnitt ähnlichen Elementen, wie Vierkantrohren, vorzugsweise zum Aufbau von Rahmen und Trage­ konstruktionen dienen.

Ein bekanntes Verbindungselement zum stirnseitigen Zusammen­ fügen von Vierkantrohren ist als hohler, an einer Seite offener, dem Innenprofil eines Vierkantrohres angepaßter, quaderförmiger Einsatz ausgebildet, dessen geschlossene Stirnseite zur Anlage an einem anderen Vierkantrohr und für den Durchtritt einer mit dem Vierkantrohr verbindbaren Befestigungsschraube dient. Das Vierkantrohr wird nach dem Befestigen des Einsatzes an dem anderen Vierkantrohr mittels durch Bohrungen im Vierkantrohr und Einsatz führender Splinte mit dem Einsatz verbunden, was zu einer zwar zusammen­ hängenden, aber instabilen, d. h. nicht spielfreien Vier­ kantrohr-Konstruktion führt (DE-GM 19 61 807).

Aus DE 35 27 238 C2 ist weiterhin eine Vorrichtung zum Verbinden zweier C-förmiger Profilschienen zu einer Doppel­ schiene bekannt, die als im wesentlichen rechte Winkel aufweisender, vierkantiger hohler Stützkörper mit den zu verbindenden Profilen angepaßten Einschnitten ausgebildet ist. Der Stützkörper wird mit einer den Hohlraum des Stütz­ körpers durchsetzenden und mit ihrem Kopf über Unterleg­ scheiben an den Außenseiten der C-förmigen Profile angreifen­ den Befestigungsschraube in den C-förmigen Profilen fest­ geklemmt. Ein derartig hergestelltes Doppelprofil mit einem im Stirnbereich des Doppelprofils festgeklemmten Stützkörper kann mit einem zweiten Doppelprofil über eine durch das zweite Doppelprofil geführte, in einem in einer Stirnseite des Stützkörpers des ersten Doppelprofils vorgesehenen Gewinde sitzenden Befestigungsschraube rechtwinklig verbunden werden. Diese Vorrichtung setzt aufwendig herzustellende Stützkörper und die Verwendung von Spezialprofilen voraus, aus denen mit Hilfe der Stützkörper erst verbindbare Doppel­ profile hergestellt werden müssen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfach herstellbaren Bauteilen eine vielseitig verwendbare Vorrichtung sowie ein Verfahren zum kraftschlüssigen, sta­ tisch bestimmten, stirnseitigen Verbinden von Bauelementen, wie Vierkantrohren, zu schaffen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Vorrichtung nach Anspruch 1 vorgeschlagen. Sie kann einen im Inneren eines Stirnbereiches eines Bauelementes mit Verbindungsmitteln befestigbaren Einsatz sowie an den Einsatz angreifende, mit einem anderen Element zusammenwirkende Spannmittel umfassen.

Die Erfindung ermöglicht es, einen einfach herstellbaren Einsatz im Bereich der Stirnseite soweit im Inneren eines Bauelementes, wie eines Rohres, zu befestigen, daß bei formschlüssigem Aufsitzen des mit dem Einsatz versehenen Bauelementes am Element bei Betätigung des am Einsatz und an dem zu verbindenden Element angreifenden Spannmittels die zu verbindenden Elemente statisch bestimmt und kraftschlüssig aufeinander gepreßt werden, wobei die Preßkraft im wesent­ lichen durch elastische Verformung des Einsatzes und der der Verbindungsstelle nahen Bereiche der Elemente aufgebracht wird. Die so erzeugten Elastizitätsreserven in der Verbindung sorgen für dauerhaften Kraftschluß zwischen den verbundenen Bauelementen. Durch die dauerhafte, spielfreie Aufeinander­ pressung der verbundenen Elemente sind Konstruktionen aus derart zusammengefügten Bauelementen zum einen stabil, zum anderen aber auch formhaltig, d. h., eine bei starker Be­ lastung mögliche leichte Formänderung der Konstruktion wird bei Entlastung durch die in dem Verbindungsbereich aufge­ bauten Elastizitätsreserven zurückgebildet.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird der Einsatz derart im Bauelement befestigt, daß zwischen der Stirnfläche, bzw. Anlegefläche des Bauelementes und der dieser zugewandten Seite des Einsatzes ein Abstand verbleibt. Bei Aufsitzen der Anlageflächen des mit dem Einsatz versehenen Bauelementes am Element liegt dieser Abstand zwischen der Außenseite des Elementes, an dem das Bauelement ansitzt, und der dieser Außenseite zugewandte Seite des Einsatzes. Bei Betätigung des an Einsatz und Element angreifenden Spannmittels wird der Einsatz unter Verringerung des Abstandes zum Element hinge­ zogen, wobei es zu elastischer Verbiegung von Einsatz, und/oder Verbindungsmittel, und/oder Spannmittel, und/oder den der Verbindungsstelle nahen Bereichen von Bauelement und Element kommen kann. Dabei wird zwischen Bauelement und Element an Stellen ihres gegenseitigen Kontaktes eine sta­ tisch bestimmte und kraftschlüssige Verbindung hergestellt.

