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DE102016107354A1 - Verbindungssystem von Balken durch ein quaderförmiges Verbindungsteil - Google Patents

Verbindungssystem von Balken durch ein quaderförmiges Verbindungsteil Download PDF

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DE102016107354A1
DE102016107354A1 DE102016107354.7A DE102016107354A DE102016107354A1 DE 102016107354 A1 DE102016107354 A1 DE 102016107354A1 DE 102016107354 A DE102016107354 A DE 102016107354A DE 102016107354 A1 DE102016107354 A1 DE 102016107354A1
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DE
Germany
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bolt
bore
connecting block
recess
locking
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102016107354.7A
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English (en)
Inventor
Klaus Bieberle
Bernd Reicheneder
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Individual
Original Assignee
Individual
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Publication date
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Publication of DE102016107354A1 publication Critical patent/DE102016107354A1/de
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    • 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
    • F16B7/00Connections of rods or tubes, e.g. of non-circular section, mutually, including resilient connections
    • F16B7/18Connections of rods or tubes, e.g. of non-circular section, mutually, including resilient connections using screw-thread elements
    • F16B7/185Connections of rods or tubes, e.g. of non-circular section, mutually, including resilient connections using screw-thread elements with a node element
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A47FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47BTABLES; DESKS; OFFICE FURNITURE; CABINETS; DRAWERS; GENERAL DETAILS OF FURNITURE
    • A47B47/00Cabinets, racks or shelf units, characterised by features related to dismountability or building-up from elements
    • A47B47/0016Node corner connectors, e.g. cubic
    • 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
    • F16B21/12Means 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 locking-pins or split-pins thrust into holes

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verbindungssystem, umfassend: – mindestens ein Seitenteil (2) mit einem an einer Stirnseite herausstehenden Bolzen (3), – einen Verbindungsquader (1), der an seinen Seiten zentrisch eine Führungsbohrung (4) für den Bolzen (3) und dazu jeweils eine orthogonale Querbohrung (5) aufweist, wobei sich die Führungsbohrung (4) und die dazugehörige Querbohrung (5) in einem Bohrungsschnittvolumen schneiden; – wobei der jeweilige Bolzen (3) im Bereich des Bohrungsschnittvolumens bevorzugt eine annulare äußere erste Aussparung (31) aufweist, in die ein Arretierbolzen (6), der in der Querbohrung (5) angeordnet ist, abhängig von einer Drehstellung eingreift und den Bolzen nach innen in den Verbindungsquader (1) zieht oder freigibt, um den Bolzen (3) hineinstecken oder herausziehen zu können, wobei sämtliche Querbohrungen (5) außerhalb jeweiliger Anschlagflächen (1A) des Verbindungsquaders (1), die mit einem jeweiligen Seitenteil (2) korrespondieren, angeordnet sind.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verbindungssystem für Balken oder Seitenteile durch ein quaderförmiges Verbindungsteil gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Zur Verbindung von drei oder mehr Balken an einem Knotenpunkt miteinander sind verschiedene Verbindungssysteme bekannt.
  • EP 0205 926 A1 offenbart ein Verbindungssystem, das ein würfelförmiges Verbindungsteil mit auf jeder Seite jeweils einem Gewindeloch umfasst, wobei Seitenteile jeweils eine Schraube umfassen, die aus der jeweiligen Stirnseite des Seitenteils heraussteht und axial drehbar ist und die mit der jeweiligen Gewindebohrung, an der Seite, an der das Seitenteil angebracht wird, verbunden wird. Das Anziehen der Schraube ist jedoch schwierig und eine relativ komplizierte Mechanik macht die Verbindung auch teuer.
  • DE 102 18 597 C2 offenbart ein Verbindungssystem, das ein anderes würfelförmiges Verbindungsteil umfasst, das auf jeder Seite jeweils eine annulare, zylinderrohrförmige Aussparung oder Vertiefung aufweist, wobei in die zylinderrohrförmigen Aussparungen rohrförmige Seitenteile eingebracht und damit beispielsweise verklemmt oder verklebt werden können. Nachteilig ist dabei dass die Verbindung schlecht herstellbar und auch wieder lösbar ist oder keine Verbindungsstabilität auf Zug gewährleistet.
  • Gemäß DE 20 2010 004 611 U1 werden Seitenteile an einem würfelförmigen Verbindungsteil angeschraubt. Dies funktioniert aber nicht mit länglichen Balken, deren Stirnseiten jeweils an dem Verbindungsteil angeschraubt werden sollen, oder es funktioniert nicht mit mehr als drei Balken.
