EP1669502A2

EP1669502A2 - Verbindungselement

Info

Publication number: EP1669502A2
Application number: EP20050024895
Authority: EP
Inventors: Walter Heitz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-12-09
Filing date: 2005-11-15
Publication date: 2006-06-14
Also published as: DE102004059573A8; DE102004059573A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verbindungselement zur Herstellung einer Verbindung zwischen zwei Bauteilen, insbesondere zwischen zwei Holzbauteilen (50, 52), mit einer Grundfläche (20)einem sich von der Grundfläche (20) erstreckenden Zapfen (16) zum Einstecken in eine Bohrung (54) in einem der Bauteile (50, 52), mit einem aus der Grundfläche (20) hervorstehenden Absatz mit einer mit der Grundfläche (20) einen spitzen Winkel einschließenden Querfläche (22), die durch eine freie Kante (26) begrenzt ist, wobei sich durch den Zapfen (16) ein Durchführkanal (34) für ein stiftförmiges Befestigungsmittel, insbesondere einen Bolzen (56), einen Nagel, eine Schraube oder dergleichen erstreckt, und wobei eine Mittelachse (36) des Durchführkanals (34) durch die freie Kante (26) verläuft.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verbindungselement zur Herstellung einer Verbindung zwischen zwei Bauteilen, insbesondere zwischen zwei Holzbauteilen.
Bekannte Verbindungselemente weisen jeweils eine Anlagefläche zum Anlegen an ein Bauteil auf. Desweiteren weisen sie eine Vielzahl von Bohrungen auf, durch die Befestigungsmittel, wie Schrauben, zum Befestigen des Verbindungselements am Bauteil durchgeführt werden können. Zwei Verbindungselemente, die an jeweils einem Bauteil befestigt sind, ergeben eine Verbindungsvorrichtung, indem sie kraft- oder formschlüssig miteinander verbunden werden. Eine Verbindungsvorrichtung weist zwei unterschiedlich gestaltete Verbindungselemente auf. Ein erstes Verbindungselement weist eine randoffene Ausnehmung auf, deren Kante über die Anlagefläche übersteht. Das zweite Verbindungselement ist mit seiner Außenkontur komplementär zur Ausnehmung gestaltet und hintergreift beim Einschieben in die Ausnehmung deren Kante. Eine solche Verbindungsvorrichtung hat den Nachteil, dass stets zwei unterschiedliche, zueinander passende Verbindungselemente benötigt werden und deshalb beim Verarbeitungsbetrieb bevorratet werden müssen. Desweiteren ist eine Vielzahl von Schrauben erforderlich, um die beiden Verbindungselemente an die zu verbindenden Bauteile anzubringen, ohne dass die Festigkeit der Verbindung beeinträchtigt ist. Dies ist insbesondere dann notwendig, wenn zwei Holzbauteile miteinander verbunden werden sollen, wobei eine zuverlässige Befestigung der Verbindungselemente an den Holzbauteilen und damit eine stabile Verbindung nur durch eine Vielzahl von Holzschrauben gewährleistet ist.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verbindungselement zu schaffen, das die Herstellung einer stabilen Verbindung ermöglicht und bei dem gleichzeitig der Aufwand bei der Herstellung der Verbindung verringert wird.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verbindungselement mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, dass zwei baugleiche Verbindungselemente zu einer Verbindungsvorrichtung zusammengefügt werden können. Die aus ihren Grundflächen hervorstehenden Absätze, die im selben spitzen Winkel zu den Grundflächen geneigt sind, können formschlüssig zu einer Verbindung zusammengefügt werden, die die Verbindungselemente in einer Richtung senkrecht zur Grundfläche zusammenhält. Dabei liegen die beiden Querflächen aneinander an, so dass die beiden Absätze wie Zähne ineinander greifen. Die Zapfen sorgen für eine stabile Verankerung der Verbindungselemente in den zu verbindenden Bauteilen. Indem durch die Durchführkanäle ein stiftförmiges Befestigungsmittel, wie ein Nagel, eine Schraube oder ein Bolzen, durchgeführt ist, das zudem in Bohrungen in den Bauteilen verankert ist, ergibt sich eine sehr stabile Kreuzverbindung zwischen den beiden Bauteilen.