Es wirken somit bei Betätigung des Spannmittels zwischen Bauelement und Element an den Stellen ihres Kontaktes gegen­ einander gerichtete, miteinander im Gleichgewicht stehende Kräfte. Gleichartige Kräftegleichgewichte liegen auch an den Stellen vor, an denen das Verbindungsmittel durch die Wandung des Bauelementes und das daran anliegende Seitenteil des Einsatzes verläuft. Dabei wird die jeweils der Stirnfläche des Bauelementes abgewandte Innenseite der Verbindungsmittel- Durchführung im Einsatz auf das Verbindungsmittel gepreßt, welches dadurch in unmittelbarer Nähe mit gleicher Kraft auf die der Stirnseite des Bauelementes zugewandten Innenseite der Verbindungsmittel-Durchführung des Bauelementes gepreßt wird. Diese Bereiche geschlossenen Kraftflusses zwischen Einsatz und Verbindungsmittel bzw. Bauelement und Ver­ bindungsmittel sichern das Verbindungsmittel, solange die Spannmittel betätigt sind, zuverlässig und dauerhaft in seiner Einbauposition.

Bei rundherum formschlüssigem Aufsitzen des Bauelementes an der Außenfläche des Elementes kann die Verbindung nicht nur kraftschlüssig, sondern unter Verwendung von Dichtmitteln, wie z. B. elastisch-kompressiblen Dichtungen zwischen Element und Stirnseite des Bauelementes, sogar staub- und feuchtig­ keitsdicht gestaltet werden, was im Hinblick auf Langzeitbe­ ständigkeit der Verbindungskonstruktion durch Vermeidung des Eindringens von Staub und Feuchtigkeit und damit ggf. auch der Verhinderung von Korrosion von Vorteil sein kann.

Der Abstand zwischen Einsatz und Element, der sich bei Betätigung der Spannmittel verringert, kann gegebenenfalls bis auf Null verringert werden, ohne daß die durch die beschriebenen elastischen Verbiegungen aufgebauten Elasti­ zitätsreserven beeinträchtigt werden. Bei definierter Vorgabe des Abstandes vor dem Betätigen der Spannmittel kann unter Berücksichtigung der Geometrie und der Materialeigenschaften von Einsatz, Anlageflächen, Spann- und Verbindungsmitteln deren gegenseitige elastische Verbiegung bei Verringerung des Abstandes auf Null berechnet und somit eine gewünschte Elastizitätsreserve vorbestimmt werden. Die Vorgabe eines definierten Abstandes kann beispielsweise durch geeignetes abstandsrichtiges Vorbohren oder -stanzen der Aufnahmelöcher für das Verbindungsmittel in Einsatz und Bauelement unter Verwendung von Bohrlehren oder unter Zuhilfenahme von Ab­ standhaltern zwischen Einsatzstirnseite und Elementaußenwand vor dem Bohren der Verbindungsmittel-Durchführungen erreicht werden.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform kann der Einsatz ein aus einem im wesentlichen rechteckigen Blechstück oder Stahlband U-förmig gebogenes Biegeteil sein, wobei die Breite der einen Seite des Blechrechtecks vorteilhafterweise nur geringfügig kleiner als eine lichte Weite im Inneren des für den Einsatz vorgesehenen Stirnbereiches des Bauelementes sein kann, und wobei der Abstand zwischen der Außenseite der Seitenteile der U-Form nach dem Biegen nur geringfügig geringer sein kann als die lichte Weite zwischen den Innen­ seiten zweier einander gegenüberliegender Seitenteile des für den Einsatz vorgesehenen Stirnbereiches des Bauelementes.