  • US 576 572 offenbart eine Verbindungstechnik, bei der zwei Seitentele beispielsweise eines Bilderrahmens über einen Bolzen mit beidseitigen seitlichen halbmondförmigen ersten Aussparungen, die jeweils orthogonal zum Bolzen sind, verbunden werden. Dabei wird der Bolzen beidseitig in ein jeweiliges Führungsloch in das jeweilige Seitenteil gesteckt und durch einen zylindrischen Arretierstift befestigt, der so angeordnet und ausgebildet ist, dass er jeweils entlang der Achse der ersten Aussparungen, damit quer zum Bolzen und durch die jeweilige erste Aussparung verläuft, mit einem dazu korrespondierenden Durchmesser. Ein dreidimensionaler Aufbau eines Steck- und Verbindungssystems lässt sich auf die offenbarte Weise nicht herstellen oder ableiten.
  • DE 20 208 388 U1 offenbart ein Stecksystem aus Stäben und Verbindungselementen, wobei Enden der Stäbe in Bohrungen der Verbindungselemente aufgenommen und darin durch einfache Querstifte arretiert werden, die durch die Stäbe quer dazu und durch die Verbindungselemente verlaufen. Ein Zusammenbau eines Gerüsts aus den Stäben beispielsweise zu einem würfelartigen Aufbau ist konstruktiv jedoch eher etwas wackelig und es ist nicht verspannbar, so dass eine entsprechende Stabilität entsteht. Bei einer verspannen Vorrichtung wäre der Aufbau schlecht demontierbar.
  • Daher besteht eine Aufgabe der Erfindung, um die Nachteile aus dem Stand der Technik zu beseitigen, in der Bereitstellung eines Verbindungssystems, mit dem mehr als drei balkenförmige Seitenteile mit der jeweiligen Stirnseite miteinander verbunden werden können, so dass sie von einem zentralen Verbindungselement von der entsprechenden Stirnseite des Verbindungselements radial nach außen abstehen, wobei die Seitenteile möglichst einfach und mehrfach mit dem Verbindungselement stabil verbindbar und davon auch wieder einfach lösbar sein sollen. Beispielsweise soll das Verbindungssystem gut für ein Gymnastikgestell geeignet sein, bei dem mehrere Seitenteile flexibel an-, um- oder abgebaut werden können sollen. Ebenso sind auch ein Kostenfaktor und ein Toleranzausgleich in der Herstellung wichtig.
  • Die vorstehenden Aufgaben sowie weitere der Beschreibung zu entnehmende Aufgaben werden von einem Verbindungssystem gemäß den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Die Vorteile der erfindungsgemäßen Ausführung sind in der detaillierten Beschreibung vermerkt.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung ist in nachfolgenden Zeichnungen und in einer detaillierten Beschreibung dargestellt, soll aber die vorliegende Erfindung nicht darauf begrenzen.
  • Es zeigen
  • 1 eine 3D-Ansicht eines Verbindungsquaders mit drei sichtbaren, zentrischen Führungsbohrungen und sechs Querbohrungen mit jeweils einem Arretierbolzen und eine 3D-Ansicht von zwei Seitenteilen mit jeweils einem Bolzen;
  • 2 links im Bild eine Schnittansicht AA des Verbindungsquaders gemäß 1; und rechts im Bild eine andere Schnittansicht BB des Verbindungsquaders wie links im Bild nur nach rechts gekippt;
  • 3 eine freigelegte Ansicht des Bolzens und des Arretierbolzens in einer ersten Drehstellung des Arretierbolzens, in der der Bolzen entlang seiner Achse in Bezug zum Arretierbolzen verschiebbar ist;
  • 3a eine 3D-Ansicht eines anderen Verbindungsquaders mit den zentrischen Führungsbohrungen und den Querbohrungen mit Arretierbolzen und mit den zwei Seitenteilen, ähnlich zu 1, mit dem Unterschied, dass die Bolzen keine einseitige Aussparung sondern eine ringförmige Aussparung aufweisen und die Querbohrungen etwas weiter von den Führungsbohrungen beabstandet sind;
  • 3b eine freigelegte Ansicht des Bolzens und eines anderen Arretierbolzens in einer zweiten Drehstellung des Arretierbolzens, in der der Bolzen entlang seiner Achse in Bezug zum Arretierbolzen in proximaler Richtung festgeklemmt ist;
  • 4 eine 3D-Ansicht des Verbindungsquaders mit einer weiteren Querbohrung und mit fünf damit verbundenen Seitenteilen;
  • 5 eine 3D-Ansicht des Verbindungsquaders mit vier unterschiedlich dicken eingesteckten Seitenteilen;
  • 6 ein Gymnastikgestell in einer ersten und in einer zweiten Seitenansicht;
  • 7 einen anderen Verbindungsmechanismus für einen Querbalken.
