EP1718875A1 - Connecting unit - Google Patents

Connecting unit

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Publication number
EP1718875A1
EP1718875A1 EP05731046A EP05731046A EP1718875A1 EP 1718875 A1 EP1718875 A1 EP 1718875A1 EP 05731046 A EP05731046 A EP 05731046A EP 05731046 A EP05731046 A EP 05731046A EP 1718875 A1 EP1718875 A1 EP 1718875A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pin
connection unit
counter element
unit according
wedge
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP05731046A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Wilhelm Winkler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Spirit2go GmbH
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP1718875A1 publication Critical patent/EP1718875A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16BDEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B5/00Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them
    • F16B5/06Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them by means of clamps or clips
    • F16B5/0607Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them by means of clamps or clips joining sheets or plates to each other
    • F16B5/0621Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them by means of clamps or clips joining sheets or plates to each other in parallel relationship
    • F16B5/0642Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them by means of clamps or clips joining sheets or plates to each other in parallel relationship the plates being arranged one on top of the other and in full close contact with each other
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16BDEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B2/00Friction-grip releasable fastenings
    • F16B2/02Clamps, i.e. with gripping action effected by positive means other than the inherent resistance to deformation of the material of the fastening
    • F16B2/14Clamps, i.e. with gripping action effected by positive means other than the inherent resistance to deformation of the material of the fastening using wedges
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16BDEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B21/00Means for preventing relative axial movement of a pin, spigot, shaft or the like and a member surrounding it; Stud-and-socket releasable fastenings
    • F16B21/09Releasable fastening devices with a stud engaging a keyhole slot
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16BDEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B21/00Means for preventing relative axial movement of a pin, spigot, shaft or the like and a member surrounding it; Stud-and-socket releasable fastenings
    • F16B21/10Means for preventing relative axial movement of a pin, spigot, shaft or the like and a member surrounding it; Stud-and-socket releasable fastenings by separate parts
    • F16B21/16Means for preventing relative axial movement of a pin, spigot, shaft or the like and a member surrounding it; Stud-and-socket releasable fastenings by separate parts with grooves or notches in the pin or shaft
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C11/00Pivots; Pivotal connections
    • F16C11/02Trunnions; Crank-pins
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T403/00Joints and connections
    • Y10T403/70Interfitted members
    • Y10T403/7062Clamped members
    • Y10T403/7064Clamped members by wedge or cam

Definitions

  • the invention relates to a connecting unit with a pin and a counter element cooperating with it.
  • the connection unit serves for releasably connecting a plurality of components or for fastening a plurality of components to a device provided with a connection unit according to the invention.
  • connection units are known from the prior art. They can be divided into detachable units and non-detachable units. Examples of detachable connection units are nut-screw connections or bolt-wedge connections known from framework construction or, for example, scaffolding.
  • the components to be connected to one another have through openings placed at suitable points.
  • the screws are pushed through these through openings until the head of the screws lies against one of the components to be connected.
  • the length of the screw is dimensioned such that it protrudes through the components to be connected.
  • a nut is screwed onto the free threaded end of the screw opposite the head of the screw with the interposition of suitable washers and / or spring washers.
  • By tightening the nut on the thread of the screw the components to be connected between the screw head and the nut are braced against one another in a known manner by the increase in the thread.
  • the use of threaded rod material with nuts is known. It is also known to use to provide structures provided with a thread on components of any kind so that any components are to be fastened by means of a nut matching the thread.
  • Screw connections are used in all areas of technology in multiple designs and variations.
  • a disadvantage of screw connections known from the prior art is that they screw together, for example due to dirt or corrosion, and can only be removed with great effort or no longer. If the threaded areas of the screw that are not covered by the nut are exposed to wear, as is the case, for example, with screw connections on agricultural machines, where the screw connections come into contact with and are pulled through sand or soil, the exposed thread areas are subject to wear the screw, as well as the tool attachment surfaces of the nut a not inconsiderable wear, which can lead to the uselessness or complete destruction of these structures.
  • wedges can be found in half-timbered buildings or in modern scaffolding. Such wedges have a pin-like element which is inserted through openings in the elements to be connected.
  • the pin-like element has a contour forming a stop at one end. This contour can either by a pin-like element located head or be formed by any other, widening the diameter of the pin-like element.
  • the pin-like element is provided with a through opening which runs transversely to the longitudinal axis. The position and the dimension of the through opening are matched to the thickness of the elements to be connected to one another and to the dimensions of a wedge-shaped counter element.
  • the wedge-shaped counter element is driven through the through opening located in the pin element and, due to its wedge-shaped shape, is jammed with the through opening and the adjacent body edges of the components to be connected.
  • a disadvantage of such wedge connections known from the prior art is that the cross sections between the wedge and the peg or the components to be connected via forces are relatively small, so that the wedge or the passage opening located in the peg element deform due to the relatively high compressive stresses present can and the connection is difficult to solve disadvantageously.
  • the passage opening in the pin element tends to clog with dirt particles when used in a dirty environment.
  • a connecting unit which has a pin provided with at least two stops with a joining area located between the stops and a counter element interacting with one of the stops of the pin, the counter element having a receptacle for the joining area of the pin and a has a wedge-shaped outer contour, which is due to the intended assembly of Pin and counter element transverse to the longitudinal axis of the pin oriented outer surfaces of the counter element is formed.
  • Components to be connected by means of the connecting unit according to the invention have through openings.
  • the dimensions of these through openings are matched to the dimensions of the pin of the connecting unit.
  • the dimensions of the pin and the stops of the pin are dimensioned such that the pin and one of the stops can be inserted through the through openings of the components to be connected, while the remaining stop is dimensioned such that it cannot be passed through the through opening of the components and forms a stop abutting against the end component.
  • the length of the pin and the position and length of the joining area formed between the stops of the pin are also matched to the strength or number of components to be connected.
  • the position and the dimensions of the joining area are dimensioned such that when the pin is properly positioned in the through openings of the components to be connected, the joining area is positioned partially inside and partially outside the through opening of a component placed on the end.
  • the strength of the counter element interacting with the pin and its wedge-shaped outer contour are also matched to the position and dimensions of the joining area of the pin element, the position and dimensions of its stops and also the dimensions of the components to be connected to one another.
  • the pin is inserted through the through openings in the components until the larger of the two stops abuts a body contour of one of the components.
  • the end of the pin which is opposite the larger of the stops, protrudes through the through opening of the opposite component, so that the joining region of the pin is partly placed inside and partly outside of this through hole.
  • the wedge-shaped counter element can be pushed onto the joining area of the pin placed in this way.
  • the structure formed from the pin, counter element and components to be connected can be wedged. This comes across Counter element on the smaller of the two stops of the pin. Due to its wedge-shaped outer contour, the counter element jams with the smaller of the stops of the pin element and the component adjacent to the counter element.
  • the strength of this clamping is determined by the strength of the slope of the wedge-shaped outer contour of the counter element, its strength / thickness and its position relative to the pin. The clamping forces caused by the jamming of the counter element and the smaller of the stops of the pin are introduced via the pin onto the other stop of the pin and from this into the components to be connected.
  • the counter element In order to influence the strength of the jamming of the connecting unit with the components to be connected, the counter element is driven onto the pin with one or more blows of a suitable tool.
  • the clamping force achieved in this way ensures that the components are securely and permanently connected to one another and to the connecting unit. Due to the high clamping forces that can be achieved, stresses that occur in practice with such connections, such as vibrations, do not lead to the connection unit being released.
  • the connection unit can advantageously be adapted to any load case. To release the connection unit, it is sufficient to use a suitable tool to perform one or more blows on the counter element against the joining direction thereof with the pin. As a result, the jamming between the pin and the counter element of the connection unit on the one hand and the connection unit and the components to be connected on the other hand is released. Any dirt or corrosion deposited on the connection unit may not prevent the connection unit from loosening quickly.
  • the pin of the connection unit is provided as a pin-shaped extension on any component.
  • a peg-like extension likewise has a joining area between two stops.
  • One of the stops can advantageously be formed by a contour of the component having the peg-like extension.
  • Another embodiment of the invention provides that the receptacle of the counter element tapers in a wedge shape in the direction of the increasing thickness of the wedge-shaped outer contour and the joining area of the pin is wedge-shaped to match the receptacle of the counter element.
  • the slope of the wedge-shaped outer contour runs opposite the slope of the receptacle.
  • the opposite slope of the two contours advantageously ensures that a secure and permanent jamming of the counter element and the pin is ensured, while too much jamming, or an excessive expulsion of the counter element on the pin due to the opposite slope of the receptacle is prevented.
  • the clamping forces present in the connection unit or between the connection unit and the components to be connected can advantageously be set precisely and reproducibly with such a connection unit.
  • the joining area of the pin is wedge-shaped in order to accommodate the counter element. In this way, surface pressures between the pin and the counter element, which could reach a height damaging the pin or the counter element, are avoided.
  • the clamping force between the counter element and the pin is transmitted to a relatively large area by the suitably coordinated wedge contours of the joining area of the pin and the accommodation of the counter element, which leads to a reduction in the existing surface pressures.
  • a particularly advantageous embodiment of the invention provides that the joining area is formed by grooves made in the pin.
  • the grooves are oriented towards each other in such a way that the joining area has the wedge-shaped cross section already mentioned above.
  • the joining area can be formed by two grooves made at opposite points of the pin. It is also conceivable that more than two grooves are made in the pin.
  • by inserting eight grooves, four wedge-shaped joining areas are formed Cross-sectional shapes brought about on the pin. These joining areas are placed in different angular positions with respect to one another, so that there are several possibilities, in the example given four possibilities, for placing the counter element on the pin.
  • the base surfaces of the grooves run parallel to the longitudinal axis of the pin and in a wedge shape relative to one another.
  • at least two grooves are made in the shaft. These grooves are advantageously opposite one another.
  • the pin has a head and a shaft.
  • the head and the shaft are dimensioned so that the head of the pin can form the larger of the two stops of the pin.
  • the head can have a shape adapted to the respective use of the connecting unit.
  • cylindrical heads with any circumferential contours are conceivable, for example round, square or hexagonal heads.
  • the head of the shaft can also be designed as a countersunk head or lenticular head.
  • the dimensions of the shaft i.e. H. its cross-sectional shape, diameter and length are matched to the dimensions of the components to be connected.
  • the cross-sectional shapes of the shaft are of any type, for example the shaft has a round, square or square cross-section.
  • the joining area is attached to the shaft of the tenon.
  • a second joining area can alternatively be provided, onto which a second counter element can be attached. This second counter element then acts as a stop instead of the head.
  • the radial side surfaces of the grooves form a right angle with the longitudinal axis of the pin in the tangential direction.
  • Such grooves can be introduced in a simple manner in the pin by z. B. a milling cutter is moved in a known manner transversely to the longitudinal axis of the pin with appropriate infeed. Pins with such groove shapes can be combined with counter elements with any wedge angle and have a wide range of applications.
  • it can be provided that the radial side surfaces of the grooves with respect to a plane transverse to the longitudinal axis of the pin by the wedge angle of the wedge-shaped Outer contour of the counter element are inclined.
  • the counter element is formed by a wedge-shaped incision.