Solche Einsätze sind für Bauelemente verschiedener Quer­ schnitte einfach herstellbar und können vor oder nach dem Biegevorgang mit Aufnahmeöffnungen für Verbindungsmittel und Spannmittel versehen werden.

Dabei weisen mit Vorteil die zwei einander etwa parallel gegenüberliegenden flächigen Seitenteile des Einsatzes etwa mittig in ihren von dem Stirnteil abgewandten Hälfte koaxial angeordnete Bohrungen, und das U-förmige Stirnteil vorzugs­ weise in seiner Mitte eine Gewindebohrung auf, deren Achse parallel zum Bogenradius etwa senkrecht zur Verbindungsachse der durch die Seitenteile des Einsatzes gehenden Bohrungen liegt.

Die Verbindung zwischen dem im Stirnbereich eines Bau­ elementes sitzenden Einsatz und dem Bauelement kann zweck­ mäßig, d. h. vor allem schnell und einfach, mit einem vorzugs­ weise quer zur Längsachse des den Einsatz umgebenden Bau­ elementes verlaufenden, gegebenenfalls formschlüssig in miteinander fluchtende Bohrungen in Bauelement und Einsatz einsetzbares Verbindungsmittel erreicht werden. Vorteilhaft kann zu diesem Zweck ein einzelner, durch zwei einander gegenüberliegende Wände des Bauelementes und beide Seiten­ teile des Einsatzes reichender Bolzen sein. Auch dieser kann, wie der Einsatz, einfach hergestellt werden und muß bei seinem Einsetzen nicht unbedingt paßgenau in den für ihn vorgesehenen Durchbrüchen sitzen, sondern er kann auch etwas Spiel aufweisen. Er kann an einem Ende eine z. B. kopfartige Vergrößerung seines Querschnitts aufweisen, die ein Durch­ rutschen dieses Endes durch die Bohrungen beim Einsetzen verhindert, während das durchgesteckte Ende mit einem Spreng­ ring gegen Zurückgleiten gesichert werden kann. Auch die Verwendung eines schnell und einfach einsteckbaren, sich selbst in der Einsteckposition gegen Herausfallen sichernden Kerbstiftes kann vorteilhaft sein.

Die Gewindebohrung in der Stirnseite des Einsatzes ist ein Element der Spannmittel. Auf der dem stirnseitig zu befesti­ genden, den Einsatz enthaltenden Bauelement zugewandten Seite des Elementes ist ebenfalls eine Bohrung vorgesehen, die ein vorzugsweise als Kopfschraube ausgebildetes weiteres Element der Spannmittel aufnimmt, welches mit seinem Gewinde in den Einsatz greift und welches sich mit seinem Schrauben­ kopf auf der dem anzubringenden Bauelement abgewandten Seite der Wandung im Bereich der Bohrung abstützt. In der Verlänge­ rung der Schraube ist auf der dem Bauelement abgewandten Rohrwandung für das Einsetzen der Schrauben und/oder das Einführen eines Spannwerkzeuges, wie eines Schraubendrehers oder Imbusschlüssels, mit Vorteil ein Zugangsloch vorgesehen, dessen Durchmesser wenig größer als der des Schraubenkopfes ist.

Nach dem Einsetzen der Schraube kann diese mittels eines durch das Zugangsloch bis zur Schraube reichenden Spannwerk­ zeuges bis zum Ansetzen des Kopfes an der Wandung eingedreht werden. Ein weiteres Eindrehen führt dann zur elastischen Verbiegung der der Verbindungsstelle nahen Teile und zum Aufbau der Elastizitätsreserven der Verbindung, die damit über die Drehung der Spannschraube in vorteilhafter Weise veränderbar sein kann. Es kann nach Betätigung der Spann­ mittel und Entfernung des Spannwerkzeuges zweckmäßig sein, das Rohr durch Einsetzen einer Verschlußkappe in dem Zugangs­ loch gegen Zutritt von Verunreinigungen, wie Staub und Feuchtigkeit, zu sichern.