  • Detaillierte Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
  • 1, 3a, 4 und 5 zeigen jeweils bevorzugte Verbindungssysteme aus einem Verbindungsquader 1 und Seitenteilen 2, von denen jeweils ein Seitenteil 2 an einer jeweiligen Verbindungsquaderstirnseite befestigt werden kann. Der Verbindungsquader 1 hat bevorzugt eine Würfel- oder Quaderform mit sechs Verbindungsquaderstirnseiten, die jeweils rechtwinklig zueinander stehen. In dem Verbindungsquader 1 sind zentrisch oder mittig bevorzugt an jeder Verbindungsquaderstirnseite, oder auch nur einfach Seite genannt, eine Führungsbohrung 4 eingebracht, um darin jeweils einen Bolzen 3 des jeweiligen Seitenteils 2 einführen und darin befestigen zu können.
  • Das jeweilige Seitenteil 2 weist an seiner Stirnseite 2A den entsprechenden Bolzen 3 auf, der im Wesentlichen zylindrisch ist und fest mit dem Seitenteil 2 verbunden ist. Der Bolzen 3 ist insbesondere zugfest mit dem Seitenteil 2 verbunden und steht senkrecht aus der Stirnseite 2A hervor.
  • Der Verbindungsquader 1 weist an mindestens drei Seiten jeweils die entsprechende Führungsbohrung 4 auf, wobei die Führungsbohrung 4 senkrecht zu der jeweiligen Seite angeordnet ist. Die Führungsbohrungen 4 und die Bolzen 3 haben bevorzugt im Wesentlichen den gleichen Durchmesser mit gerade so viel Spiel dazwischen, um den Bolzen 3 in die jeweilige Führungsbohrungen 4 gut einführen und wieder herausziehen zu können. Bevorzugt lässt sich der Bolzen 3 in der Führungsbohrung 4 leicht bewegen. Die Führungsbohrung 4 hat eine Tiefe, die mindestens so lang ist, dass der Bolzen 3 bis zum Anschlag der Stirnseite 2A an der Verbindungsquaderstirnseite in einem Anschlagsbereich 1A anschlagen kann. Der Bolzen 3 wird bei einem Einführen in die jeweilige Führungsbohrung 4 entlang einer Längsachse geführt bis zu einem Anschlag der Stirnseite 2A des Seitenteils 2 an der jeweiligen Verbindungsquaderstirnseite, wobei dann ein eingesteckten Zustand erreicht wird. Zur Klarheit wird der eingesteckte Zustand als ein Zustand verstanden, bei dem das Seitenteil 2 ohne oder auch mit Zugkraft bis zum Anschlag in den Verbindungsquader 1 eingesteckt ist, wobei unter Zugkraft verstanden wird, dass der Bolzen 3 mit der Zugkraft in den Verbindungsquader 1 hineingezogen wird, wie nachstehend erklärt wird. Der Verbindungsquader 1 weist zur jeweiligen Führungsbohrung 4 jeweils eine Querbohrung 5 auf, die senkrecht zur Führungsbohrung 4 verläuft, wobei sich die Querbohrung 5 und die Führungsbohrung 4 in einem Bohrungsschnittvolumen schneiden.
  • Im Bereich des Bohrungsschnittvolumens weist der Bolzen 3 im eingesteckten Zustand entlang der ersten Längsachse eine seitliche erste Aussparung (31) mit einem distalen Abschnitt auf, der noch in die Querbohrung (5) hineinragt. Dabei kann sich der erste Ausschnitt 31 auch über das Bohrungsschnittvolumen hinaus zum proximalen Abschnitt des Bolzens 3 hin erstrecken.
  • In der Querbohrung 5 ist ein jeweiliger Arretierbolzen 6 angeordnet, der einen Durchmesser hat, der mit dem Durchmesser der Querbohrung 5 korrespondiert, um durch die Querbohrung in einer zweiten Längsachse geführt und darin um die zweite Längsachse in verschiedene Drehstellungen drehbar zu sein. Der Arretierbolzen 6 wird bevorzugt einmal in die Querbohrung gesteckt und verbleibt dann in seiner Höhenlage und wird lediglich dann nur noch von außen verdreht. Bevorzugt hat der Arretierbolzen 6 im Wesentlichen den gleichen Durchmesser wie die Querbohrung 5, mit nur so viel Spiel dazwischen, dass sich der Arretierbolzen 6 einschieben und noch von Hand mit oder ohne ein Hilfsmittel drehen lässt. Bevorzugt weist der Arretierbolzen nach außen eine Imbus-Schnittstelle auf, andere Schnittstellenformen sind aber auch möglich, mit denen der Arretierbolzen 6 dann mit oder ohne dem Hilfsmittel, wie beispielsweise einem Schraubenschlüssel, verdrehbar ist. Der Arretierbolzen 6 weist im Bereich des Bohrungsschnittvolumens eine exzentrische zweite Aussparung 61 auf, die so ausgebildet ist, dass der Arretierbolzen 6 in einer ersten Drehstellung den Bolzen 3 zu einem Hineinschieben und Herausziehen in/aus dem eingesteckten Zustand freigibt und in einer zweiten Drehstellung auf den distalen Abschnitt der ersten Aussparung 31 des Bolzens 3 (im eingesteckten Zustand) eine Kraft ausübt, die den Bolzen 3 in den Verbindungsquader 1 hinein drückt bzw. zieht, wodurch das Seitenteil 2 fest und bevorzugt verdrehsicher gegen den Verbindungsquader 1 gezogen wird. Bevorzugt sind die erste Aussparung 31 und die zweite Aussparung 61 so ausgebildet, dass sich bei einer Drehung des Arretierbolzens 6 in die zweite Drehstellung der Bolzen 3 und der Arretierbolzen 6 festklemmen und ein Spiel verhindert wird. Der Arretierbolzen 6 wird dabei seitlich entlang der zweiten Längsachse gegen die Querbohrung 5 gedrückt.