Vorzugsweise weist das Verbindungselement eine Platte auf, die eine Anlagefläche zum Anlegen an das Bauteil aufweist, die der Grundfläche abgewandt ist und aus der der Zapfen hervorsteht. Die Platte ermöglicht eine einfache Befestigung des Verbindungselements am Holzbauteil und erhöht zudem die Stabilität der Verbindung.
Zweckmäßig ist das Verbindungselement spiegelsymmetrisch bezüglich einer senkrecht zur freien Kante der Querfläche verlaufenden Längsmittelebene. Dabei wird bevorzugt, dass die Mittelachse des Durchführkanals in der Längsmittelebene verläuft. Die Mittelachse des Durchführkanals verläuft vorteilhaft schräg zu einer Senkrechten auf die Anlagefläche. Desweiteren wird bevorzugt, dass die Mittelachse des Durchführkanals in der Ebene verläuft, in der die Querfläche liegt. Dies ermöglicht ein besonders einfaches Zusammenfügen der beiden Verbindungselemente zu einer Verbindungsvorrichtung. Der spitze Winkel weist vorzugsweise einen Wert zwischen 30° und 60° auf, wobei ein Winkel von 45° bevorzugt wird.
Zum Fixieren des Verbindungselements an einem Bauteil weist die Platte zweckmäßig mindestens ein Fixierloch zum Durchstecken einer Schraube oder eines Nagels auf. Alternativ oder ergänzend hierzu kann aus der Anlagefläche ein Fixierdorn vorstehen. Dies hat den Vorteil, dass Bauteile mit den Verbindungselementen versehen werden können und vorgefertigt beispielsweise auf Baustellen ausgeliefert werden können.
Zweckmäßig weist die Platte im Abstand zur freien Kante der Querfläche einen weiteren vorspringenden Absatz auf. An die zwischen dem weiteren Absatz und der freien Kante der Querfläche befindliche Fläche liegt die Grundfläche des anderen, zur Herstellung der Verbindungsvorrichtung benutzten Verbindungselements an. Dabei wird bevorzugt, dass der weitere Absatz eine Höhe aufweist, die der Dicke der Platte zwischen der Anlagefläche und der dieser abgewandten Grundfläche entspricht. Desweiteren entspricht der Abstand des weiteren Absatzes von der freien Kante der Querfläche vorteilhaft der Erstreckung der Grundfläche entlang der Längsmittelebene. Dadurch können die zwei Verbindungselemente so zusammengefügt werden, dass ihre Oberflächen zueinander fluchten.
Das Verbindungselement ist zweckmäßig einstückig als Gussteil oder als Drehteil aus Metall gefertigt. Dies ermöglicht eine besonders kostengünstige Herstellung.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in der Zeichnung beschriebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1: ein Verbindungselement gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in der Draufsicht;
Fig. 2: einen Schnitt entlang der Linie A-A gemäß Fig. 1;
Fig. 3: eine Verbindungsvorrichtung zur Verbindung zweier Holzbauteile mit zwei Verbindungselementen und
Fig. 4: ein Verbindungselement gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel im Schnitt.