Für einen besonders schnellen Zusammenbau der zu verbindenden Bauelemente kann es günstig sein, wenn die Bauelemente und Einsätze zum Beispiel durch Vorstanzen aller notwendigen Löcher in Bauelement und Einsatz und gegebenenfalls durch längenrichtiges Vorschneiden der zu verbindenden Bauelemente bereits soweit vorbereitet sind, daß bei der Montage keine Bohr- und Schneidearbeiten anfallen. Die Einsätze können auch nach dem Vorschneiden der Bauelemente schon eingesetzt und mit gesicherten Verbindungsmitteln befestigt werden, so daß am Ort des Zusammenbaus nur noch die Spannmittel eingesetzt und betätigt werden müssen.

Denkbar ist auch, Bauelemente, Elemente, Einsätze, Ver­ bindungs- und Spannmittel in Form eines Baukastensystems vorzubereiten, insbesondere durch abstandsrichtiges Stanzen oder Bohren der Löcher zur Aufnahme der Verbindungsmittel in Einsatz und Bauelementen. Dadurch können dann auch die für die Materialien und Anwendungen am besten geeigneten Elasti­ zitätsreserven vorbestimmt werden.

Es wäre auch möglich, die Verbindungsmittel anders als durch Stifte oder Bolzen etc. auszuführen. So könnte z. B. im Sinne der Verminderung des Umfanges notwendiger Bohrarbeiten ein Einsatz vorgesehen sein, der mittels zum Beispiel durch Eigenspannungen im Einsatz aufgebrachter Haftreibung zwischen Einsatz-Seitenteilen und Rohr-Innenwand in geeignetem Abstand von der Stirnseite des Bauelementes im Inneren des Bauele­ mentes festgehalten wird, und der sich bei Betätigung der Spannmittel z. B. durch Aufspreizung selbst im Inneren des Bauelementes sichert, insbesondere durch geeignete Ober­ flächen-Ausbildung der Seitenteile des Einsatzes, wie durch eine gezahnte Oberflächenstruktur. Die Spreizung kann durch spezielle Formgebung des Einsatzes erreicht werden, insbe­ sondere durch eine Wölbung der Einsatz-Stirnseite vom Stirn­ ende weg nach innen, so daß der Einsatz einen W-förmigen Querschnitt aufweist, wobei die Spannmittel vorzugsweise in der Mitte der Innenwölbung angreifen.

Denkbar ist auch eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der ein Spannmittel in Form einer Gewindestange fest mit dem Einsatz verbunden ist. Bei formschlüssigen Ansitzen des den Einsatz aufweisenden Bauelementes reicht das Ende der Gewindestange in den Innenraum des zu verbindenden Rohres, wo dann die Befestigung durch Anziehen einer Mutter, insbeson­ dere einer langen, vor der Einschraubung noch aus dem Zu­ gangsloch herausragenden und damit manuell einfach einsetz­ baren Hutmutter in besonders einfacher Weise erfolgen kann.

Die zu verbindenden Bauelemente müssen nicht notwendigerweise geschlossene Rohre sein. Die Bauelemente müssen nur zur Befestigung des Einsatzes geeignete, vorzugsweise einander gegenüberliegende Innenflächen aufweisen, so daß auch Bau­ elemente mit U-förmigem Querschnitt in der beschriebenen Weise verbunden werden können, gegebenenfalls ohne die Notwendigkeit der Schaffung von Zugangslöchern zum Einsetzen und Betätigen der Spannmittel. Weiterhin müssen die Elemente natürlich nicht einen Querschnitt wie ein Vierkantrohr aufweisen, und Vorrichtungen mit mehr als einer Angriffs­ stelle für Spannmittel und mehr als einer Öffnung zur Auf­ nahme der Verbindungsmittel auf den Seiten des Einsatzes sind ebenfalls im Rahmen dieser Erfindung.

Durch die Erfindung wird außerdem ein Verfahren geschaffen, bei dem zuerst ein Einsatz mittels Verbindungsmitteln im Inneren eines Bauelementes befestigt wird und der Einsatz danach mit den zu verbindenden Elementen mittels Spannmitteln verspannt wird, so daß eine Stirnfläche des Bauelementes gegen das Element gespannt wird. Konstruktionen mit auf dieser einfache Weise hergestellten kraftschlüssigen Ver­ bindungen zeichnen sich durch besondere Stabilität und Elastizität aus.