  • Die Querbohrungen 5 einer jeweiligen Verbindungsquaderstirnseite liegen alle außerhalb einer jeweiligen Anschlagfläche 1A, die einen mittleren Teil der Verbindungsquaderstirnseite um die Führungsbohrung 4 herum bestimmt und die mindestens eine Größe der Stirnseite 2A hat. Dadurch sind bei einem montierten eingesteckten Seitenteil 2 die darum herum angeordnete Arretierbolzen 6 durch deren Schnittstellen frei zugänglich. So können vorteilhafterweise sämtliche Seitenteile 2 unabhängig voneinander oder von einer Reihenfolge an- und abgebaut bzw. eingesteckt oder herausgezogen werden.
  • Bevorzugt weist der Verbindungsquader 1 an sechs Verbindungsquaderstirnseiten die jeweilige Führungsbohrung 4 auf, die mit der entsprechenden dazu senkrechten Querbohrung 5 und dem entsprechenden Arretierbolzen 6 darin in Verbindung steht, wodurch sechs Seitenteile 2 am Verbindungsquader 1 angebracht werden können.
  • Bevorzugt weist der Verbindungsquader 1 an mindestens einer selben Verbindungsquaderstirnseite mindestens zwei der Querbohrungen 5 auf, wodurch vorteilhafterweise an anderen Verbindungsquaderstirnseiten keine Querbohrungen 5 und Arretierbolzen 6 zugänglich zu sein brauchen. Dadurch braucht man beispielsweise eine Verbindungsquaderstirnseite, die zum Boden hin gerichtet und schlecht zugänglich ist, nicht bedienen, um darüber Seitenteile 2 oder deren Bolzen 3 zu arretieren; die Querbohrungen 5 und Arretierbolzen 6 werden dann beispielsweise von oben oder von der Seite aus eingebracht. Alternativ dazu kann der Verbindungsquader 1 aber auch an jeder Verbindungsquaderstirnseite mindestens eine oder mehrere Querbohrungen 5 aufweisen, die dann je nach guter Zugänglichkeit benutz werden können, um einen Bolzen 3 und dass entsprechende Seitenteil 2 zu arretieren und festzuklemmen. Eine zweite oder weitere Querbohrung 5B mit einem dazugehörigen zweiten Arretierbolzen 6B, die mit derselben Führungsbohrung 4 kommunizieren, ist beispielsweise in 4 dargestellt. Dadurch kann ein Seitenteil 2 vorteilhafterweise sowohl von einer ersten als auch von einer zweiten Verbindungsquaderstirnseite arretiert werden, je nachdem, welche Seite einfacher zugänglich ist. Natürlich ist die weitere Querbohrung 5B gleichermäßen zur selben Führungsbohrung 4 angeordnet, wie die dazugehörige erste Querbohrung 5.
  • Bevorzugt weist der Verbindungsquader 1 eine Würfel-Form auf.
  • Bevorzugt ragt der distale Abschnitt der ersten Aussparung 31 des Bolzens 3 so weit in die Querbohrung 5 hinein, dass bei einer Drehung des Arretierbolzens 6 in die zweite Drehstellung der distale Abschnitt des Bolzens 3 vom Arretierbolzen 6 durch eine Kraft gedrückt und dadurch der Bolzen 3 in den Verbindungsquader 1 hineingezogen oder hineingedrückt wird. Dabei hat der Arretierbolzen im Bereich des Bohrungsschnittvolumens bevorzugt eine Form, die so ausgebildet ist, dass ein resultierender Kraftvektor der Kraft zwischen dem distalen Abschnitt der ersten Aussparung 31 des Bolzens 3 und dem Arretierbolzen 6 nur ein so geringes oder kein Drehmoment auf den Arretierbolzen 6 ausübt, dass der Arretierbolzen 6 in der zweiten Drehstellung bleibt, auch wenn Vibrationen vorliegen. Die Reibkraft des Arretierbolzens 6 in der Querbohrung 5 muss also größer sein als das Drehmoment, und umgekehrt.