Ein Verbindungselement 10 (Figuren 1 und 2) weist eine Platte 12 auf, die auf einer Seite eine Anlagefläche 14 zum Anlegen an eine ebene Fläche eines Bauteils aufweist. Aus der Anlagefläche 14 steht ein Zapfen 16 hervor, der dazu bestimmt ist, in eine Bohrung in einem Holzbauteil eingesetzt zu werden. Der Zapfen 16 weist eine zylindrische Außenkontur auf, wobei an der der Platte 12 abgewandten Stirnfläche eine kegelstumpfförmige Ausnehmung 18 eingeformt ist. Am Abschnitt mit der geringsten Dicke weist die Platte 12 an der der Anlagefläche 14 gegenüberliegenden Seite eine Grundfläche 20 auf. Über diese Grundfläche steht ein Absatz über, der eine quer zur Grundfläche 20 verlaufende Querfläche 22 aufweist, die mit der Grundfläche 20 einen spitzen Winkel, im hier gezeigten Ausführungsbeispiel 45°, einschließt. Die Querfläche wird von einer mit der Grundfläche gemeinsamen Kante 24 und einer freien Kante 26 begrenzt.
Die Platte 12 weist einen im wesentlichen rechteckigen Grundriß auf. Das Verbindungselement 10 ist spiegelsymmetrisch zu einer Längsmittelebene 28. An die freie Kante 26 schließt sich eine gegenüber der Grundfläche 20 abgehobene Fläche 30 an, die sich bis zu einem weiteren Absatz 32 erstreckt. Die Erstreckung der abgehobenen Fläche 30 entlang der Längsmittelebene 28 entspricht dabei der Erstreckung der Grundfläche 20 entlang der Längsmittelebene 28. Die Zylinderachse des Zapfens 16 ist zu den Schmalseiten der Platte 12 in Abständen angeordnet, deren Verhältnis zueinander 2 : 1 ist.
Durch die Platte 12 und den an ihr angeformten Zapfen 16 verläuft ein Durchführkanal 34, der dazu bestimmt ist, ein stiftförmiges Befestigungsmittel aufzunehmen. Der Durchführkanal 34 weist eine Mittelachse 36 auf, die zur Anlagefläche 14, zur Grundfläche 20 und zur abgehobenen Fläche 30 im gleichen Winkel geneigt ist, wie die Querfläche 22. Die Mittelachse 36 verläuft in der Längsmittelebene 28 sowie in einer Ebene, in der die Querfläche 22 liegt. Desweiteren verläuft die Mittelachse 36 durch die freie Kante 26 sowie die der Querfläche 22 und der Grundfläche 20 gemeinsame Kante 24. Der Durchführkanal 34 weist einen runden Querschnitt auf.
Um das Verbindungselement 10 an einem Holzbauteil befestigen zu können, erstrecken sich durch die Platte 12 zwei Fixierlöcher 38, durch die Holzschrauben durchführbar sind. Die Köpfe der Holzschrauben können in der Platte 12 versenkt werden. Zwischen den Fixierlöchern 38 steht aus der Anlagefläche 14 ein Fixierdorn 40 hervor. Ausgehend vom der Grundfläche 20 abgewandten Ende der Platte 12 weist diese eine abgeflachte Partie 42 auf, um Material einzusparen. In der abgeflachten Partie 42 erstreckt sich ein drittes Fixierloch 44 durch die Platte 12. Das dritte Fixierloch 44 dient zum Durchführen eines Nagels bei der Fixierung des Verbindungselements 10 an einem Holzbauteil. Um die Ausrichtung und Positionierung des Verbindungselements 10 zu erleichtern, weist es an der abgeflachten Partie 42 eine randoffene Dreiecksaussparung 46 auf.