  • the angle of inclination of the wedge-shaped incision corresponds to the angle of inclination of the joining contour of the pin to be used with the counter element.
  • the receiving of the counter element is formed by an elongated through opening in the counter element which tapers in a wedge shape transversely to the direction of penetration.
  • the cross section of the through opening is dimensioned such that a problem-free and simple passage of the pin of the counter element with the smaller of the stops is possible.
  • connection unit or the counter element on the pin can be facilitated, if necessary, under difficult access conditions, in that the counter element is initially only loosely placed on the pin by means of its through-opening and remains there with a sufficiently high level of security and then subsequently with the Pin is wedged.
  • the receptacle is formed by two circular through openings spaced apart from one another and by a wedge-shaped region connecting the through openings to one another.
  • Such a receiving structure can be produced simply and inexpensively using conventional manufacturing methods.
  • such a configuration of the receptacle of the counter element offers the possibility of the wedge-shaped surfaces converging of the wedge-shaped area in the event of wear or damage that may be present after prolonged use in a simple manner. This is particularly the case when the two circular through openings have a larger diameter than the maximum or minimum distance between the surfaces forming the wedge-shaped region.
  • a particularly advantageous embodiment of the connecting unit according to the invention has a compensating element.
  • This compensating element can be designed with any external contours, but advantageously has a shape similar to the counter element.
  • the compensating element has an opposite slope to the slope of the counter element. If the compensating element and the counter element are placed on the pin in the intended manner, the side surfaces of the counter element and the compensating element facing away from one another run parallel to one another. In this way, a particularly stable connection of counter and compensating element with the pin or the components to be connected, which is also provided with the appropriate dimensions, is advantageously made possible.
  • the connection and clamping forces between the respective elements of the connection unit and the components to be connected are advantageously transmitted via partial surfaces lying flat on one another and stops of the elements, as a result of which a good transmission of these forces is ensured and existing surface pressures are minimized.
  • the compensating element can be placed on the pin next to the counter element.
  • the dimensions of the joining area of the pin are matched to the dimensions of the counter element and compensating element.
  • the counter element has two wedge-shaped elements with opposite slopes. These elements are connected to one another in a suitable manner, so that a displacement of the elements relative to one another is made possible when actuated. It can be provided that the elements are linearly displaced relative to one another or alternatively rotated relative to one another, so that in this way the total strength of the counter element can be varied to achieve suitable clamping forces.
  • the connecting unit has a securing element for securing the counter element on the pin.
  • This securing element can be implemented, for example, in the form of a rubber stopper, which can be inserted into the joint area remaining between the counter element and the peg when the counter element and the peg are properly assembled and prevents loss of the counter element in the event of any unintentional loosening.
  • the securing element protects against contamination. No dirt penetrates into the free spaces, in particular no solidifying dirt that could hinder loosening.
  • the securing element can consist of any suitable material.
  • the securing element is advantageously used for the securing element, which, due to their elasticity, adapt to the space remaining between the counter element and the peg and clamp themselves in place.
  • the securing element is intended to counteract an independent loosening, it is advantageously to be designed to be harder.
  • connection unit according to the invention can of course consist of any materials. Material combinations are also conceivable. In this context, the use of metal, plastics of any kind, wood or composite materials should be mentioned. The selection of the materials used in each case takes place according to material-specific properties and is tailored to the respective application of the connecting unit according to the invention. For example, the durability of the connection or its releasability can be influenced via the elasticity of the materials used. The use of plastics offers possibilities in terms of weight optimization. When using metal materials for the connecting unit according to the invention, there is of course also the possibility of using any metal materials.
  • 1 is a counter element of the invention in a plan view and a side sectional view
  • FIG. 3 shows a second embodiment of the counter element according to the invention in a top view and a sectional view
  • connection unit according to the invention in the assembled state for connecting two components in a side sectional view
  • connection unit according to the invention in the assembled state in a top view
  • FIG. 6 shows the connecting unit from FIG. 4 in the assembled state with a compensating element
  • FIG. 7 shows a use of a connecting unit according to the invention with spacer elements
  • FIG. 8 shows a further embodiment of the connecting unit according to the invention in the assembled state in a side sectional view
  • FIG. 9 shows a cross section through the joining area of a pin of a connecting unit according to the invention with a plurality of wedge-shaped joining contours placed at different angular positions and
  • connection unit 10 shows a further embodiment of the connection unit according to the invention.
  • the counter element 1 shows the counter element 1 of the present connection unit according to the invention.
  • the counter element 1 has a rectangular outer contour and is provided with a receptacle 2 on one side.
  • the receptacle 2 is formed by a wedge-shaped incision 4.
  • the counter element 1 has an essentially U-shaped shape with a connecting region 5 and two lateral extensions 6a, 6b.
  • An alternative, but preferred embodiment of the counter element 1 is shown in FIG. 3.
  • the receiving contour 2 of the counter element 1 is formed by two through openings 3.
  • the through openings 3 have a different diameter and are connected to one another by means of a wedge-shaped connecting region 7. Both the wedge-shaped notch 4 of the counter element 1 shown in FIG. 1 and the wedge-shaped connecting region 7 of the counter element 1 shown in FIG.
  • FIGS. 1 and 3 are inclined by a wedge angle ⁇ with respect to the longitudinal axis 8 of the counter element 1.
  • the outer contour of the counter element 1 is also wedge-shaped.
  • the pitch angle of the wedge-shaped outer contour of the counter element 1 is marked with ⁇ . It is essential that, as can be seen in FIGS. 1 and 3, the pitch angles ⁇ and ⁇ have mutually directed opening angles. This means that with decreasing width of the receiving contour 2, more precisely the wedge-shaped incision 4 or the wedge-shaped connecting region 7, the material thickness of the counter element 1 increases in the lateral cross section.
  • the pin 2 shows a pin 9 of the connecting unit according to the invention.
  • the pin has a head 10 and a shaft 11.
  • the shaft 1 is provided with two grooves 12, 13.
  • the distance a of the grooves 12, 13 from the head 10 of the pin 9 and the length I of the groove are matched to the dimensions of the components to be connected.
  • the base surfaces 14a, 14b of the grooves 12, 13 run parallel to the longitudinal axis 15 of the pin 9, but are inclined relative to one another.
  • the inclination angle ⁇ present between the base surfaces 14a, 14b of the grooves 12, 13 corresponds to twice the value of the wedge angle ⁇ of the counter element 1.
  • the head 10 of the pin 9 is designed as a countersunk head in the exemplary embodiment shown, but can have any other cross-sectional shapes.
  • connection unit according to the invention in the assembled state for connecting two components 16, 17.
  • the components 16, 17 have Through openings.
  • the pin 9 of the connecting unit according to the invention is pushed through these through openings until the head 10 of the pin 9 bears against a correspondingly shaped contour of the component 16, forming a stop.
  • the pin 9 can be centered relative to the component 16 by means of the head 10.
  • the joining area 18 of the pin 9 formed by the grooves 12, 13 lies partly inside the through opening of the component 17 and partly outside this through opening.
  • this adaptation to different dimensions of the components 16, 17 to be connected can also be realized by interposing suitable spacer elements 19.
  • the counter element 1 lies with its wedge-shaped outer contour on the one hand on the component 17 and on the other hand on the pin-side surface 20 formed by the grooves 12, 13, which acts as a second stop.
  • the connecting unit according to the invention can be wedged onto the side face of the counter element 1 marked with 21 and releasable onto the side face of the counter element 1 marked with 22 by means of one or more blows with a hammer.
  • the radial side surfaces 20 of the grooves 12, 13 run parallel to one another and at a right angle to the longitudinal axis 15 of the pin 9.
  • the pin-side radial Side surface 20 of the grooves 12, 13 extends at an angle of 90 ° + ⁇ relative to the longitudinal axis 15 of the pin.
  • the course of the radial side surface 20 of the grooves 12, 13 corresponds exactly to the course of the wedge surface of the counter element 1 inclined by the wedge angle ⁇ when the pin 9 and the counter element 1 are mounted as intended. In this way there is an improved transmission of force between the counter element 1 and the pin 9 guaranteed.
  • a compensating element likewise having a wedge angle ⁇ can be used.
  • the counter element 1 can be mounted on the pin 9 when the connection unit is installed as intended by means of a securing element. mentes 23 are saved.
  • the securing element 23 is preferably made of a material with elastic properties such as rubber or plastic and is used in the through opening 3 of the counter element 1.
  • the pin 9 does not have a head 10 as in the exemplary embodiments mentioned, but is designed as a rod-shaped element.
  • the pin 9 penetrates two components 16, 17 to be connected to one another through through openings provided in the components 16, 17.
  • the pin 9 is provided with a counter element 1 which interacts with the joining region 18.
  • the pin 9 is provided with a further joining area 26, onto which a second counter element 25, which is similar to the counter element 1, can be pushed. By pushing the counter elements 1 and 25, the components 16, 17, the pin 9 and the counter elements 25, 1 are braced against one another and the connection unit is fastened.
  • FIG. 9 shows a cross section vertical to the longitudinal axis 15 of the pin 9.
  • the pin 9 is cut in the area of one of the joining areas 26, 18. Wedge-shaped contours offset from one another by 90 ° in the radial direction are formed in the pins.
  • the wedge-shaped contours are identified by the reference symbols 27, 28, 29 and 30. By superimposing the wedge-shaped contours 27, 28, 29 and 30, the cross-sectional profile of the joining area 18, 26 of the pin 9, which is hatched in FIG. 9, is obtained.
  • Counter elements 1, 25 according to the invention can be pushed onto this joining area from four different directions.
  • the pin 9 is designed as a pin-shaped extension of any component 31. As already described above, the pin 9 has a joining area 18. A counter element 1 in the form already described can be pushed onto this joining area 18. A component 16 can be fastened on the component 31 with the aid of the pin 9 and the counter element 1.
  • Resilience calculations in which a preferred embodiment of a connection unit according to the invention was compared with a conventional screw connection according to the prior art, showed that its maximum load capacity was only about 1.7% below that of a comparable screw connection. By varying the wedge angle, it is possible to produce a connection unit according to the invention with the same load capacity as a conventional screw connection.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Connection Of Plates (AREA)
  • Mutual Connection Of Rods And Tubes (AREA)
  • Clamps And Clips (AREA)

Abstract

The invention relates to a connecting unit which is used to quickly connect various types of components or to quickly fix components to other components and which can be detached in an easy and quick manner with simple means even when there is a large amount of dirt or corrosion and which can provide a reliable, permanent connection. The inventive connecting unit comprises a journal provided with at least two stops with a joint area arranged between the stops and a counter element interacting with the stops of the journal. The counter element has a recess for the joint area of the journal and a wedge-shaped outer contour which is formed by outer surfaces of the counter elements oriented perpendicular to the longitudinal axis of the journal when the journal and counter element are joined together in an appropriate manner.

Description

Verbindungseinheit connecting unit
Die Erfindung betrifft eine Verbindungseinheit mit einem Zapfen und einem mit diesem zusammenwirkenden Konterelement. Die Verbindungseinheit dient einem lösbaren Verbinden mehrerer Bauteile bzw. einer Befestigung mehrerer Bauteile an einem mit einer erfindungsgemäßen Verbindungseinheit versehenen Einrichtung.The invention relates to a connecting unit with a pin and a counter element cooperating with it. The connection unit serves for releasably connecting a plurality of components or for fastening a plurality of components to a device provided with a connection unit according to the invention.