  • Bevorzugt ist die erste Aussparung 31 des Bolzens 3 ringförmig um die erste Längsachse ausgebildet, wie beispielsweise in 3 und 3a dargestellt. Bevorzugt ist der Bolzen 3 an einem proximalen Ende, das im Seitenteil 2 steckt, mit einem Gewinde 32 versehen, wobei das Seitenteil 2 ein entsprechendes Gegengewinde trägt. Dadurch wird es vorteilhafterweise ermöglicht, den Bolzen 3 in der Höhe zu verstellen, um eine Einstecktiefe im Verbindungsquader 1 und eine Zugspannung auf den Bolzen (3) in der zweiten Drehstellung des dazugehörigen Arretierbolzens 6 justierbar zu machen und Toleranzen auszugleichen. Bevorzugt weist dabei die zweite exzentrische Aussparung 61 des Arretierbolzens 6 einen halbmondförmigen Querschnitt auf. Die zweite Aussparung 61 kann aber auch einen anderen exzentrischen Querschnitt aufweisen, wie beispielsweise in 3b dargestellt. Der erste Ausschnitt 31 und/oder der zweite Ausschnitt 61 können ebenso aber auch eine bogenförmige oder andere Kontur aufweisen, die geometrisch geeignet ist, den Bolzen in der ersten Drehstellung freizugeben und in der zweiten Drehstellung festzuklemmen.
  • Alternativ bevorzugt weist die erste Aussparung 31 einen halbmondförmigen Querschnitt auf, wie beispielsweise in 1 und 2 dargestellt. Bevorzugt weist dabei die zweite Aussparung 61 ebenso einen halbmondförmigen Querschnitt auf. Der erste Ausschnitt 31 und/oder der zweite Ausschnitt 61 können ebenso aber auch eine bogenförmige oder andere Form aufweisen, die geometrisch geeignet ist, den Bolzen in der ersten Drehstellung freizugeben und in der zweiten Drehstellung festzuklemmen.
  • Bevorzugt kann eines oder bis zu drei zusätzliche andere Seitenteile 2 auch eine Stirnseite mit einer Form und Größe aufweisen, die größer als die Anschlagfläche 1A ist. Dabei ist es vorteilhaft dass die Querbohrungen bevorzugt an den anderen Verbindungsquaderstirnseiten eingebracht sind, an denen die anderen Seitenteile nicht montiert sind, um die Arretierbolzen 6 nicht zu verdecken.
  • Bevorzugt weisen die Stirnseiten 2A des Seitenteils 2 und die Anschlagflächen 1A des Verbindungsquaders 1 mindestens eine bolzen-artige Verdrehsicherung auf, die außermittig angeordnet ist und die entweder aus der Stirnseite (2A) des Seitenteils (2) heraussteht und in den Verbindungsquader (1) eintaucht oder die aus dem Verbindungsquader (1) heraussteht und in die Stirnseite (2A) eintaucht.
  • Bevorzugt umfasst die Stirnseite 2A der Seitenteile 2 ein elastisches Mittel in Richtung zur Anschlagfläche 1A des Verbindungsquaders 1, die so angeordnet ist, dass es in der zweiten Drehstellung des Arretierkolbens 6 durch die Kraft auf den Bolzen 3 gegen die Anschlagfläche 1A gequetscht wird. Alternativ oder zusätzlich kann das elastische Mittel auch Teil der Anschlagfläche 1A sein. Vorteilhafterweise kann durch das elastische Mittel ein Längentoleranzausgleich beispielsweise des Bolzens 3, der Querbohrung 5 zur Führungsbohrung 4 oder einer Befestigung des Bolzens am Seitenteil 2 ausgeglichen einfach werden. Auch kann dadurch in der zweiten Drehstellung des Arretierbolzens 6 die Kraft oder Zugkraft auf den Bolzen 3 gut eingestellt werden. Bevorzugt ist das elastische Mittel gummiartig, federartig, magnetisch oder anders elastisch und entweder einteilig oder mehrteilig, eine Gummischeibe oder dergleichen, was dem Fachmann aus dem Stand der Technik bekannt ist.
  • In 1 ist ein Verbindungsquader 1 mit zwei Seitenteilen 2 in herausgezogenem Zustand dargestellt. Die Anschlagflächen 1A sind gestrichelt dargestellt. Zudem sind einige Hilfslinien zur geometrischen Orientierung eingezeichnet.