In Fig. 3 ist das Zusammenfügen zweier Holzbauteile 50, 52 mittels zweier baugleicher Verbindungselemente 10 schematisch beschrieben. Die Holzbauteile 50, 52 sind dabei im Schnitt dargestellt, um die Art der Verbindung veranschaulichen zu können. Bei den Bauteilen handelt es sich um einen Hauptträger 50, an dem ein Nebenträger 52 befestigt werden soll. Zur Aufnahme der Verbindungselemente 10 weisen beide Träger 50, 52 je eine Bohrung 54 für die Zapfen 16 auf. Am Hauptträger 50 ist ein erstes Verbindungselement 10 befestigt und mit zwei Holzschrauben und einem Nagel fixiert. Durch seinen Durchführkanal 34 ist ein Bolzen 56 durchgeführt, der mit seinem ersten Ende in eine weitere Bohrung 58 im Hauptträger 50 eingreift. Mit seinem zweiten Ende steht der Bolzen 56 aus dem Hauptträger 50 und dem an ihm befestigten ersten Verbindungselement 10 heraus und weist in einem Winkel von 45° gegenüber der Senkrechten schräg nach oben. Der Nebenträger 52 weist an seiner an den Hauptträger 50 anzulegenden Stirnseite eine Aufnahmenut 60 auf, deren Breite der Breite der Platte 12 und deren Tiefe der maximalen Dicke der Platte 12 entspricht. In die Aufnahmenut 60 ist ein zweites Verbindungselement 10 eingesetzt und fixiert. Desweiteren weist der Nebenträger 52 ebenfalls eine Bohrung 62 zur Aufnahme des Bolzens 56 auf. Eine Verbindung von Haupt- und Nebenträger 52 wird dadurch hergestellt, dass der Nebenträger schräg von oben an den Hauptträger 50 angenähert wird, so dass der Bolzen 56 in den Durchführkanal 34 des Verbindungselements 10 am Nebenträger 52 sowie in die Bohrung 62 eingeführt wird. Auf dem Bolzen 56 gleitet der Nebenträger 52 schräg hinunter, bis die Querflächen 22 der Verbindungselemente 10 aneinander anliegen. Das Hinabgleiten des Nebenträgers 52 am Bolzen 56 wird durch die Schwerkraft herbeigeführt. Indem die Höhe des weiteren Absatzes 32 jedes der Verbindungselemente 10 der Dicke der Platte 12 zwischen der Anlagefläche 14 und der Grundfläche 20 entspricht, fluchten die beiden Verbindungselemente 10 zueinander und ergeben eine passgenaue Verbindung mit wenig Spiel. Die Verbindung kann nur durch Abheben des Nebenträgers 52 entgegen der Schwerkraft gelöst werden.
Die Bohrung 62 im Nebenträger 52 zur Aufnahme des Bolzens 56 verläuft schräg durch den Nebenträger 52 hindurch bis zu seiner Oberseite 64. Dadurch ist es möglich, die Verbindung statt durch den Bolzen 56 mit einer langen Holzschraube oder einem Nagel, der von der Oberseite 64 des Nebenträgers 52 durch die Bohrung 62 und die Durchführkanäle 34 in den Hauptträger 50 getrieben wird, zu verstärken.
Das Verbindungselement 100 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel (Fig. 4) unterscheidet sich vom oben beschriebenen Verbindungselement 10 hauptsächlich dadurch, dass der Zapfen 16 nicht an einer Platte angebracht ist. Die Grundfläche 20 und der aus ihr vorstehende Absatz mit der im spitzen Winkel zur Grundfläche 20 angeordneten Querfläche 22 sind an dem Ende des Zapfens 16 angebracht, das nicht in einem der Bauteile versenkt wird. Zusätzlich weist der Zapfen 16 einen weiteren Durchführkanal 70 für einen Bolzen oder dergleichen auf, der axial mittig durch den als Drehteil zylindrisch gefertigten Zapfen 16 verläuft. Des weiteren weist das Verbindungselement 100 einen axial außermittig verlaufenden Fixierkanal 72 zum Durchführen einer Holzschraube auf, mit der es im Bohrloch eines der Bauteile fixiert werden kann. Der Kopf der Holzschraube wird dabei im Fixierkanal versenkt. Das Verbindungselement 100 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist insbesondere für Verbindungen geeignet, die eine geringere Festigkeit erfordern, wie beispielsweise Verbindungen von Bauteilen von Möbelstücken.