Derartige Verbindungseinheiten sind aus dem Stand der Technik bekannt. Sie sind in lösbare Einheiten und nicht lösbare Einheiten unterteilbar. Beispiele für lösbare Verbindungseinheiten sind Mutter-Schraube-Verbindungen oder aus dem Fachwerkbau oder beispielsweise Gerüstbau bekannte Bolzen-Keil-Verbindungen.Such connection units are known from the prior art. They can be divided into detachable units and non-detachable units. Examples of detachable connection units are nut-screw connections or bolt-wedge connections known from framework construction or, for example, scaffolding.
Bei Schraubverbindungen weisen die miteinander zu verbindenden Bauelemente an geeigneten Stellen plazierte Durchgangsöffnungen auf. Durch diese Durchgangsöffnungen werden die Schrauben hindurch geschoben, bis der Kopf der Schrauben an einem der zu verbindenden Bauelemente anliegt. Die Länge der Schraube ist derart bemessen, daß sie durch die zu verbindenden Bauelemente hindurchragt. Auf das dem Kopf der Schraube gegenüberliegende freie mit einem Gewinde versehene Ende der Schraube wird gegebenenfalls unter Zwischenlage geeigneter Unterleg- und/oder Federscheiben eine Mutter aufgedreht. Durch das Festdrehen der Mutter auf dem Gewinde der Schraube werden in bekannter Weise durch die Steigen des Gewindes die miteinander zu verbindenden Bauteile zwischen Schraubenkopf und Mutter gegeneinander verspannt. Neben mit einem Kopf versehenen Schrauben ist die Verwendung von mit einem Gewinde versehenem Stangenmaterial mit Muttern bekannt. Es ist ebenfalls bekannt, mit einem Gewinde versehene Strukturen an Bauelementen beliebiger Art vorzusehen, so daß beliebige Bauelemente mittels einer zu dem Gewinde passenden Mutter zu befestigen sind.In the case of screw connections, the components to be connected to one another have through openings placed at suitable points. The screws are pushed through these through openings until the head of the screws lies against one of the components to be connected. The length of the screw is dimensioned such that it protrudes through the components to be connected. If necessary, a nut is screwed onto the free threaded end of the screw opposite the head of the screw with the interposition of suitable washers and / or spring washers. By tightening the nut on the thread of the screw, the components to be connected between the screw head and the nut are braced against one another in a known manner by the increase in the thread. In addition to headed screws, the use of threaded rod material with nuts is known. It is also known to use to provide structures provided with a thread on components of any kind so that any components are to be fastened by means of a nut matching the thread.
Schraubverbindungen werden in sämtlichen Bereichen der Technik in vielfachen Ausführungen und Variationen verwendet. Nachteilig an aus dem Stand der Technik bekannten Verschraubungen ist, daß diese beispielsweise aufgrund von Verschmutzungen oder Korrosion miteinander verbacken und nur noch mit sehr großem Aufwand oder nicht mehr lösbar sind. Werden nicht durch die Mutter verdeckte, freiliegende Gewindebereiche der Schraube einem Verschleiß ausgesetzt, wie dies beispielsweise bei Verschraubungen an landwirtschaftlichen Maschinen der Fall ist, an denen die Verschraubungen mit Sand oder Erdreich in Kontakt kommen und durch dieses hindurch gezogen werden, so unterliegen die freiliegenden Gewindebereiche der Schraube, sowie die Werkzeugansatzflächen der Mutter einem nicht unerheblichen Verschleiß, der zu einer Unbrauchbarkeit bzw. vollständigen Zerstörung dieser Strukturen führen kann. Folge ist, daß diese Verschraubungen nicht mehr mittels der dazu vorgesehenen Werkzeuge lösbar sind und beispielsweise mit Trennschleifern zerstört werden müssen, um die durch die Verschraubung verbundenen Bauelemente voneinander zu lösen. Selbst in Fällen, in denen Korrosion oder Verschleiß noch nicht zu einem vollständigen Festsitzen der Verschraubung bzw. Zerstörung deren Außenstrukturen geführt haben, ist es vor dem Lösen der Verschraubungen in jedem Fall erforderlich, anhaftende Verschmutzungen sorgfältig zu entfernen, da diese sonst bei einem Lösen der Mutter in den Zwischenraum zwischen Mutter und Schraube gelangen können und dort zu einer Zerstörung der Gewinde bzw. zu einem schweren Lösen bis hin zum Festsitzen führen können. Bereits leichte Deformationen am Gewinde der Schraube bzw. der Mutter können ein Lösen der Verbindung deutlich erschweren oder verhindern.Screw connections are used in all areas of technology in multiple designs and variations. A disadvantage of screw connections known from the prior art is that they screw together, for example due to dirt or corrosion, and can only be removed with great effort or no longer. If the threaded areas of the screw that are not covered by the nut are exposed to wear, as is the case, for example, with screw connections on agricultural machines, where the screw connections come into contact with and are pulled through sand or soil, the exposed thread areas are subject to wear the screw, as well as the tool attachment surfaces of the nut a not inconsiderable wear, which can lead to the uselessness or complete destruction of these structures. The consequence is that these screw connections can no longer be loosened using the tools provided for this purpose and must be destroyed, for example, with cut-off machines in order to detach the components connected by the screw connection. Even in cases in which corrosion or wear has not yet resulted in the screw connection being completely stuck or in the destruction of its external structures, it is always necessary to carefully remove any adhering dirt before loosening the screw connection, otherwise this will result in loosening of the Nut can get into the space between the nut and screw and there can destroy the thread or lead to a difficult loosening or even sticking. Even slight deformations on the thread of the screw or nut can make it difficult to loosen the connection or prevent it.
Ebenfalls aus dem Stand der Technik bekannt sind Verkeilungen beliebiger Art. Beispiele für Verkeilungen finden sich im Fachwerkbau bzw. im modernen Gerüstbau. Derartige Verkeilungen haben ein zapfenartiges Element, welches durch Öffnungen in den zu verbindenden Elementen hindurch gesteckt wird. Das zapfenartige Element weist an einem Ende eine einen Anschlag ausbildende Kontur auf. Diese Kontur kann entweder durch einen am zapfenartigen Element befindlichen Kopf oder durch eine beliebige andere, den Durchmesser des zapfenartigen Elementes verbreiternde Kontur ausgebildet sein. An seinem dem Anschlag gegenüberliegenden Ende ist das zapfenartige Element mit einer Durchgangsöffnung versehen, welche quer zur Längsachse verläuft. Die Lage und die Abmessung der Durchgangsöffnung sind auf die Stärke der miteinander zu verbindenden Elemente sowie auf die Abmessungen eines keilförmigen Konterelementes abgestimmt. Das keilförmige Konterelement wird durch die im Zapfenelement befindliche Durchgangsöffnung hindurch getrieben und verklemmt aufgrund seiner keilförmigen Gestalt mit der Durchgangsöffnung und den angrenzenden Körperkanten der zu verbindenden Bauelemente.Wedges of any kind are also known from the prior art. Examples of wedges can be found in half-timbered buildings or in modern scaffolding. Such wedges have a pin-like element which is inserted through openings in the elements to be connected. The pin-like element has a contour forming a stop at one end. This contour can either by a pin-like element located head or be formed by any other, widening the diameter of the pin-like element. At its end opposite the stop, the pin-like element is provided with a through opening which runs transversely to the longitudinal axis. The position and the dimension of the through opening are matched to the thickness of the elements to be connected to one another and to the dimensions of a wedge-shaped counter element. The wedge-shaped counter element is driven through the through opening located in the pin element and, due to its wedge-shaped shape, is jammed with the through opening and the adjacent body edges of the components to be connected.
Nachteilig bei solchen aus dem Stand der Technik bekannten Keilverbindungen ist, daß die zwischen Keil und Zapfen bzw. zu verbindenden Bauelementen über Kräfte übertragenden Querschnitte relativ klein ausgebildet sind, so daß sich der Keil bzw. die im Zapfenelement befindliche Durchgangsöffnung aufgrund relativ hoher vorliegender Druckspannungen verformen können und die Verbindung nachteilig nur schwer lösbar ist. Die im Zapfenelement befindliche Durchgangsöffnung neigt bei einem Einsatz in schmutziger Umgebung zu einem Zusetzen mit Schmutzpartikeln.A disadvantage of such wedge connections known from the prior art is that the cross sections between the wedge and the peg or the components to be connected via forces are relatively small, so that the wedge or the passage opening located in the peg element deform due to the relatively high compressive stresses present can and the connection is difficult to solve disadvantageously. The passage opening in the pin element tends to clog with dirt particles when used in a dirty environment.
Ausgehend von diesem bekannten Stand der Technik ist es A u f g a e der vorliegenden Erfindung, eine Verbindungseinheit zum schnellen Verbinden beliebiger Bauteile miteinander oder zum schnellen Befestigen von Bauelementen an anderen Bauelementen zu ermöglichen, welche mit einfachen Mitteln auch bei starker Verschmutzung oder vorliegender Korrosion leicht und schnell wieder lösbar ist, und gleichzeitig jedoch eine sichere und dauerhaft feste Verbindung schafft.Starting from this known state of the art, it is the aim of the present invention to enable a connecting unit for quickly connecting any components to one another or for quickly attaching components to other components, which can be easily and quickly restored with simple means even in the case of heavy soiling or corrosion is solvable, but at the same time creates a secure and permanent, permanent connection.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß g e l ö s t durch eine Verbindungseinheit, welche einen mit wenigstens zwei Anschlägen versehenen Zapfen mit einem zwischen den Anschlägen befindlichen Fügebereich und ein mit einem der Anschläge des Zapfens zusammenwirkendes Konterelement aufweist, wobei das Konterelement eine Aufnahme für den Fügebereich des Zapfens und eine keilförmige Außenkontur aufweist, die durch bei bestimmungsgemäßem Zusammenfügen von Zapfen und Konterelement quer zur Längsachse des Zapfens orientierte Außenflächen des Konterelementes gebildet ist.This object is achieved according to the invention by a connecting unit which has a pin provided with at least two stops with a joining area located between the stops and a counter element interacting with one of the stops of the pin, the counter element having a receptacle for the joining area of the pin and a has a wedge-shaped outer contour, which is due to the intended assembly of Pin and counter element transverse to the longitudinal axis of the pin oriented outer surfaces of the counter element is formed.