  • 2 zeigt zwei Schnittansichten AA und BB des Verbindungsquaders 1 aus 1, wobei nur das rechte Seitenteil 2 in den Verbindungsquader 1 eingesteckt ist. Links im Bild ist der Verbindungsquader 1 mit einem Seitenteil 2, dem Bolzen und Arretierbolzen 6 dargestellt, wobei nur der rechte Arretierbolzen 6 in der Schnittebene AA geschnitten ist und sich dabei in der zweiten Drehstellung befindet, die den Bolzen 3 zur Mitte des Verbindungsquaders hin festklemmt. Rechts im Bild mit der Schnittansicht BB ist der Arretierbolzen 6 entlang seiner Längsachse geschnitten dargestellt. In der dargestellten bevorzugten Ausführungsform weist der Bolzen 3 eine erste Aussparung 31 und der Arretierbolzen 6 eine zweite Aussparung 61 auf, die im Wesentlichen dem Bohrungsschnittvolumen entsprechen. Der Fachmann weiß dabei, dass die distale Seite der ersten Aussparung 31 noch etwas in das Bohrungsschnittvolumen hineinragen muss und die proximale Seite der ersten Aussparung 31 etwas weiter ausgeschnitten ist.
  • 3a zeigt im Wesentlichen das gleiche Verbindungssystem wie 1 mit dem Unterschied, dass die Bolzen 3 eine ringförmige oder annulare erste Aussparung 31 haben und die Querbohrungen etwas weiter von der jeweils damit korrespondierenden Führungsbohrung 4 beabstandet sind.
  • 3b zeigt eine andere Ausführungsform des zweiten Ausschnitts 61 des im Bereich des Bohrungsschnittvolumens exzentrischen Arretierbolzens 6. Der Arretierbolzen 6 ist links im Bild auch geschnitten und rechts im Bild um 90° umgeklappt dargestellt. Andere Formen, die auch eine Federwirkung auf den distalen Abschnitt der ersten Aussparung 31 haben können, sind ebenso vorstellbar.
  • 4 zeigt eine 3D-Ansicht des Verbindungsquaders 1 wie in 1 jedoch mit einer weiteren Querbohrung 5B und dazugehörigem weiteren Arretierbolzen 6B, wobei fünf Seitenteile 2 eingesteckt sind.
  • 5 zeigt eine 3D-Ansicht des Verbindungsquaders 1 mit vier unterschiedlich dicken eingesteckten Seitenteilen 2.
  • Vorteilhaft ist bei allen bevorzugten vorbeschriebenen Ausführungsformen, dass die Seitenteile 2 einfach in den Verbindungsquader 1 eingesteckt und jeweils durch eine geringfügige Drehung des jeweiligen Arretierbolzens 6 um weniger als 360 Grad befestigt werden können.
  • Vorteilhat ist auch, indem die Arretierbolzen 6 bevorzugt in den Querbohrungen 5 durch einen etwas engere Querschnitte an den Enden vor und hinter der jeweiligen Arbeitshöhe des jeweiligen Arretierbolzens 6 gehalten werden, gibt es keine losen Teile, wie Schrauben oder Muttern, die leicht verloren gehen können.
  • Die Mechanik des erfindungsgemäßen Verbindungssystems ist optisch ansprechend und auf wenige Flächen reduziert. Der Verbindungsquader 1 mit den maximal sechs Führungsbohrungen 4 und den entsprechenden Querbohrungen 5 und/oder den weiteren Querbohrungen 5B, die Bolzen 3 und die Arretierbolzen 6 sind alle einfach per CNC Fräs-, Dreh- und Bohrtechnik vorteilhaft kostengünstig herstellbar.
  • Das oben beschriebene Verbindungssystem weist sich vorteilhafterweise durch eine Robustheit aus und erlaubt ein mehrfaches Zusammenbauen und Auseinanderbauen der Seitenteile 2 von- bzw. zueinander.
  • In 6 ist eine bevorzugte Anwendung des oben beschriebenen Verbindungsystems bei einem Gymnastikgerät dargestellt, das zwei oder mehr Verbindungsquader umfassen kann. Die Seitenteile 2 sind als Sprossenbalken ausgebildet, an denen bevorzugt mit Hilfe einer Verspannmechanik ein Querbalken 12 angeordnet und damit jeweils befestigt ist. Eine bevorzugte Ausführungsform der Verspannmechanik in 7 dargestellt. Ebenso könnte anstelle der Verspannmechnik ein weitere Verbindungsquader 1 dienen, wobei der Querbalken 12 dann wie ein Seitenteil 2 ausgebildet wäre, das über entsprechende Bolzen 3 mit dem Verbindungsquader verbunden sein könnte.