Weitere Merkmale der Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen einer bevorzugten Ausführungsform hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Verbindungsstelle zwischen zwei Vierkantrohren gleichen Querschnitts.

Fig. 2 einen Längsschnitt durch die in Fig. 1 darge­ stellte Verbindungsstelle.

Die Erfindung ist in den Zeichnungen anhand einer Verbindung dargestellt, bei der sowohl das auch als Grundrohr bezeich­ nete Element 10, als auch das im folgenden Anfügerohr ge­ nannte Bauelement 2 als Vierkantrohr ausgebildet ist, wobei die beiden Vierkantrohre den gleichen Querschnitt aufweisen.

Der im Querschnitt in Fig. 1 U-förmige Einsatz 1 sitzt in der Nähe einer Stirnseite des Anfügerohres 2 im Inneren des Anfügerohres 2. Der Einsatz ist zweckmäßig aus einem ein­ zigen, etwa rechtwinkligen Blechteil durch Biegen her­ gestellt. Er weist in seinen einander gegenüberliegenden Seitenteilen 3, die die Schenkel der U-Form bilden, zweck­ mäßig koaxiale Einsatzbohrungen 6 auf, die, wie Fig. 2 zeigt, etwa mittig auf den Breitseiten der Seitenteile 3 in der oberen, d. h. der von dem U-förmigen Stirnteil 4 abge­ wandten Hälfte der Seitenteile 3 liegen. Der Abstand zwischen der durch die Einsatzbohrungen 6 verlaufenden Achse und einer senkrecht zur Anfügerohr-Längsachse verlaufenden Tangential­ ebene an die Außenseite des Stirnteils 4 des Einsatzes ist der Einsatzlochabstand.

Das im Querschnitt U-förmige Stirnteil 4 des Einsatzes 1 weist mittig eine Gewindebohrung 9 auf, deren Achse radial zum Bogen des Stirnteiles 4 verläuft und senkrecht auf der durch die Einsatzlöcher 6 verlaufenden Achse steht. Die Achse der Gewindebohrung 9 verläuft bei eingesetztem Einsatz 1 etwa senkrecht zur Stirnfläche des Anfügerohres 2.

Die zwei die Schenkel der U-Form bildenden Seitenteile 3 des Einsatzes 1 verlaufen parallel zu zwei einander gegenüber­ liegenden Innenseiten des Anfügerohres 2. Diese Seitenwände des Anfügerohres weisen koaxiale Wandbohrungen 5 auf, die, wie Fig. 2 zeigt, etwa mittig auf den Breitseiten des Anfügerohres 2 angeordnet sind. Die durch die Wandbohrungen 5 gehende Achse weist von der durch die Stirnseite der Rohr­ wände am Ende des Anfügerohres 2 begrenzten Stirnfläche des Anfügerohres 2 einen Abstand, den Wandlochabstand, auf, der um den Betrag des Vorspannabstandes 8 größer ist als der Einsatzlochabstand.

Die Einbauposition des Einsatzes 1 im Anfügerohr 2 wird durch ein Verbindungsmittel 7 festgelegt, das in den Figuren als Rundbolzen 7 ausgebildet ist. Bei lagerichtigem Einbau des Einsatzes 1 durchsetzt der Rundbolzen, dessen Querschnitt die Bohrungen 5 und 6 zweckmäßig paßgenau ausfüllt, die mitein­ ander fluchtende Bohrungen 5 im Anfügerohr 2 und 6 in den Seitenwänden des Einsatzes 1. Dabei verbleibt zwischen der dem Verbindungsmittel abgewandten Außenseite des Stirnteils 4 des Einsatzes 1 und der Stirnfläche des Anfügerohres der Vorspannabstand 8.

In dem Grundrohr 10, an dem in den Fig. 1 und 2 das Anfügerohr 2 mit seiner Stirnseite anliegt, ist an der Verbindungsstelle etwa mittig in der Breitseite der dem Anfügerohr zugewandten Rohrwand eine Befestigungsbohrung 11 vorgesehen, und koaxial mit dieser, in der dem Anfügerohr angewandten Rohrwand des Grundrohres 10, eine Zugangsöffnung 12. Bei lagerichtigem Zusammensitzen von Grundrohr 10 und Anfügerohr 2 fluchten die Befestigungsbohrung 11 und die Zugangsöffnung 12 in dem Grundrohr 10 mit der Gewindebohrung 9 des im Anfügerohr 2 eingebauten Einsatzes 1.