Mittels der erfindungsgemäßen Verbindungseinheit zu verbindende Bauelemente weisen Durchgangsöffnungen auf. Die Abmessungen dieser Durchgangsöffnungen sind auf die Abmessungen des Zapfens der Verbindungseinheit abgestimmt. Die Abmessungen des Zapfens und der Anschläge des Zapfens sind dabei so bemessen, daß der Zapfen und einer der Anschläge durch die Durchgangsöffnungen der zu verbindenden Bauelemente hindurchsteckbar ist, wä rend der verbleibende Anschlag derart bemessen ist, daß er nicht durch die Durchgangsöffnung der Bauelemente hindurchführbar ist und einen gegen das endseitige Bauelement stoßenden Anschlag ausbildet. Die Länge des Zapfens sowie die Lage und Länge des zwischen den Anschlägen des Zapfens ausgebildeten Fügebereiches sind ebenfalls auf die Stärke bzw. Anzahl der zu verbindenden Bauelemente abgestimmt. Die Lage und die Abmessungen des Fügebereiches sind so bemessen, daß der Fügebereich bei bestimmungsgemäßer Plazierung des Zapfens in den Durchgangsöffnungen der miteinander zu verbindenden Bauelemente teilweise innerhalb und teilweise außerhalb der Durchgangsöffnung eines endseitig plazierten Bauelementes positioniert ist.Components to be connected by means of the connecting unit according to the invention have through openings. The dimensions of these through openings are matched to the dimensions of the pin of the connecting unit. The dimensions of the pin and the stops of the pin are dimensioned such that the pin and one of the stops can be inserted through the through openings of the components to be connected, while the remaining stop is dimensioned such that it cannot be passed through the through opening of the components and forms a stop abutting against the end component. The length of the pin and the position and length of the joining area formed between the stops of the pin are also matched to the strength or number of components to be connected. The position and the dimensions of the joining area are dimensioned such that when the pin is properly positioned in the through openings of the components to be connected, the joining area is positioned partially inside and partially outside the through opening of a component placed on the end.
Die Stärke des mit dem Zapfen zusammenwirkenden Konterelementes sowie dessen keilförmige Außenkontur sind ebenfalls auf die Lage und Abmessungen des Fügebereiches des Zapfenelementes, die Lage und Abmessungen dessen Anschläge sowie auch die Abmessungen der miteinander zu verbindenden Bauelemente abgestimmt. Zum Verbinden der Bauelemente wird der Zapfen durch die in den Bauelementen befindlichen Durchgangsöffnungen hindurchgesteckt, bis der größere der beiden Anschläge an einer Körperkontur eines der Bauelemente anliegt. In dieser Position ragt das dem größeren der Anschläge gegenüberliegende Ende des Zapfens durch die Durchgangsöffnung des gegenüberliegenden Bauelementes heraus, so daß der Fügebereich des Zapfens teilweise innerhalb und teilweise außerhalb dieser Durchgangsöffnung plaziert ist. Das keilförmige Konterelement ist auf den Fügebereich des derart plazierten Zapfens aufschiebbar. Durch die oben erwähnte Abstimmung des Konterelementes mit den zu verbindenden Bauelementen und dem Zapfen ist die aus Zapfen, Konterelement und zu verbindenden Bauelementen gebildete Struktur verkeilbar. Dabei stößt das Konterelement an den kleineren der beiden Anschläge des Zapfens an. Bedingt durch seine keilförmige Außenkontur verklemmt das Konterelement mit dem kleineren der Anschläge des Zapfenelementes und dem dem Konterelement benachbarten Bauelement. Die Stärke dieser Klemmung wird durch die Stärke der Steigung der keilförmigen Außenkontur des Konterelementes, dessen Stärke/Dicke sowie dessen Lage relativ zum Zapfen bestimmt. Die durch das Verklemmen von Konterelement und dem kleineren der Anschläge des Zapfens erwirkten Klemmkräfte werden über den Zapfen auf den anderen Anschlag des Zapfens und von diesem in die zu verbindenden Bauelemente eingeleitet. Um die Stärke der Verklemmung der Verbindungseinheit mit den zu verbindenden Bauelementen zu beeinflussen, wird das Konterelement mit einem oder mehreren Schlägen eines geeigneten Werkzeuges auf den Zapfen aufgetrieben. Durch die auf diese Weise erzielte Klemmkraft wird ein sicheres und dauerhaftes Verbinden der Bauelemente miteinander und der Verbindungseinheit gewährleistet. Im Praxisgebrauch bei derartigen Verbindungen auftretende Belastungen, wie beispielsweise Vibrationen, führen aufgrund der hohen erzielbaren Klemmkräfte nicht zu einem Lösen der Verbindungseinheit. Durch eine geeignete Dimensionierung von Zapfen und Konterelement ist die Verbindungseinheit vorteilhaft an beliebig starke Lastfälle anpaßbar. Zum Lösen der Verbindungseinheit ist es ausreichend, mit einem geeigneten Werkzeug einen oder mehrere Schläge auf das Konterelement entgegen dessen Fügerichtung mit dem Zapfen auszuführen. Dadurch wird die Verklemmung zwischen Zapfen und Konterelement der Verbindungseinheit einerseits und der Verbindungseinheit und den zu verbindenden Bauelementen andererseits gelöst. An der Verbindungseinheit unter Umständen abgelagerte Verschmutzungen sowie Korrosion kann ein schnelles Lösen der Verbindungseinheit nicht verhindern.The strength of the counter element interacting with the pin and its wedge-shaped outer contour are also matched to the position and dimensions of the joining area of the pin element, the position and dimensions of its stops and also the dimensions of the components to be connected to one another. To connect the components, the pin is inserted through the through openings in the components until the larger of the two stops abuts a body contour of one of the components. In this position, the end of the pin, which is opposite the larger of the stops, protrudes through the through opening of the opposite component, so that the joining region of the pin is partly placed inside and partly outside of this through hole. The wedge-shaped counter element can be pushed onto the joining area of the pin placed in this way. Due to the above-mentioned coordination of the counter element with the components to be connected and the pin, the structure formed from the pin, counter element and components to be connected can be wedged. This comes across Counter element on the smaller of the two stops of the pin. Due to its wedge-shaped outer contour, the counter element jams with the smaller of the stops of the pin element and the component adjacent to the counter element. The strength of this clamping is determined by the strength of the slope of the wedge-shaped outer contour of the counter element, its strength / thickness and its position relative to the pin. The clamping forces caused by the jamming of the counter element and the smaller of the stops of the pin are introduced via the pin onto the other stop of the pin and from this into the components to be connected. In order to influence the strength of the jamming of the connecting unit with the components to be connected, the counter element is driven onto the pin with one or more blows of a suitable tool. The clamping force achieved in this way ensures that the components are securely and permanently connected to one another and to the connecting unit. Due to the high clamping forces that can be achieved, stresses that occur in practice with such connections, such as vibrations, do not lead to the connection unit being released. By a suitable dimensioning of the pin and the counter element, the connection unit can advantageously be adapted to any load case. To release the connection unit, it is sufficient to use a suitable tool to perform one or more blows on the counter element against the joining direction thereof with the pin. As a result, the jamming between the pin and the counter element of the connection unit on the one hand and the connection unit and the components to be connected on the other hand is released. Any dirt or corrosion deposited on the connection unit may not prevent the connection unit from loosening quickly.
Selbstverständlich kann ebenfalls vorgesehen sein, daß der Zapfen der Verbindungseinheit als zapfenförmiger Fortsatz an einem beliebigen Bauelement vorgesehen ist. Wie ein oben beschriebener Zapfen weist ein derartiger zapfenartiger Fortsatz ebenfalls einen Fügebereich zwischen zwei Anschlägen auf. Einer der Anschläge kann vorteilhaft durch eine Kontur des den zapfenartigen Fortsatz aufweisenden Bauelementes gebildet sein. Indem der Zapfen der Verbindungseinheit als zapfenförmiger Fortsatz an einem beliebigen Bauelement vorgesehen ist, sind mittels der erfindungsgemäßen Verbindungseinheit beliebige andere Bauteile an dem den Zapfen aufweisenden Bauteil befestigbar.Of course, it can also be provided that the pin of the connection unit is provided as a pin-shaped extension on any component. Like a peg described above, such a peg-like extension likewise has a joining area between two stops. One of the stops can advantageously be formed by a contour of the component having the peg-like extension. By the pin of the connection unit as a pin-shaped extension on any component is provided, any other components can be fastened to the component having the pin by means of the connecting unit according to the invention.