  • 7 zeigt den Querbalken 12 mit der Verspannmechanik, wobei der mittlere längere Teil des Querbalkens 12 herausgeschnitten ist. Die Verspannmechanik besteht dabei im Wesentlichen aus einem Verschiebeteil 16 mit seitlich herausstehenden Zapfen 17, die ausgebildet sind in entsprechende gleich voneinander beabstandete Löcher der Sprossenbalken zu passen. Das Verschiebeteil 16 ist ausgebildet, in einer entsprechenden seitlichen Aussparung oder Vertiefung des Querbalkens 12 entlang der Längsrichtung des Querbalkens 12 mit etwas Spiel, so dass das Verschiebeteil 16 darin nicht klemmt, verschiebbar zu sein. Das Verschiebeteil 16 ist mit einer Schraube 15 in der Längsrichtung verbunden, die weiter in eine entsprechende Bohrung in Längsrichtung des Querbalkens 12 eindringt und mit einer Rändelradmutter 14 verbunden ist. Die Rändelradmutter 14 ist in einer Queraussparung 13 im Querbalken 12 mit so viel Spiel gehalten, dass sie sich nicht wesentlich entlang der Längsrichtung bewegen kann, jedoch von oben und unten am Querbalken 12 betätigt bzw. gedreht werden kann. Indem die Rändelradmutter 14 gedreht wird, wird die Schraube in der Längsrichtung verschoben und dadurch auch das Verschiebeteil 16 in der Längsrichtung entsprechend einer Drehrichtung nach außen oder nach innen verschoben. Indem dieser Verspann-Mechanismus beidseitig am Querbalken 12 angeordnet ist, erkennt der Fachmann, dass sich der Querbalken zwischen die Sprossenbalken 11 verspannen lässt.
  • Weitere mögliche Ausbildungsformen sind in den folgenden Ansprüchen beschrieben. Insbesondere können auch die verschiedenen Merkmale der oben beschriebenen Ausführungsformen miteinander kombiniert werden, soweit sie sich nicht technisch ausschließen.
  • Die In den Ansprüchen genannten Bezugszeichen dienen der besseren Verständlichkeit, beschränken aber die Ansprüche nicht auf die in den Figuren dargestellten Formen.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Verbindungsquader
    1A
    Anschlagfläche
    2
    Seitenteil
    2A
    Stirnseite
    2B
    anderes Seitenteil
    3
    Bolzen
    31
    erste Aussparung
    32
    Gewinde
    4
    Führungsbohrung
    5
    Querbohrung
    5B
    weitere Querbohrung
    6
    Arretierbolzen
    6B
    zweiter Aretierbolzen
    61
    zweite Aussparung
    12
    Querbalken
    13
    Queraussparung
    14
    Rändelradmutter
    15
    Schraube
    16
    Verschiebeteil
    17
    Zapfen
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 0205926 A1 [0003]
    • DE 10218597 C2 [0004]
    • DE 202010004611 U1 [0005]
    • US 576572 [0006]
    • DE 20208388 U1 [0007]

Claims (10)

  1. Verbindungssystem, umfassend: a) mindestens ein Seitenteil (2), das an einer Stirnseite (2A) einen senkrecht daraus herausstehenden zylindrischen Bolzen (3) aufweist, der mit dem Seitenteil (2) zugfest verbunden ist; b) einen Verbindungsquader (1), der an mindestens drei Verbindungsquaderstirnseiten jeweils mittig eine Führungsbohrung (4) aufweist, die jeweils senkrecht zu der jeweiligen Verbindungsquaderstirnseite ist und einen Durchmesser aufweist, der mit dem Durchmesser des herausstehenden Bolzens (3) des Seitenteils (2) so korrespondiert, dass der Bolzen (3) bei einem Einführen entlang einer ersten Längsachse geführt wird bis zu einem Anschlag der Stirnseite (2A) an der jeweiligen Verbindungsquaderstirnseite, um dabei einen eingesteckten Zustand zu erreichen; dadurch gekennzeichnet, c) indem der Verbindungsquader (1) zur jeweiligen Führungsbohrung (4) jeweils eine Querbohrung (5) aufweist, die senkrecht zur Führungsbohrung (4) verläuft und die Führungsbohrung (4) in einem Bohrungsschnittvolumen schneidet; d) indem der Bolzen (3) im eingesteckten Zustand in einer Höhe entlang der ersten Längsachse mindestens in einem Bereich des Bohrungsschnittvolumens eine seitliche erste Aussparung (31) mit einem distalen Abschnitt aufweist, der in die Querbohrung (5) hineinragt; e) indem in der Querbohrung (5) ein jeweiliger Arretierbolzen (6) mit einem mit der Querbohrung (5) korrespondierenden Durchmesser angeordnet ist und um eine zweite Längsachse in verschiedene Drehstellungen drehbar ist, wobei der Arretierbolzen (6) im Bereich des Bohrungsschnittvolumens eine exzentrische zweite Aussparung (61) aufweist, die ausgebildet ist, dass der Arretierbolzen (6) in einer ersten Drehstellung den Bolzen (3) zum Herausziehen aus dem eingesteckten Zustand freigibt und in einer zweiten Drehstellung auf den distalen Abschnitt der ersten Aussparung (31) des Bolzens (3) im eingesteckten Zustand eine Kraft ausübt, die den Bolzen (3) in den Verbindungsquader (1) hineinzieht und so das Seitenteil (2) festklemmt; f) wobei alle Querbohrungen (5) auf einer jeweiligen Verbindungsquaderstirnseite außerhalb einer jeweiligen Anschlagfläche (1A) liegen, die jeweils einen mittleren Teil der Verbindungsquaderstirnseite um die Führungsbohrung (4) herum mit mindestens einer Größe der Stirnseite (2A) darstellt, so dass die Seitenteile (2) im eingesteckten Zustand die darum herum angeordnete Arretierbolzen (6) frei zugänglich lassen.