Zusammenfassend ist folgendes festzuhalten:

Die Erfindung betrifft ein Verbindungselement zur Herstellung einer Verbindung zwischen zwei Bauteilen, insbesondere zwischen zwei Holzbauteilen 50, 52, mit einer Grundfläche 20, einem sich von der Grundfläche 20 erstreckenden Zapfen 16 zum Einstecken in eine Bohrung 54 in einem der Bauteile 50, 52, mit einem aus der Grundfläche 20 hervorstehenden Absatz mit einer mit der Grundfläche 20 einen spitzen Winkel einschließenden Querfläche 22, die durch eine freie Kante 26 begrenzt ist, wobei sich durch den Zapfen 16 ein Durchführkanal 34 für ein stiftförmiges Befestigungsmittel, insbesondere einen Bolzen 56, einen Nagel, eine Schraube oder dergleichen erstreckt, und wobei eine Mittelachse 36 des Durchführkanals 34 durch die freie Kante 26 verläuft.

Claims

Verbindungselement zur Herstellung einer Verbindung zwischen zwei Bauteilen, insbesondere zwischen zwei Holzbauteilen (50, 52), mit einer Grundfläche (20), einem sich von der Grundfläche (20) aus erstreckenden Zapfen (16) zum Einstecken in eine Bohrung (54) in einem der Bauteile (50, 52) und mit einem aus der Grundfläche (20) hervorstehenden Absatz mit einer mit der Grundfläche (20) einen spitzen Winkel einschließenden Querfläche (22), die durch eine freie Kante (26) begrenzt wird, wobei sich durch den Zapfen (16) ein Durchführkanal (34) für ein stiftförmiges Befestigungsmittel, insbesondere einen Bolzen (56), einen Nagel, eine Schraube oder dergleichen, erstreckt, und wobei eine Mittelachse (36) des Durchführkanals (34) durch die freie Kante (26) verläuft.
Verbindungselement nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Platte (12), die eine Anlagefläche (14) zum Anlegen an das Bauteil (50, 52) aufweist, die der Grundfläche (20) abgewandt ist, und aus der der Zapfen (16) hervorsteht.
Verbindungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es spiegelsymmetrisch bezüglich einer senkrecht zur freien Kante (26) der Querfläche (22) verlaufenden Längsmittelebene (28) ist.
Verbindungselement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelachse (36) des Durchführkanals (34) schräg zu einer Senkrechten auf die Grundfläche (20) verläuft.
Verbindungselement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelachse (36) des Durchführkanals (34) in der Ebene verläuft, in der die Querfläche (22) liegt.
Verbindungselement nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelachse (36) des Durchführkanals (34) in der Längsmittelebene (28) verläuft.
Verbindungselement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der spitze Winkel einen Wert zwischen 30° und 60°, insbesondere 45°, aufweist.
Verbindungselement nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Platte (12) mindestens ein Fixierloch (38, 44) zum Durchstecken einer Schraube oder eines Nagels aufweist.
Verbindungselement nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass aus der Anlagefläche (14) ein Fixierdorn (40) vorsteht.
Verbindungselement nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Platte (12) im Abstand zur freien Kante (26) der Querfläche (22) einen weiteren vorstehenden Absatz (32) aufweist.
Verbindungselement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Absatz (32) eine Höhe aufweist, die der Dicke der Platte (12) zwischen der Anlagefläche (14) und der dieser abgewandten Grundfläche (20) entspricht.
Verbindungselement nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand des weiteren Absatzes (32) von der freien Kante (26) der Querfläche (22) der Erstreckung der Grundfläche (20) entlang der Längsmittelebene (28) entspricht.
Verbindungselement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es einstückig als Gussteil oder als Drehteil aus Metall gefertigt ist.
Verbindungsvorrichtung zum Verbinden zweier Bauteile, insbesondere zum Verbinden zweier Holzbauteile (50, 52), mit zwei baugleichen Verbindungselementen (10; 100) nach einem der vorangehenden Ansprüche sowie mit einem stiftförmigen Befestigungsmittel (56) zum Durchstecken durch die Durchführkanäle (34) und zum Verbinden mit den Bauteilen (50, 52).
Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsmittel (56) ein Bolzen, eine Schraube oder ein Nagel ist.