Eine weitere Ausgestaltungsform der Erfindung sieht vor, daß die Aufnahme des Konterelementes sich in Richtung der zunehmenden Dicke der keilförmigen Außenkontur keilförmig verjüngt und der Fügebereich des Zapfens passend zur Aufnahme des Konterelementes keilförmig ausgebildet ist. Bei einer derartigen Verbindungseinheit verläuft die Steigung der keilförmigen Außenkontur der Steigung der Aufnahme entgegengesetzt. Durch die einander entgegengesetzte Steigung der beiden Konturen wird vorteilhaft erreicht, daß ein sicheres und dauerhaft haltendes Verklemmen von Konterelement und Zapfen gewährleistet ist, während eine zu starke Verklemmung, bzw. ein zu weites Auftreiben des Konterelements auf den Zapfen durch die entgegengesetzt verlaufende Steigung der Aufnahme verhindert wird. Die in der Verbindungseinheit bzw. zwischen Verbindungseinheit und zu verbindenden Bauelementen vorliegenden Klemmkräfte sind mit einer derartigen Verbindungseinheit vorteilhaft exakt und reproduzierbar einstellbar. Ein zu weites Aufschieben des Konterelementes auf den Zapfen und eine damit verbundene plastische Deformation des Konterelementes bzw. des Zapfens werden vorteilhaft verhindert. Der Fügebereich des Zapfens ist passend zur Aufnahme des Konterelementes keilförmig ausgebildet. Auf diese Weise werden Flächenpressungen zwischen Zapfen und Konterelement, die eine den Zapfen oder das Konterelement schädigende Höhe erreichen könnten, vermieden. Die zwischen Konterelement und Zapfen vorliegende Klemmkraft wird durch die passend aufeinander abgestimmten Keilkonturen des Fügebereiches des Zapfens sowie der Aufnahme des Konterelementes auf eine verhältnismäßig große Fläche übertragen, was zu einer Verringerung der vorliegenden Flächenpressungen führt.Another embodiment of the invention provides that the receptacle of the counter element tapers in a wedge shape in the direction of the increasing thickness of the wedge-shaped outer contour and the joining area of the pin is wedge-shaped to match the receptacle of the counter element. With such a connecting unit, the slope of the wedge-shaped outer contour runs opposite the slope of the receptacle. The opposite slope of the two contours advantageously ensures that a secure and permanent jamming of the counter element and the pin is ensured, while too much jamming, or an excessive expulsion of the counter element on the pin due to the opposite slope of the receptacle is prevented. The clamping forces present in the connection unit or between the connection unit and the components to be connected can advantageously be set precisely and reproducibly with such a connection unit. Excessive pushing of the counter element onto the pin and associated plastic deformation of the counter element or the pin are advantageously prevented. The joining area of the pin is wedge-shaped in order to accommodate the counter element. In this way, surface pressures between the pin and the counter element, which could reach a height damaging the pin or the counter element, are avoided. The clamping force between the counter element and the pin is transmitted to a relatively large area by the suitably coordinated wedge contours of the joining area of the pin and the accommodation of the counter element, which leads to a reduction in the existing surface pressures.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß der Fügebereich durch in den Zapfen eingebrachte Nuten ausgebildet ist. Die Nuten sind dabei so zu einander orientiert, daß der Fügebereich den bereits oben erwähnten keilförmigen Querschnitt aufweist. So kann der Fügebereich beispielsweise durch zwei an einander gegenüberliegenden Stellen des Zapfens eingebrachte Nuten ausgebildet sein. Es ist ebenfalls denkbar, daß mehr als zwei Nuten in den Zapfen eingebracht sind. So wird beispielsweise durch ein Einbringen von acht Nuten die Ausbildung von vier Fügebereichen mit keilförmigen Querschnittsformen am Zapfen herbeigeführt. Diese Fügebereiche sind zueinander in unterschiedlichen Winkelpositionen platziert, so daß mehrere Möglichkeiten, im angeführten Beispiel vier Möglichkeiten, existieren, das Konterelement auf dem Zapfen zu platzieren. Die Basisflächen der Nuten verlaufen parallel zur Längsachse des Zapfens und relativ zueinander keilförmig. Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind in den Schaft wenigstens zwei Nuten eingebracht. Diese Nuten liegen mit Vorteil einander gegenüber.A particularly advantageous embodiment of the invention provides that the joining area is formed by grooves made in the pin. The grooves are oriented towards each other in such a way that the joining area has the wedge-shaped cross section already mentioned above. For example, the joining area can be formed by two grooves made at opposite points of the pin. It is also conceivable that more than two grooves are made in the pin. For example, by inserting eight grooves, four wedge-shaped joining areas are formed Cross-sectional shapes brought about on the pin. These joining areas are placed in different angular positions with respect to one another, so that there are several possibilities, in the example given four possibilities, for placing the counter element on the pin. The base surfaces of the grooves run parallel to the longitudinal axis of the pin and in a wedge shape relative to one another. According to a further embodiment, at least two grooves are made in the shaft. These grooves are advantageously opposite one another.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der Zapfen einen Kopf und einen Schaft auf. Der Kopf und der Schaft sind dabei so dimensioniert, daß der Kopf des Zapfens den größeren der beiden Anschläge des Zapfens ausbilden kann. Der Kopf kann eine auf die jeweilige Verwendung der Verbindungseinheit angepaßte Form aufweisen. Denkbar sind in diesem Zusammenhang zylinderför- mige Köpfe mit beliebigen Umfangskonturen, beispielsweise runde, vierkantför- mige oder sechskantförmige Köpfe. Der Kopf des Schaftes kann ebenfalls als Senkkopf oder linsenförmiger Kopf ausgebildet sein. Die Abmessungen des Schaftes, d. h. dessen Querschnittsform, Durchmesser und Länge sind auf die Abmessungen der miteinander zu verbindenden Bauelemente abgestimmt. Die Querschnittsformen des Schaftes sind beliebiger Art, beispielsweise weist der Schaft einen runden, viereckigen oder quadratischen Querschnitt auf. Am Schaft des Zapfens ist der Fügebereich angebracht. Anstelle des Kopfes des Zapfens kann alternativ ein zweiter Fügebereich vorgesehen sein, auf den ein zweites Konterelement aufsteckbar ist. Dieses zweite Konterelement wirkt dann anstelle des Kopfes als Anschlag.According to a further embodiment of the invention, the pin has a head and a shaft. The head and the shaft are dimensioned so that the head of the pin can form the larger of the two stops of the pin. The head can have a shape adapted to the respective use of the connecting unit. In this context, cylindrical heads with any circumferential contours are conceivable, for example round, square or hexagonal heads. The head of the shaft can also be designed as a countersunk head or lenticular head. The dimensions of the shaft, i.e. H. its cross-sectional shape, diameter and length are matched to the dimensions of the components to be connected. The cross-sectional shapes of the shaft are of any type, for example the shaft has a round, square or square cross-section. The joining area is attached to the shaft of the tenon. Instead of the head of the pin, a second joining area can alternatively be provided, onto which a second counter element can be attached. This second counter element then acts as a stop instead of the head.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung schließen die in radialer Richtung verlaufenden Seitenflächen der Nuten mit der Lägsachse des Zapfens in tangentialer Richtung einen rechten Winkel ein. Derartige Nuten sind auf einfache Art und Weise in den Zapfen einbringbar, indem z. B. ein Fingerfräser auf bekannte Weise quer zur Längsachse des Zapfens mit entsprechender Zustellung verfahren wird. Zapfen mit derartigen Nutenformen sind mit Konterelementen mit beliebigen Keilwinkeln kombinierbar und haben ein weites Anwendungsspektrum. Alternativ kann vorgesehen sein, daß die in radialer Richtung verlaufenden Seitenflächen der Nuten gegenüber einer quer zur Längsachse des Zapfens verlaufenden Ebene um den Keilwinkel der keilförmigen Außenkontur des Konterelementes geneigt sind. Mittels derartig geneigter Seitenflächen der Nuten wird vorteilhaft erreicht, daß das Konterelement flächig an der den Anschlag des Zapfen ausbildenden Seitenfläche anliegt. Auf diese Weise wird die zum sicheren Verklemmen der Verbindungseinheit benötigte Klemmkraft auf eine möglichst große Fläche verteilt übertragen und die vorliegenden Flächenpressungen minimiert.According to a further advantageous embodiment of the invention, the radial side surfaces of the grooves form a right angle with the longitudinal axis of the pin in the tangential direction. Such grooves can be introduced in a simple manner in the pin by z. B. a milling cutter is moved in a known manner transversely to the longitudinal axis of the pin with appropriate infeed. Pins with such groove shapes can be combined with counter elements with any wedge angle and have a wide range of applications. Alternatively, it can be provided that the radial side surfaces of the grooves with respect to a plane transverse to the longitudinal axis of the pin by the wedge angle of the wedge-shaped Outer contour of the counter element are inclined. By means of such inclined side surfaces of the grooves, it is advantageously achieved that the counter element lies flat against the side surface forming the stop of the pin. In this way, the clamping force required to securely clamp the connecting unit is distributed over as large an area as possible and the surface pressures present are minimized.
Gemäß einer weiteren Erfindungsform ist die Aufnahme des Konterelementes durch einen keilförmigen Einschnitt ausgebildet. Der Neigungswinkel des keilförmigen Einschnitts entspricht dem Neigungswinkel der mit dem Konterelement zu verwendenden Fügekontur des Zapfens. Ein derartiges Konterelement ist auf einfache Weise schnell und auch unter erschwerten Zugangsbedingungen gut auf dem Zapfen plazierbar und einfach mit diesem zu verklemmen.According to a further form of the invention, the counter element is formed by a wedge-shaped incision. The angle of inclination of the wedge-shaped incision corresponds to the angle of inclination of the joining contour of the pin to be used with the counter element. Such a counter element can be placed quickly and easily on the pin and is easy to clamp with it, even under difficult access conditions.
Alternativ ist vorgesehen, daß die Aufnahme des Konterelementes durch eine langgestreckte, quer zur Durchdringungsrichtung keilförmig zulaufende Durchgangsöffnung in dem Konterelement gebildet ist. Der Querschnitt der Durch- gangsöffnung ist dabei derart dimensioniert, daß ein problemloses und einfaches Hindurchführen des Zapfens des Konterelementes mit dem kleineren der Anschläge möglich ist. Vorteilhaft verhindert ein derartiges Konterelement dessen Verlieren beim Lösen der Verbindungseinheit, da der Sitz des Konterelements auf dem Zapfen selbst im nicht verkeilten Zustand mit ausreichend hoher Sicherheit gewährleistet ist. Des weiteren kann gegebenenfalls unter erschwerten Zugangsbedingungen die Montage und Befestigung der Verbindungseinheit bzw. des Konterelementes auf dem Zapfen erleichtert werden, indem das Konterelement zunächst nur lose mittels seiner Durchgangsöffnung auf dem Zapfen plaziert wird und dort mit einer ausreichend hohen Sicherheit verbleibt und dann nachfolgend mit dem Zapfen verkeilt wird.Alternatively, it is provided that the receiving of the counter element is formed by an elongated through opening in the counter element which tapers in a wedge shape transversely to the direction of penetration. The cross section of the through opening is dimensioned such that a problem-free and simple passage of the pin of the counter element with the smaller of the stops is possible. Such a counter element advantageously prevents it from being lost when the connecting unit is released, since the seat of the counter element on the pin is ensured with a sufficiently high degree of security even in the non-wedged state. Furthermore, the assembly and fastening of the connection unit or the counter element on the pin can be facilitated, if necessary, under difficult access conditions, in that the counter element is initially only loosely placed on the pin by means of its through-opening and remains there with a sufficiently high level of security and then subsequently with the Pin is wedged.
