DE102021004672A1

DE102021004672A1 - connection unit

Info

Publication number: DE102021004672A1
Application number: DE102021004672.2A
Authority: DE
Inventors: wird später genannt Erfinder
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2021-09-15
Filing date: 2021-09-15
Publication date: 2023-03-16

Abstract

Um 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 eine sichere und dauerhaft feste Verbindung geschaffen wird, wobei jedoch eine sichere und dauerhaft feste Verbindung erzeugbar ist, ohne jedoch durch zum sicheren Halt eingeleitete Kräfte geschwächt oder beschädigt zu werden oder Beschädigungen an den zu verbindenden Bauelementen zu bewirken, wird mit der Erfindung eine Verbindungseinheit vorgeschlagen, welche einen mit wenigstens zwei Anschlägen versehenen Zapfen(9) mit einem zwischen den Anschlägen befindlichen Fügebereich (18) und ein mit einem der Anschläge des Zapfens (9) zusammenwirkendes Konterelement (1) aufweist, wobei das Konterelement (1) eine Aufnahme für den Fügebereich (18) des Zapfens (9) und eine keilförmige Außenkontur aufweist, die durch bei bestimmungsgemäßem Zusammenfügen von Zapfen (9) und Konterelement (1) quer zur Längsachse des Zapfens (9) orientierte Außenflächen des Konterelements (1) gebildet ist, wobei an den Elementen der Verbindungseinheit zumindest bereichsweise unebene Oberflächenstrukturen (35) ausgebildet sind.

In order to enable a connection unit for quickly connecting any components to one another or for quickly attaching components to other components, which can be easily and quickly detached again with simple means even in the event of heavy soiling or existing corrosion, and at the same time a secure and permanently strong connection is created, However, a secure and permanently strong connection can be created without being weakened or damaged by forces introduced for a secure hold or causing damage to the components to be connected, the invention proposes a connection unit which has a pin provided with at least two stops (9) with a joining area (18) located between the stops and a counter element (1) interacting with one of the stops of the pin (9), the counter element (1) having a receptacle for the joining area (18) of the pin (9) and a wedge-shaped outer contour which is formed by outer surfaces of the counter element (1) oriented transversely to the longitudinal axis of the pin (9) when the pin (9) and counter element (1) are joined together as intended, uneven surface structures (35) being formed at least in regions on the elements of the connecting unit are.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbindungseinheit mit einem Zapfen und einem mit diesem zusammenwirkenden Konterelement.The invention relates to a connection unit with a pin and a counter element that interacts with this.

Die Verbindungseinheit dient einem lösbaren Verbinden mehrerer Bauteile bzw. einer Befestigung mehrerer Bauteile an einem mit einer erfindungsgemäßen Verbindungseinheit versehenen Einrichtung.The connection unit is used for detachably 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 half-timbered construction or, for example, scaffolding.

Bei Schraubverbindungen weisen die miteinander zu verbindenden Bauelemente an geeigneten Stellen platzierte 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 Steigung 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 passage openings until the head of the screw rests against one of the components to be connected. The length of the screw is 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, optionally 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 due to the pitch of the thread. In addition to headed bolts, the use of threaded bar stock with nuts is known. It is also known to provide threaded structures on components of any type, so that any component can 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 many designs and variations. A disadvantage of screw connections known from the prior art is that they cake together, for example due to dirt or corrosion, and can only be detached with great effort or no longer. If exposed thread areas of the screw that are not covered by the nut are subjected to wear, as is the case, for example, with screw connections on agricultural machinery, where the screw connections come into contact with sand or soil and are pulled through it, the exposed thread areas are subject to wear of the screw, as well as the tool attachment surfaces of the nut are subject to not inconsiderable wear, which can lead to these structures being unusable or being completely destroyed. The result is that these screw connections can no longer be detached using the tools provided for this purpose and must be destroyed, for example, with angle grinders in order to separate the components connected by the screw connection from one another. Even in cases in which corrosion or wear and tear have not yet caused the screw connection to become completely stuck or its external structures to be destroyed, it is always necessary to carefully remove adhering dirt before loosening the screw connections, as otherwise they could be removed when the screw connection is loosened Nut can get into the space between nut and screw and can lead to the destruction of the thread or to a difficult loosening up to seizing. Even slight deformations on the thread of the screw or nut can make loosening the connection significantly more difficult or prevent it.

Ebenfalls aus dem Stand der Technik bekannt sind Verkeil-Verbindungen beliebiger Art. Beispiele für Verkeil-Verbindungen finden sich im Fachwerkbau bzw. im modernen Gerüstbau. Derartige Verkeil-Verbindungen 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.Also known from the prior art are wedged connections of any kind. Examples of wedged connections can be found in half-timbered construction or in modern scaffolding. Such wedging connections have a peg-like element which is inserted through openings in the elements to be connected. At one end, the pin-like element has a contour that forms a stop. This contour can be formed either by a head located on the peg-like element or by any other contour that widens the diameter of the peg-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 dimensions of the through-opening are matched to the strength 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 in the pin element and, because of its wedge-shaped shape, jams 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 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.The disadvantage of such wedge connections known from the prior art is that the cross-sections transmitting forces between wedge and spigot or components to be connected are relatively small, so that the wedge or the through-opening in the spigot element can deform due to relatively high compressive stresses present and the disadvantage is that the connection can only be detached with difficulty. The through hole located in the pin element tends to a use in a dirty environment to clogging with dirt particles.