Die Kopfschraube 13, die Teil der Spannmittel ist, greift durch die Befestigungsbohrung hindurch und mit ihrem Gewinde in das Innengewinde der Gewindebohrung 9 des Einsatzes 1 ein und liegt mit ihrem Kopf an der Innenseite der dem Anfügerohr 2 zugewandten Seitenwand des Grundrohres 10 im Bereich der Befestigungsbohrung 11 an.

Die Funktion der Vorrichtung ist wie folgt:
Das Anfügerohr 2 wird für die Verbindung vorbereitet, indem eine zweckmäßigerweise senkrecht zur Längsachse des Anfüge­ rohres 2 stehende Stirnfläche zum Beispiel durch Schneiden oder Sägen vorbereitet wird. In einem axialen Abstand, dem Wandlochabstand, von der Stirnfläche entfernt, sind Wand­ bohrungen 5 in der Wandung des Anfügerohres 2 vorgesehen. Diese Löcher können beispielsweise durch Stanzen in die Wandung eingebracht werden. Die Wandbohrungen 5 liegen zweckmäßig koaxial in zwei einander gegenüberliegenden Seitenwänden des Anfügerohres 2, und, wie Fig. 2 zeigt, etwa mittig auf der Breite der Seitenwände.

In das mit den Wandbohrungen 5 versehene stirnseitige Ende des Anfügerohres 2 wird der Einsatz 1 eingesetzt. Dieser ist zweckmäßig als U-förmig gebogenes, einfaches Biegeteil ausgebildet, das zum Beispiel aus einem rechteckigen Blech­ teil in einfacher Weise durch Biegen herstellbar ist. In den nach dem Biegen vorzugsweise parallel zueinander ausge­ richteten Seitenteilen 3 des Einsatzes 1 sind Einsatz­ bohrungen 6 vorgesehen, die vor oder nach dem Biegevorgang einbringbar sind, vorzugsweise den gleichen Innendurchmesser aufweisen wie die Wandlochbohrungen 5, und nach dem Biegen koaxial einander gegenüber liegen. In dem durch Biegen entstandenen U-förmigen Stirnteil 4 des Einsatzes 1 ist mittig eine Gewindebohrung 9 vorgesehen, die ebenfalls vor oder nach dem Biegevorgang einbringbar ist.

Der Einsatz 1 wird in das Innere des stirnseitigen Endes des Anfügerohres 2 derart eingebracht, daß die Wandbohrungen 5 in den Wänden des Anfügerohres 2 und die Einsatzbohrung 6 in den Seitenteilen 3 des Einsatzes 1 miteinander fluchten. Die Abstände der Wandbohrungen 5 von der Stirnseite des Anfüge­ rohres bzw. der Einsatzlochbohrungen 6 von der an der Außen­ seite des gebogenen Stirnteils 4 im Bereich der Gewinde­ bohrung 9 senkrecht zur Anfügerohrlängsachse verlaufenden Tangentialebene sind einander derart angepaßt, daß zwischen der Tangentialebene und der Stirnfläche des Anfügerohres 2 der Vorspannabstand 8 verbleibt.

Durch die miteinander fluchtenden Bohrungen 5 und 6 ist danach ein Verbindungsmittel, z. B. ein Rundbolzen, einsetz­ bar, dessen Durchmesser vorzugsweise bohrungsfüllend in die Bohrung 5 bzw. 6 paßt. Der Rundbolzen 7 kann mit Sicherungs­ mitteln, z. B. Sprengringen, gegen Herausfallen aus den Bohrungen 5 und 6 sicherbar sein, womit auch der Einsatz 1 vor Herausfallen aus dem Anfügerohr 2 gesichert ist. Der Einbau und die Sicherung des Einsatzes 1 im Anfügerohr 2 können nach dem längerichtigen Schneiden des Anfügerohres 2 und dem entsprechenden Bohren oder Stanzen der Einsatz­ bohrungen 6 und Wandbohrungen 5 oder auch erst direkt vor dem Verbinden des Anfügerohres 2 mit dem Grundrohr 10 erfolgen.