Mit Vorteil ist vorgesehen, daß die Aufnahme durch zwei voneinander beabstan- dete kreisförmige Durchgangsöffnungen und einen die Durchgangsöffnungen miteinander verbindenden keilförmigen Bereich gebildet ist. Eine derartige Aufnahmestruktur ist mittels herkömmlicher Fertigungsverfahren einfach und preisgünstig herstellbar. Darüber hinaus bietet eine derartige Ausgestaltung der Aufnahme des Konterelementes die Möglichkeit, die keilförmig aufeinander zulaufenden Flächen des keilförmigen Bereiches bei einem nach längerem Gebrauch eventuell vorliegenden Verschleiß oder Schäden auf einfache Weise nachzuarbeiten. Dieses ist insbesondere dann der Fall, wenn die beiden kreisförmigen Durchgangsöffnungen einen größeren Durchmesser aufweisen als der maximale bzw. minimale Abstand der den keilförmigen Bereich ausbildenden Flächen.It is advantageously provided that the receptacle is formed by two circular through openings spaced apart from one another and by a wedge-shaped region connecting the through openings to one another. Such a receiving structure can be produced simply and inexpensively using conventional manufacturing methods. In addition, such a configuration of the receptacle of the counter element offers the possibility of the wedge-shaped surfaces converging of the wedge-shaped area in the event of wear or damage that may be present after prolonged use in a simple manner. This is particularly the case when the two circular through openings have a larger diameter than the maximum or minimum distance between the surfaces forming the wedge-shaped region.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbindungseinheit weist ein Ausgleichselement auf. Dieses Ausgleichselement kann mit beliebigen Außenkonturen ausgebildet sein, weist jedoch vorteilhaft eine dem Konterelement ähnliche Gestalt auf. Das Ausgleichselement weist eine zur Steigung des Konterelements umgekehrte Steigung auf. Werden das Ausgleichselement und das Konterelement in bestimmungsgemäßer Weise auf dem Zapfen plaziert, so verlaufen die voneinander abgewandten Seitenflächen des Konterelements und des Ausgleichselementes zueinander parallel. Auf diese Weise wird vorteilhaft eine besonders stabile und bei Vorliegen entsprechender Abmessungen auch formschlüssige Verbindung von Konter- und Ausgleichselement mit dem Zapfen bzw. den zu verbindenden Bauelementen ermöglicht. Eine Übertragung der Verbindungs- und Klemmkräfte zwischen den jeweiligen Elementen der Verbindungseinheit und den zu verbindenden Bauelementen erfolgt vorteilhaft über flächig aufeinander liegende Teilflächen und Anschläge der Elemente, wodurch eine gute Übertragung dieser Kräfte gewährleistet ist und vorliegende Flächenpressungen minimiert werden.A particularly advantageous embodiment of the connecting unit according to the invention has a compensating element. This compensating element can be designed with any external contours, but advantageously has a shape similar to the counter element. The compensating element has an opposite slope to the slope of the counter element. If the compensating element and the counter element are placed on the pin in the intended manner, the side surfaces of the counter element and the compensating element facing away from one another run parallel to one another. In this way, a particularly stable connection of counter and compensating element with the pin or the components to be connected, which is also provided with the appropriate dimensions, is advantageously made possible. The connection and clamping forces between the respective elements of the connection unit and the components to be connected are advantageously transmitted via partial surfaces lying flat on one another and stops of the elements, as a result of which a good transmission of these forces is ensured and existing surface pressures are minimized.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Aus- gieichselement neben dem Konterelement auf dem Zapfen plazierbar. Zu diesem Zweck sind die Abmessungen des Fügebereiches des Zapfens auf die Abmessungen von Konterelement und Ausgleichselement abgestimmt.According to a further advantageous embodiment of the invention, the compensating element can be placed on the pin next to the counter element. For this purpose, the dimensions of the joining area of the pin are matched to the dimensions of the counter element and compensating element.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist das Konterelement zwei keilförmige Elemente mit entgegengesetzter Steigung auf. Diese Elemente sind in geeigneter Weise miteinander verbunden, so daß bei Betätigung eine Verlagerung der Elemente relativ zueinander ermöglicht wird. Dabei kann vorgesehen sein, daß die Elemente relativ zueinander linear verschoben oder alternativ zueinander verdreht werden, so daß auf diese Weise die Gesamtstärke des Konterelementes zum Erwirken geeigneter Klemmkräfte variiert werden kann.According to a further advantageous embodiment of the invention, the counter element has two wedge-shaped elements with opposite slopes. These elements are connected to one another in a suitable manner, so that a displacement of the elements relative to one another is made possible when actuated. It can be provided that the elements are linearly displaced relative to one another or alternatively rotated relative to one another, so that in this way the total strength of the counter element can be varied to achieve suitable clamping forces.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Verbindungseinheit ein Sicherungselement zur Sicherung des Konterelementes auf dem Zapfen auf. Dieses Sicherungselement kann beispielsweise in Form eines Gummistopfens realisiert sein, welcher in den bei bestimmungsgemäßer Zusammenfügung von Konterelement und Zapfen verbleibenden Fügebereich zwischen Konterelement und Zapfen einfügbar ist und einen Verlust des Konterelementes bei einem eventuellen unbeabsichtigten Lösen verhindert. Insbesondere jedoch schützt das Sicherungselement vor Verschmutzung. In die Freiräume dringt kein Schmutz ein, insbesondere kein sich verfestigender Schmutz, der ein Lösen behindern könnte. Selbstverständlich kann das Sicherungselement aus jedem beliebigen geeigneten Material bestehen. Vorteilhaft werden für das Sicherungselement allerdings Materialien mit entsprechenden elastischen Eigenschaften verwendet, welche sich aufgrund ihrer Elastizität beim Einsetzen in den zwischen Konterelement und Zapfen verbleibenden Zwischenraum diesem anpassen und sich selbst festklemmen. Für den Fall, daß das Sicherungselement einem selbständigen Lösen entgegenwirken soll, ist es vorteilhafterweise härter auszulegen.According to a further embodiment, the connecting unit has a securing element for securing the counter element on the pin. This securing element can be implemented, for example, in the form of a rubber stopper, which can be inserted into the joint area remaining between the counter element and the peg when the counter element and the peg are properly assembled and prevents loss of the counter element in the event of any unintentional loosening. In particular, however, the securing element protects against contamination. No dirt penetrates into the free spaces, in particular no solidifying dirt that could hinder loosening. Of course, the securing element can consist of any suitable material. However, materials with corresponding elastic properties are advantageously used for the securing element, which, due to their elasticity, adapt to the space remaining between the counter element and the peg and clamp themselves in place. In the event that the securing element is intended to counteract an independent loosening, it is advantageously to be designed to be harder.
Die erfindungsgemäße Verbindungseinheit kann selbstverständlich aus beliebigen Materialien bestehen. Ebenfalls sind Materialkombinationen denkbar. In diesem Zusammenhang ist die Verwendung von Metall, Kunststoffen beliebiger Art, Holz oder Verbundwerkstoffen zu nennen. Die Auswahl der jeweils verwendeten Werkstoffe erfolgt nach Material spezifischen Eigenschaften und ist auf den jeweiligen Anwendungsfall der erfindungsgemäßen Verbindungseinheit zugeschnitten. So ist beispielsweise über die Elastizität der verwendeten Materialien die Haltbarkeit der Verbindung bzw. deren Lösbarkeit beeinflußbar. Eine Verwendung von Kunststoffen bietet Möglichkeiten in Bezug auf die Gewichtsoptimierung. Bei einer Verwendung von Metallwerkstoffen für die erfindungsgemäße Verbindungseinheit besteht ebenfalls selbstverständlich die Möglichkeit, beliebige Metallwerkstoffe zu verwenden.The connection unit according to the invention can of course consist of any materials. Material combinations are also conceivable. In this context, the use of metal, plastics of any kind, wood or composite materials should be mentioned. The selection of the materials used in each case takes place according to material-specific properties and is tailored to the respective application of the connecting unit according to the invention. For example, the durability of the connection or its releasability can be influenced via the elasticity of the materials used. The use of plastics offers possibilities in terms of weight optimization. When using metal materials for the connecting unit according to the invention, there is of course also the possibility of using any metal materials.
Weitere Eigenschaften und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nun folgenden Beschreibung einiger bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der Figuren. Diese Ausführungsbeispiele dienen nur der Erläuterung und sind nicht beschränkend. Dabei zeigt:Further properties and features of the present invention result from the following description of some preferred exemplary embodiments based on the figures. These exemplary embodiments serve only for the purpose of explanation and are not restrictive. It shows:
Fig. 1 ein Konterelement der Erfindung in einer Aufsicht und einer seitlichen Schnittansicht,1 is a counter element of the invention in a plan view and a side sectional view,
Fig. 2 einen Zapfen der Erfindung in zwei um 90° gedrehten Seitenansichten,2 shows a pin of the invention in two side views rotated by 90 °,
Fig. 3 eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Konterelements in einer Aufsicht und einer Schnittansicht,3 shows a second embodiment of the counter element according to the invention in a top view and a sectional view,
Fig. 4 die erfindungsgemäße Verbindungseinheit im montierten Zustand zum Verbinden zweier Bauelemente in einer seitlichen Schnittansicht,4 shows the connection unit according to the invention in the assembled state for connecting two components in a side sectional view,
Fig. 5 die erfindungsgemäße Verbindungseinheit im montierten Zustand in einer Aufsicht,5 the connection unit according to the invention in the assembled state in a top view,
Fig. 6 die Verbindungseinheit aus Fig. 4 im montierten Zustand mit einem Ausgleichselement,6 shows the connecting unit from FIG. 4 in the assembled state with a compensating element,
Fig. 7 eine Verwendung einer erfindungsgemäßen Verbindungseinheit mit Distanzelementen,7 shows a use of a connecting unit according to the invention with spacer elements,
Fig. 8 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbindungseinheit im montierten Zustand in einer seitlichen Schnittansicht,8 shows a further embodiment of the connecting unit according to the invention in the assembled state in a side sectional view,
Fig. 9 einen Querschnitt durch den Fügebereich eines Zapfens einer erfindungsgemäßen Verbindungseinheit mit mehreren zueinander in unterschiedlichen Winkelpositionen platzierten keilförmigen Fügekonturen und9 shows a cross section through the joining area of a pin of a connecting unit according to the invention with a plurality of wedge-shaped joining contours placed at different angular positions and
Fig. 10 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbindungseinheit.10 shows a further embodiment of the connection unit according to the invention.
In Fig. 1 ist das Konterelement 1 der vorliegenden erfindungsgemäßen Verbindungseinheit dargestellt. Das Konterelement 1 hat eine rechteckige Außenkontur und ist an einer Seite mit einer Aufnahme 2 versehen. Die Aufnahme 2 wird durch einen keilförmigen Einschnitt 4 gebildet. Das Konterelement 1 weist eine im wesentlichen U-förmige Gestalt mit einem Verbindungsbereich 5 und zwei seitlichen Fortsätzen 6a, 6b auf. Eine alternative, jedoch bevorzugte Ausführungsform des Konterelementes 1 ist in Fig. 3 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist die Aufnahmekontur 2 des Konterelements 1 durch zwei Durchgangsöffnungen 3 ausgebildet. Die Durchgangsöffnungen 3 weisen einen unterschiedlichen Durchmesser auf und sind mittels eines keilförmigen Verbindungsbereiches 7 miteinander verbunden. Sowohl der keilförmige Einschnitt 4 des in Fig. 1 dargestellten Konterelementes 1 als auch der keilförmige Verbindungsbereich 7 des in Fig. 3 dargestellten Konterelementes 1 sind um einen Keilwinkel ß gegenüber der Längsachse 8 des Konterelementes 1 geneigt. In der seitlichen Schnittansicht in Fig. 1 und Fig. 3 erkennt man, daß die Außenkontur des Konterelementes 1 ebenfalls keilförmig ausgebildet ist. Der Steigungswinkel der keilförmigen Außenkontur des Konterelementes 1 ist mit α gekennzeichnet. Wesentlich ist, daß wie in Fig. 1 und Fig. 3 erkennbar die Steigungswinkel α und ß gegeneinander gerichtete Öffnungswinkel aufweisen. Das bedeutet, daß mit abnehmender Weite der Aufnahmekontur 2, genauer des keilförmigen Einschnitts 4 bzw. des keilförmigen Verbindungsbereiches 7 die Materialstärke des Konterelementes 1 im seitlichen Querschnitt gesehen zunimmt.1 shows the counter element 1 of the present connection unit according to the invention. The counter element 1 has a rectangular outer contour and is provided with a receptacle 2 on one side. The receptacle 2 is formed by a wedge-shaped incision 4. The counter element 1 has an essentially U-shaped shape with a connecting region 5 and two lateral extensions 6a, 6b. An alternative, but preferred embodiment of the counter element 1 is shown in FIG. 3. In this embodiment, the receiving contour 2 of the counter element 1 is formed by two through openings 3. The through openings 3 have a different diameter and are connected to one another by means of a wedge-shaped connecting region 7. Both the wedge-shaped notch 4 of the counter element 1 shown in FIG. 1 and the wedge-shaped connecting region 7 of the counter element 1 shown in FIG. 3 are inclined by a wedge angle β with respect to the longitudinal axis 8 of the counter element 1. In the lateral sectional view in FIG. 1 and FIG. 3 it can be seen that the outer contour of the counter element 1 is also wedge-shaped. The pitch angle of the wedge-shaped outer contour of the counter element 1 is marked with α. It is essential that, as can be seen in FIGS. 1 and 3, the pitch angles α and β have mutually directed opening angles. This means that with decreasing width of the receiving contour 2, more precisely the wedge-shaped incision 4 or the wedge-shaped connecting region 7, the material thickness of the counter element 1 increases in the lateral cross section.