  2. Verbindungssystem gemäß Anspruch 1, wobei der Verbindungsquader (1) an sechs Verbindungsquaderstirnseiten die jeweilige Führungsbohrung (4) aufweist, die mit der entsprechenden dazu senkrechten Querbohrung (5) und dem entsprechenden Arretierbolzen (6) darin in Verbindung steht; und/oder wobei der Verbindungsquader (1) an mindestens einer selben Verbindungsquaderstirnseite mindestens zwei der Querbohrungen (5) aufweist, und/oder der Verbindungsquader (1) an jeder Verbindungsquaderstirnseite mindestens eine Querbohrung (5) aufweist.
  3. Verbindungssystem gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der Verbindungsquader (1) zu mindestens einer Führungsbohrung (4) die jeweilige Querbohrung (5) und eine weitere Querbohrung (56) aufweist, die ebenfalls orthogonal zur Führungsbohrung (4) ist und diese schneidet, so dass der Bolzen (3) von zwei unterschiedlichen Seiten des Verbindungsquaders (1) durch den entsprechenden Arretierbolzen (6) arretiert werden kann.
  4. Verbindungssystem gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Verbindungsquader (1) eine Würfel-Form aufweist; und/oder wobei der distale Abschnitt der ersten Aussparung (31) des Bolzens (3) so weit in die Querbohrung (5) hineinragt, dass bei einer Drehung des Arretierbolzens (6) in die zweite Drehstellung der distale Abschnitt des Bolzens (3) vom Arretierbolzen (6) durch eine Kraft gedrückt und dadurch der Bolzen (3) in den Verbindungsquader (1) hineingezogen wird, wobei der Arretierbolzen im Bereich des Bohrungsschnittvolumens mit einer Form so ausgebildet ist, dass ein resultierender Kraftvektor der Kraft nur ein so geringes oder kein Drehmoment auf den Arretierbolzen (6) ausübt, so dass der Arretierbolzen (6) in der zweiten Drehstellung bleibt, auch bei Vibrationen.
  5. Verbindungssystem gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die erste Aussparung (31) des Bolzens (3) ringförmig um die erste Längsachse ausgebildet ist.
  6. Verbindungssystem gemäß Anspruch 5, wobei der Bolzen (3) an einem proximalen Ende im Seitenteil (2) mit einem Gewinde (32) versehen ist, das sich im Seitenteil (2), welches ein entsprechendes Gegengewinde trägt, soweit verdrehen lässt, um dadurch eine Einstecktiefe des Bolzens (3) im Verbindungsquader (1) und eine Zugspannung auf den Bolzen (3) in der zweiten Drehstellung des dazugehörigen Arretierbolzens (6) justierbar zu machen; und/oder wobei die zweite Aussparung (61) des Arretierbolzens (6) einen halbmondförmigen Querschnitt aufweist.
  7. Verbindungssystem gemäß einem der vorstehenden Ansprüche 1–4, wobei die erste Aussparung (31) in Bezug zur ersten Längsachse einen exzentrischen einseitigen Querschnitt aufweist; und/oder wobei die zweite Aussparung (61) einen halbmondförmigen Querschnitt aufweist, und/oder wobei die erste Aussparung (31) und die zweite Aussparung (61) im Wesentlichen eine gleiche Form aufweisen.
  8. Verbindungssystem gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei mindestens ein anderes Seitenteil (2) eine andere Stirnseite mit einer Form und Größe aufweist, die größer als die Anschlagfläche (1A) ist.
  9. Verbindungssystem gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei zwischen mindestens einer der Stirnseiten (2A) des Seitenteils (2) und der Anschlagfläche (1A) des Verbindungsquaders (1) mindestens eine bolzen-artige Verdrehsicherung angeordnet ist, die außermittig angeordnet ist und die entweder aus der Stirnseite (2A) des Seitenteils (2) heraussteht und in den Verbindungsquader (1) eintaucht oder die aus dem Verbindungsquader (1) heraussteht und in die Stirnseite (2A) eintaucht.
  10. Verbindungssystem gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei mindestens eine der Stirnseiten (2A) der Seitenteile (2) ein elastisches Mittel in Richtung zur Anschlagfläche (1A) des Verbindungsquaders (1) aufweist, die in der zweiten Drehstellung des Arretierkolbens (6) durch die Kraft auf den Bolzen (3) gequetscht wird und so einen Längentoleranzausgleich des Bolzens (3) bewirkt, wobei das elastische Mittel gummiartig, federartig, magnetisch oder anders elastisch ist und entweder einteilig oder mehrteilig ist.
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