Im Grundrohr 10, mit dem das Anfügerohr 2 verbunden werden soll, ist an der für die Verbindung vorgesehenen Wand des Grundrohres 10 an der Verbindungsstelle eine Befestigungs­ bohrung 11 vorgesehen. Diese Öffnungen 11 können auch durch Bohren oder Vorstanzen des Grundrohres 10 eingebracht werden. In der dem Anfügerohr 2 gegenüberliegenden Wandung des Grundrohres 10 ist eine mit der Befestigungsbohrung 11 fluchtende Zugangsöffnung 12 vorgesehen, wobei die Be­ festigungsbohrung 11 und die Zugangsöffnung 12 zweckmäßig in einem Arbeitsgang einbringbar sind. Bei der Herstellung der Verbindung wird das mit dem Einsatz 1 versehene Anfügerohr 2 mit seiner den Einsatz aufweisenden Stirnseite an dem Grund­ rohr 10 angesetzt. Anfügerohr 2 und Grundrohr 10 werden derart zueinander ausgerichtet, daß die Gewindebohrung 9 im Stirnteil 4 des Einsatzes 1, sowie die Befestigungsbohrung 11 in der Wand des Grundrohres 10 und die Zugangsöffnung 12 im Grundrohr 10 miteinander fluchten.

Ein Spannmittel, wie eine Kopfschraube 13, ist dann, ge­ gebenenfalls durch die Zugangsöffnung 12, durch die Be­ festigungsbohrung 11 in die Gewindebohrung 9 einbringbar und dort durch Schrauben bin zum Anschlag des Schraubenkopfes an der Innenwand des Grundrohres 10 befestigbar. In diesem Zustand sitzen Grundrohr 10 und Anfügerohr 2 formschlüssig aufeinander, wogegen zwischen der Außenseite des Stirnteiles 4 des Einsatzes 1 im Bereich der Gewindebohrung 9 und der Außenseite der dem Anfügerohr 2 zugewandten Wand des Grund­ rohres der Vorspannabstand 8 verbleibt.

Bei formschlüssigem Aufeinandersitzen von Anfügerohr 2 und Grundrohr 10, bei dem die Stirnflächen der Seitenwände des Anfügerohres 2 auf der Außenseite der dem Anfügerohr zuge­ wandten Seitenwand des Grundrohres 10 aufsitzen, sind die Schraube 13, der Einsatz 1 und die Seitenwände von Grundrohr 10 und Anfügerohr 2, sowie der Rundbolzen 7 im wesentlichen spannungsfrei. Eine kraftschlüssige, statisch bestimmte Verbindung, bei der Anfügerohr 2 und Grundrohr 10 an ihren Kontaktstellen aufeinander gepreßt werden, ist durch weiteres Anziehen der Schraube 13 erreichbar, was unter Verringerung des Vorspannabstandes 8 zum Aufbau elastischer Spannungen in den Rohrseitenwänden in der Verbindungszone, im Rundbolzen 7, in der Schraube 13 und dem Einsatz 1 führt. Der Vorspannab­ stand 8 ist dabei bis auf Null verringerbar, ohne daß das die in der Verbindung gespeicherten Elastizitätsreserven beein­ flußt.

In dem durch die Erfindung geschaffenen Verfahren wird der in der beschriebenen Weise herstellbare Einsatz 1 zunächst in das Anfügerohr 2 eingebracht und dort mittels des Rundbolzens 7 in dem Anfügerohr 2 befestigt, bevor das Anfügerohr 2 an das Grundrohr 10 angelegt wird. Erst danach wird durch Einfügen der Kopfschraube 13 durch die Befestigungsbohrung 11 im Grundrohr 10 in die Gewindebohrung 9 im Einsatz 1 eine Verbindung zwischen Anfügerohr 2 und Grundrohr 10 herge­ stellt. Durch Einschrauben der Schraube 13 in die Gewindeboh­ rung 9 bei Anliegen des Schraubenkopfes an der Innenseite der dem Anfügerohr 2 zugewandten Seite des Grundrohres 10 wird der Einsatz unter Verringerung des Vorspannabstandes 8 in Richtung auf das Grundrohr 10 hingezogen. Dadurch wird, ver­ mittelt über den Rundbolzen 7, der durch Einsatz 1 und Anfügerohr 2 geht, das Anfügerohr auf das Grundrohr gepreßt, wobei zwischen der Stirnfläche des Anfügerohres 2 und der dieser zugewandten Seite des Grundrohres 10 eine kraft­ schlüssige, statisch bestimmte Verbindung entsteht.