In Fig. 2 ist ein Zapfen 9 der erfindungsgemäßen Verbindungseinheit dargestellt. Der Zapfen weist einen Kopf 10 und einen Schaft 11 auf. Der Schaft 1 ist mit zwei Nuten 12, 13 versehen. Der Abstand a der Nuten 12, 13 vom Kopf 10 des Zapfens 9 sowie die Länge I der Nut sind auf die Abmessungen der jeweils zu verbindenden Bauelemente abgestimmt. Man erkennt, daß die Grundflächen 14a, 14b der Nuten 12, 13 parallel zur Längsachse 15 des Zapfens 9 verlaufen, jedoch relativ zueinander geneigt sind. Der zwischen den Grundflächen 14a, 14b der Nuten 12, 13 vorliegende Neigungswinkel γ entspricht dem zweifachen Wert des Keilwinkels ß des Konterelementes 1. Der Kopf 10 des Zapfens 9 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Senkkopf ausgebildet, kann jedoch beliebige andere Querschnittsformen aufweisen.2 shows a pin 9 of the connecting unit according to the invention. The pin has a head 10 and a shaft 11. The shaft 1 is provided with two grooves 12, 13. The distance a of the grooves 12, 13 from the head 10 of the pin 9 and the length I of the groove are matched to the dimensions of the components to be connected. It can be seen that the base surfaces 14a, 14b of the grooves 12, 13 run parallel to the longitudinal axis 15 of the pin 9, but are inclined relative to one another. The inclination angle γ present between the base surfaces 14a, 14b of the grooves 12, 13 corresponds to twice the value of the wedge angle β of the counter element 1. The head 10 of the pin 9 is designed as a countersunk head in the exemplary embodiment shown, but can have any other cross-sectional shapes.
In Fig. 4 ist die erfindungsgemäße Verbindungseinheit im montierten Zustand zum Verbinden zweier Bauelemente 16, 17 dargestellt. Die Bauelemente 16, 17 weisen Durchgangsöffnungen auf. Durch diese Durchgangsöffnungen wird der Zapfen 9 der erfindungsgemäßen Verbindungseinheit durchgeschoben, bis der Kopf 10 des Zapfens 9 einen Anschlag bildend an einer entsprechend geformten Kontur des Bauelementes 16 anliegt. Der Zapfen 9 kann mittels des Kopfes 10 relativ zum Bauelement 16 zentrierbar sein. Der durch die Nuten 12, 13 ausgebildete Fügebereich 18 des Zapfens 9 liegt teilweise innerhalb der Durchgangsöffnung des Bauelementes 17 und teilweise außerhalb dieser Durchgangsöffnung. Durch eine Variation der Nutlänge I sowie des Abstandes a des Fügebereiches 18 vom Kopf 10 des Zapfens 9 ist die Verbindungseinheit bzw. der Zapfen 9 an unterschiedliche dicken Abmessungen der Bauelemente 16, 17 anpaßbar. Wie in Fig. 6 dargestellt, kann diese Anpassung an unterschiedliche Abmessungen der zu verbindenden Bauelemente 16, 17 ebenfalls durch Zwischenlage geeigneter Distanzelemente 19 realisiert werden. Das Konterelement 1 liegt mit seiner keilförmigen Außenkontur einerseits an dem Bauelement 17 und andererseits an der durch die Nuten 12, 13 gebildeten zapfenseitigen Seitenfläche 20, die als zweiter Anschlag wirkt, an. Die erfindungsgemäße Verbindungseinheit ist mittels eines oder mehrerer Schläge mit einem Hammer auf die mit 21 gekennzeichnete Seitenfläche des Konterelementes 1 verkeilbar und auf die mit 22 gekennzeichnete Seitenfläche des Konterelementes 1 wieder lösbar.4 shows the connection unit according to the invention in the assembled state for connecting two components 16, 17. The components 16, 17 have Through openings. The pin 9 of the connecting unit according to the invention is pushed through these through openings until the head 10 of the pin 9 bears against a correspondingly shaped contour of the component 16, forming a stop. The pin 9 can be centered relative to the component 16 by means of the head 10. The joining area 18 of the pin 9 formed by the grooves 12, 13 lies partly inside the through opening of the component 17 and partly outside this through opening. By varying the groove length I and the distance a of the joining region 18 from the head 10 of the pin 9, the connecting unit or the pin 9 can be adapted to different thicknesses of the components 16, 17. As shown in FIG. 6, this adaptation to different dimensions of the components 16, 17 to be connected can also be realized by interposing suitable spacer elements 19. The counter element 1 lies with its wedge-shaped outer contour on the one hand on the component 17 and on the other hand on the pin-side surface 20 formed by the grooves 12, 13, which acts as a second stop. The connecting unit according to the invention can be wedged onto the side face of the counter element 1 marked with 21 and releasable onto the side face of the counter element 1 marked with 22 by means of one or more blows with a hammer.
Wie in Fig. 2 dargestellt verlaufen die radialen Seitenflächen 20 der Nuten 12, 13 zueinander parallel und in einem rechten Winkel zur Längsachse 15 des Zapfens 9. Wie in Fig. 2 mit Hilfe der gestrichelten Linie dargestellt besteht ebenfalls die Möglichkeit, daß die zapfenseitige radiale Seitenfläche 20 der Nuten 12, 13 relativ zur Längsachse 15 des Zapfens in einem Winkel von 90° + α verläuft. Auf diese Weise entspricht der Verlauf der radialen Seitenfläche 20 der Nuten 12, 13 bei bestimmungsgemäßer Montage von Zapfen 9 und Konterelement 1 exakt dem Verlauf der um den Keilwinkel α geneigten Keilfläche des Konterelementes 1. Auf diese Weise ist eine verbesserte Kraftübertragung zwischen Konterelement 1 und Zapfen 9 gewährleistet. Alternativ zu dem schrägen Verlauf der radialen Seitenfläche 20 der Nuten 12, 13 kann ein ebenfalls einen Keilwinkel α aufweisendes Ausgleichselement verwendet werden.As shown in FIG. 2, the radial side surfaces 20 of the grooves 12, 13 run parallel to one another and at a right angle to the longitudinal axis 15 of the pin 9. As shown in FIG. 2 with the dashed line, there is also the possibility that the pin-side radial Side surface 20 of the grooves 12, 13 extends at an angle of 90 ° + α relative to the longitudinal axis 15 of the pin. In this way, the course of the radial side surface 20 of the grooves 12, 13 corresponds exactly to the course of the wedge surface of the counter element 1 inclined by the wedge angle α when the pin 9 and the counter element 1 are mounted as intended. In this way there is an improved transmission of force between the counter element 1 and the pin 9 guaranteed. As an alternative to the oblique course of the radial side surface 20 of the grooves 12, 13, a compensating element likewise having a wedge angle α can be used.
Wie in Fig. 5 erkennbar, kann das Konterelement 1 auf dem Zapfen 9 bei bestimmungsgemäßer Montage der Verbindungseinheit mittels eines Sicherungsele- mentes 23 gesichert werden. Das Sicherungselement 23 besteht vorzugsweise aus einem Material mit elastischen Eigenschaften wie beispielsweise Gummi oder Kunststoff und wird in der Durchgangsöffnung 3 des Konterelementes 1 eingesetzt.As can be seen in FIG. 5, the counter element 1 can be mounted on the pin 9 when the connection unit is installed as intended by means of a securing element. mentes 23 are saved. The securing element 23 is preferably made of a material with elastic properties such as rubber or plastic and is used in the through opening 3 of the counter element 1.
In Fig. 8 ist eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbindungseinheit dargestellt. Der Zapfen 9 weist nicht wie in den angeführten Ausführungsbeispielen einen Kopf 10 auf, sondern ist als stangenförmiges Element ausgeführt. Der Zapfen 9 durchdringt zwei miteinander zu verbindende Bauelemente 16, 17 durch in den Bauelementen 16, 17 vorgesehene Durchgangsöffnungen. Der Zapfen 9 ist, wie bereits oben erklärt, mit einem Konterelement 1 , welches mit dem Fügebereich 18 zusammenwirkt, versehen. Anstelle des Kopfes 10 ist der Zapfen 9 mit einem weiteren Fügebereich 26 versehen, auf welchen ein dem Konterelement 1 gleichendes zweiten Konterelement 25 aufschiebbar ist. Durch das Aufschieben der Konterelemente 1 und 25 werden die Bauelemente 16, 17, der Zapfen 9 sowie die Konterelemente 25, 1 gegeneinander verspannt und die Verbindungseinheit befestigt.8 shows a further advantageous embodiment of the connection unit according to the invention. The pin 9 does not have a head 10 as in the exemplary embodiments mentioned, but is designed as a rod-shaped element. The pin 9 penetrates two components 16, 17 to be connected to one another through through openings provided in the components 16, 17. As already explained above, the pin 9 is provided with a counter element 1 which interacts with the joining region 18. Instead of the head 10, the pin 9 is provided with a further joining area 26, onto which a second counter element 25, which is similar to the counter element 1, can be pushed. By pushing the counter elements 1 and 25, the components 16, 17, the pin 9 and the counter elements 25, 1 are braced against one another and the connection unit is fastened.
In Fig. 9 ist ein Querschnitt vertikal zur Längsachse 15 des Zapfens 9 dargestellt. Der Zapfen 9 ist dabei im Bereich einer der Fügebereiche 26, 18 geschnitten. In den Zapfen sind um jeweils 90° in radialer Richtung zueinander versetzt keilförmige Konturen ausgebildet. Die keilförmigen Konturen sind durch die Bezugszeichen 27, 28, 29 und 30 gekennzeichnet. Durch Überlagerung der keilförmigen Konturen 27, 28, 29 und 30 ergibt sich das in Fig. 9 schraffiert gekennzeichnete Querschnittsprofil des Fügebereiches 18, 26 des Zapfens 9. Auf einen derartig ausgebildeten Fügebereich sind erfindungsgemäße Konterelemente 1 , 25 von vier verschiedenen Richtungen her aufschiebbar.FIG. 9 shows a cross section vertical to the longitudinal axis 15 of the pin 9. The pin 9 is cut in the area of one of the joining areas 26, 18. Wedge-shaped contours offset from one another by 90 ° in the radial direction are formed in the pins. The wedge-shaped contours are identified by the reference symbols 27, 28, 29 and 30. By superimposing the wedge-shaped contours 27, 28, 29 and 30, the cross-sectional profile of the joining area 18, 26 of the pin 9, which is hatched in FIG. 9, is obtained. Counter elements 1, 25 according to the invention can be pushed onto this joining area from four different directions.
In Fig. 10 ist eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verbindungselementes dargestellt. Der Zapfen 9 ist als zapfenförmiger Fortsatz eines beliebigen Bauelementes 31 ausgebildet. Der Zapfen 9 weist wie schon oben beschrieben einen Fügebereich 18 auf. Auf diesen Fügebereich 18 ist ein Konterelement 1 in der bereits beschriebenen Form aufschiebbar. Mit Hilfe des Zapfens 9 und dem Konterelement 1 ist ein Bauelement 16 auf dem Bauelement 31 befestigbar. Belastbarkeitsberechnungen, in denen eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verbindungseinheit mit einer herkömmlichen Schraubverbindung nach dem Stand der Technik verglichen wurden, ergaben, daß deren maximale Belastbarkeit nur um etwa 1 ,7 % unter der einer vergleichbaren Schraubverbindung lagen. Durch Variation des Keilwinkels ist es möglich, eine erfindungsgemäße Verbindungseinheit mit gleicher Belastbarkeit wie eine herkömmliche Schraubverbindung herzustellen. 10 shows a further embodiment of the connecting element according to the invention. The pin 9 is designed as a pin-shaped extension of any component 31. As already described above, the pin 9 has a joining area 18. A counter element 1 in the form already described can be pushed onto this joining area 18. A component 16 can be fastened on the component 31 with the aid of the pin 9 and the counter element 1. Resilience calculations, in which a preferred embodiment of a connection unit according to the invention was compared with a conventional screw connection according to the prior art, showed that its maximum load capacity was only about 1.7% below that of a comparable screw connection. By varying the wedge angle, it is possible to produce a connection unit according to the invention with the same load capacity as a conventional screw connection.
B e z u q s z e i c h e n l i s t eB e z u q s z e i c h e n l i s t e
1 Konterelement 21 Seitenfläche des Konterelements1 counter element 21 side surface of the counter element
2 Aufnahmekontur 22 Seitenfläche des Konterelements2 receiving contour 22 side surface of the counter element
3 Durchgangsöffnung 23 Sicherungselement3 through opening 23 securing element
4 keilförmiger Einschnitt 24 Ausgleichselement4 wedge-shaped incision 24 compensating element
5 Verbindungsbereich 25 Konterelement5 Connection area 25 counter element
6a, b seitliche Fortsätze 26 Fügebereich6a, b lateral extensions 26 joining area
7 keilförmiger Verbindungsbereich 27 keilförmige Kontur7 wedge-shaped connecting area 27 wedge-shaped contour
8 Längsachse des Konterelementes 28 keilförmige Kontur8 longitudinal axis of the counter element 28 wedge-shaped contour
9 Zapfen 29 keilförmige Kontur9 pins 29 wedge-shaped contour
10 Kopf 30 keilförmige Kontur10 head 30 wedge-shaped contour
11 Schaft 31 Bauelement11 shaft 31 component
12 Nut α Keilwinkel12 groove α wedge angle
13 Nut ß Keilwinkel13 groove ß wedge angle
14a, b Grundflächen der Nuten Y Keilwinkel14a, b base areas of the grooves Y wedge angle
15 Längsachse des Zapfens I Nutlänge15 Longitudinal axis of the pin I groove length
16 Bauelement a Abstand Fügebereich - Kopf16 Component a distance between joining area and head
17 Bauelement d1 Durchmesser Zapfen17 component d1 diameter pin
18 Fügebereich d2 Durchmesser Kopf18 Joining area d2 diameter head
19 Distanzelement D Innendurchmesser Durchgangsöffnung19 Spacer D inner diameter through opening
20 radiale Seitenfläche 20 radial side surface

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Patent claims
1. Verbindungseinheit, welche einen mit wenigstens zwei Anschlägen versehenen Zapfen mit einem zwischen den Anschlägen befindlichen Fügebereich und ein mit einem der Anschläge des Zapfens zusammenwirkendes Konterelement aufweist, wobei das Konterelement eine Aufnahme für den Fügebereich des Zapfens und eine keilförmige Außenkontur aufweist, die durch bei bestimmungsgemäßem Zusammenfügen von Zapfen und Konterelement quer zur Längsachse des Zapfens orientierte Außenflächen des Konterelements gebildet ist.1.Connection unit which has a pin provided with at least two stops with a joining area located between the stops and a counter element cooperating with one of the stops of the pin, the counter element having a receptacle for the joining area of the pin and a wedge-shaped outer contour, which by intended assembly of the pin and the counter element is formed transversely to the longitudinal axis of the pin oriented outer surfaces of the counter element.
2. Verbindungseinheit nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme des Konterelements sich in Richtung der zunehmenden Dicke der keilförmigen Außenkontur keilförmig verjüngt und der Fügebereich des Zapfens passend zur Aufnahme des Konterelements keilförmig ausgebildet ist.2. Connection unit according to claim 1, characterized in that the receptacle of the counter element tapers in a wedge shape in the direction of the increasing thickness of the wedge-shaped outer contour and the joining region of the pin is wedge-shaped to match the receptacle of the counter element.
3. Verbindungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Fügebereich des Zapfens durch in diesen eingebrachte Nuten ausgebildet ist.3. Connection unit according to one of claims 1 to 2, characterized in that the joining region of the pin is formed by grooves made in it.
4. Verbindungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen einen Kopf und einen Schaft aufweist.4. Connection unit according to one of claims 1 to 3, characterized in that the pin has a head and a shaft.
5. Verbindungseinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine der radial orientierten Seitenflächen der Nuten den einen Anschlag und der Kopf des Zapfens den anderen Anschlag ausbilden.5. Connection unit according to claim 4, characterized in that one of the radially oriented side surfaces of the grooves form one stop and the head of the pin the other stop.
6. Verbindungseinheit nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Basisflächen der Nuten parallel zur Längsachse des Zapfens und relativ zueinander keilförmig verlaufen.6. Connection unit according to one of claims 3 to 5, characterized in that the base surfaces of the grooves run parallel to the longitudinal axis of the pin and relative to one another in a wedge shape.
7. Verbindungseinheit nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in den Zapfen wenigstens zwei Nuten eingebracht sind. 7. Connection unit according to one of claims 3 to 6, characterized in that at least two grooves are made in the pin.
8. Verbindungseinheit nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten einander gegenüberliegen.8. Connection unit according to one of claims 3 to 7, characterized in that the grooves lie opposite one another.
9. Verbindungseinheit nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die in radialer Richtung verlaufenden Seitenflächen der Nuten mit der Längsachse des Zapfens in tangentialer Richtung einen rechten Winkel einschließen.9. Connection unit according to one of claims 3 to 8, characterized in that the radial side surfaces of the grooves enclose a right angle with the longitudinal axis of the pin in the tangential direction.
10. Verbindungseinheit nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die in radialer Richtung verlaufenden Seitenflächen der Nuten gegenüber einer quer zur Längsachse des Zapfens verlaufenden Ebene um den Keilwinkel der keilförmigen Außenkontur des Konterelements geneigt sind.10. Connection unit according to one of claims 3 to 8, characterized in that the radial side surfaces of the grooves are inclined relative to a plane transverse to the longitudinal axis of the pin by the wedge angle of the wedge-shaped outer contour of the counter element.
11. Verbindungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme des Konterelements durch einen keilförmigen Einschnitt ausgebildet ist.11. Connection unit according to one of claims 1 to 10, characterized in that the receiving of the counter element is formed by a wedge-shaped incision.
12. Verbindungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme des Konterelements durch eine langgestreckte, quer zur Durchdringungsrichtung keilförmig zulaufende Durchgangsöffnung in dem Konterelement gebildet ist.12. Connection unit according to one of claims 1 to 10, characterized in that the receptacle of the counter element is formed by an elongated through opening tapering in a wedge shape transversely to the direction of penetration in the counter element.
13. Verbindungseinheit nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme durch zwei voneinander beabstandete kreisförmige Durch- gangsöffnungen und einen die Durchgangsöffnungen miteinander verbindenden keilförmigen Bereich gebildet ist.13. Connection unit according to claim 12, characterized in that the receptacle is formed by two circular through openings spaced apart from one another and a wedge-shaped region connecting the through openings to one another.
14. Verbindungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungseinheit ein Ausgleichselement aufweist.14. Connection unit according to one of claims 1 to 13, characterized in that the connection unit has a compensating element.
15. Verbindungseinheit nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgleichselement neben dem Konterelement auf dem Zapfen platzierbar ist. 15. Connection unit according to claim 14, characterized in that the compensating element can be placed on the pin next to the counter element.
16. Verbindungseinheit nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgleichselement eine keilförmige Außenkontur aufweist.16. Connection unit according to one of claims 14 or 15, characterized in that the compensating element has a wedge-shaped outer contour.
17. Verbindungseinheit nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Keilwinkel des Ausgleichselementes dem Keilwinkel des Konterelementes entspricht.17. Connection unit according to one of claims 14 to 16, characterized in that the wedge angle of the compensating element corresponds to the wedge angle of the counter element.
18. Verbindungseinheit nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Keilsteigung des Ausgleichelementes umgekehrt zur Keilsteigung des Konterelementes ist.18. Connection unit according to one of claims 14 to 17, characterized in that the wedge slope of the compensating element is reversed to the wedge slope of the counter element.
19. Verbindungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Konterelement zwei keilförmige Elemente mit entgegengesetzter Steigung aufweist.19. Connection unit according to one of claims 1 to 18, characterized in that the counter element has two wedge-shaped elements with opposite slopes.
20. Verbindungseinheit nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die keilförmigen Elemente des Konterelementes relativ zueinander linear verschiebbar sind.20. Connection unit according to claim 19, characterized in that the wedge-shaped elements of the counter element are linearly displaceable relative to each other.
21. Verbindungseinheit nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden keilförmigen Elemente des Konterelementes relativ zueinander verdrehbar sind.21. Connection unit according to claim 19, characterized in that the two wedge-shaped elements of the counter element are rotatable relative to each other.
22. Verbindungseinheit nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungseinheit Ausgleichselemente zum Anpassen der zwischen den Anschlägen des Zapfens vorliegenden Klemmlänge auf unterschiedliche Abmessungen der zu verbindenden Bauelemente aufweist.22. Connection unit according to one of the preceding claims, characterized in that the connection unit has compensating elements for adapting the clamping length present between the stops of the pin to different dimensions of the components to be connected.
23. Verbindungseinheit nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungseinheit ein Sicherungselement, zum Beispiel einen Gummistopfen, zur Sicherung des Konterelementes auf dem zapfen aufweist. 23. Connection unit according to one of the preceding claims, characterized in that the connection unit has a securing element, for example a rubber stopper, for securing the counter element on the pin.
24. Verbindungseinheit nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen zwei voneinander beabstandete Fügebereiche aufweist.24. Connection unit according to one of the preceding claims, characterized in that the pin has two spaced apart joining areas.
25. Verbindungseinheit nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß auf jeden der Fügebereiche wenigstens ein Konterelement platzierbar ist.25. Connection unit according to claim 24, characterized in that at least one counter element can be placed on each of the joining areas.
26. Verbindungseinheit nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Zapfen, Konterelement, Distanzelemente und/oder Ausgleichselemente im wesentlichen aus einem metallischen Material bestehen.26. Connection unit according to one or more of the preceding claims, characterized in that the pin, counter element, spacer elements and / or compensating elements consist essentially of a metallic material.
27. Verbindungseinheit nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Zapfen, Konterelement, Distanzelemente und/oder Ausgleichselemente im wesentlichen aus einem Kunststoff bestehen. 27. Connection unit according to one or more of the preceding claims, characterized in that the pin, counter element, spacer elements and / or compensating elements consist essentially of a plastic.
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