Claims (16)

1. Vorrichtung zum stirnseitigen Verbinden eines profilier­ ten Bauelementes (2), insbesondere eines Rohres, mit einem anderen Element (10) mit einem in das Innere des Bauelementes (2) im Bereich wenigstens einer Stirnfläche einsetzbaren Einsatz (1) und mit Verbindungsmitteln (7) zum Befestigen des Einsatzes (1) im Innern des Bau­ elementes (2), wobei der Einsatz (1) an dem Element (10) befestigbar ist, gekennzeichnet durch Spannmittel (13) zur Spannung der Stirnfläche des Bauelementes (2) gegen eine Anlagefläche des Elementes (10).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannmittel einen zwischen der Stirnfläche bzw. der Anlegefläche und der dieser zugewandten Seite des Einsatzes (1) gebildeten Abstand umfaßt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Einsatz (1) mindestens ein Seitenteil (3) zur Befestigung des Bauelementes (2) und mindestens ein Stirnteil (4) zur Anbringung der Befestigungsmittel (13) aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (1) insbesondere zwei gegenüberliegende, über mindestens ein Stirnteil (4) miteinander verbindbare Seitenteile (3) aufweist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stirnteil (4) im Querschnitt U-förmig ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenteile (3) und das Stirnteil (4) aus einem Stück geformt sind.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsmittel (7) ein in Durchbrüche in Einsatz (1) und Bauelement (2) einsetzbares Bauteil, wie ein Stift, Bolzen oder ein Kerbstift ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsmittel (7) ein durchgehender, in miteinander etwa fluchtende Durch­ brüche in jeweils einander gegenüberliegenden Seiten von Einsatz (1) und Bauelementen (2) einsetzbarer, ins­ besondere mit Sicherungsmitteln fixierbarer Bolzen ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das Spannmittel mindestens eine Gewindebohrung (9) im Einsatz (1) und eine sich mit ihrem Kopf am Element (10) stützende Kopfschraube (13) enthält.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das Element (10) ein Rohr, vorzugsweise ein weitgehend geradflächig begrenztes Rohr, wie ein Vierkantrohr ist, und daß in der dem Bauelement (2) zugewandten Wandung des Rohres ein das als Kopfschraube ausgebildete Spannmittel (13) auf­ nehmender Durchbruch (11) vorgesehen ist, in dessen Bereich sich der Schraubenkopf abstützt, wobei gege­ benenfalls in der Verlängerung der Schraube in der dem Bauelement (2) abgewandten Rohrwandung ein Zugangsloch (12) für das Einsetzen der Schraube und/oder das Ein­ führen eines Spannwerkzeuges vorgesehen ist.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugangslöcher mit Verschlußeinsätzen abschließbar sind.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauelement (2) ein Rohr, vorzugsweise ein weitgehend geradflächig begrenztes Rohr wie ein Vierkantrohr ist, insbesondere mit gleichem Querschnitt wie das Element (10).

13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (1) ein durch einen durch miteinander fluchtenden Öffnungen in Bau­ element (2) und Einsatz (1) durchgesteckten Bolzen (7) befestigtes U-förmiges Biegeteil in einem als Vierkant­ rohr ausgebildeten Bauelement (2) ist.

14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Elemente, Bauelemente, Einsätze, Verbindungsmittel und Spannmittel nach Art eines Baukastensystems zur gegenseitigen Anbringung vorbereitet sind.

15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrüche zur Aufnahme der Verbindungsmittel und der Spannmittel an Bauelement und/oder Element vorgestanzte Löcher sind.

16. Verfahren zum stirnseitigen Verbinden eines profilierten Bauelementes (2), insbesondere eines Rohres, mit einem anderen Element (10), bei dem ein Einsatz (1) an dem Element (10) angebracht und an dem Bauelement (2) befestigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst der Einsatz (1) im Innern des Bauelementes (2) befestigt wird, daß danach der Einsatz (1) mit dem Element (10) verspannt wird und daß dadurch eine Stirnfläche des Bauelementes (2) gegen das Element (10) gespannt wird.