Im Stand der Technik ist bereits zur Verbesserung derartiger Verbindungen vorgeschlagen worden, eine Verbindungseinheit zu verwenden, 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.To improve such connections, it has already been proposed in the prior art to use a connection unit which has a pin provided with at least two stops with a joint area located between the stops and a counter element which interacts with one of the stops of the pin, the counter element having a receptacle for the joint area of the pin and has a wedge-shaped outer contour, which is formed by outer surfaces of the counter element oriented transversely to the longitudinal axis of the pin when the pin and counter element are joined together as intended.

Mittels einer solchen, beispielsweise aus der WO 002005083274 A1 bekannten 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, während 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 Platzierung des Zapfens in den Durchgangsöffnungen der miteinander zu verbindenden Bauelemente teilweise innerhalb und teilweise außerhalb der Durchgangsöffnung eines endseitig platzierten Bauelementes positioniert ist.By means of such, for example from the WO 002005083274 A1 known connection unit to be connected components have through openings. The dimensions of these through openings are matched to the dimensions of the pin of the connection 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 pushed 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-openings of the components and forms a stop abutting against the component at the end. 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 the joining area is positioned partly inside and partly outside the through opening of a component placed at the end when the pin is placed as intended in the through openings of the components to be connected to one another.

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 an liegt. 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 platziert ist. Das keilförmige Konterelement ist auf den Fügebereich des derart platzierten 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 durch Verkeilen verbindbar. 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 kann die Verbindungseinheit vorteilhaft an beliebig starke Lastfälle angepasst werden. Zum Lösen der Verbindungseinheit ist es dann 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 connect the components, the pin is pushed through the through-openings in the components until the larger of the two stops is in contact with a body contour of one of the components. In this position, the end of the pin opposite the larger of the stops protrudes through the through-opening of the opposite structural element, so that the joint area of the pin is placed partly inside and partly outside this through-opening. 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 connected by wedging. The counter element hits the smaller of the two stops on 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 structural element adjacent to the counter element. The strength of this clamping is determined by the strength of the gradient 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 there into the components to be connected. In order to influence the strength of the clamping of the connection unit with the components to be connected, the counter element is forced open with one or more blows of a suitable tool on the pin. The clamping force achieved in this way ensures a secure and permanent connection of the components to one another and the connection unit. Stresses that occur in practical use with such connections, such as vibrations for example, do not lead to the connection unit detaching due to the high clamping forces that can be achieved. By suitably dimensioning the pin and counter element, the connection unit can advantageously be adapted to any strong load cases. In order to release the connection unit, it is then sufficient to use a suitable tool to hit the counter element one or more times against its joining direction with the pin. This releases the deadlock between the pin and the counter element of the connecting unit on the one hand and the connecting unit and the components to be connected on the other. Contamination and corrosion that may have settled on the connection unit cannot prevent the connection unit from being released quickly.

Um zu verhindern, dass sich die Verbindung durch dauerhafte mechanische Beanspruchung und Schwingung mit der Zeit selbstständig lösen kann, werden, wie beschrieben, bei der Herstellung der Verbindung große Kräfte aufgewandt. Auf diese Weise wird das keilartige Konterelement unter Aufwendung hoher Kräfte vorangetrieben. Dadurch werden auf den Zapfen erhebliche Zugkräfte ausgeübt und zugleich auf die mit der Verbindungseinheit in Verbindung stehenden Bereiche der Bauelemente. Dies kann zu Schwächung des Zapfens führen, der infolge Ermüdung zerstört werden kann, ebenso wie zu Beschädigungen der Bauelemente.In order to prevent the connection from loosening itself over time due to permanent mechanical stress and vibration, large forces are used when making the connection, as described. In this way, the wedge-like counter element is advanced using high forces. As a result, considerable tensile forces are exerted on the pin and at the same time on the connection unit in Connecting areas of the components. This can lead to weakening of the spigot, which can be destroyed due to fatigue, as well as damage to the components.

Ausgehend von diesem bekannten Stand der Technik ist es Aufgabe 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, gleichzeitig jedoch eine sichere und dauerhaft feste Verbindung schafft, ohne jedoch durch zum sicheren Halt eingeleitete Kräfte geschwächt oder beschädigt zu werden oder Beschädigungen an den zu verbindenden Bauelementen zu bewirken.Based on this known state of the art, the object of the present invention is to enable a connection unit for quickly connecting any components to one another or for quickly attaching components to other components, which can be easily and quickly detached again with simple means even in the event of heavy soiling or existing corrosion is, but at the same time creates a secure and permanently strong connection, but without being weakened or damaged by forces introduced for a secure hold or causing damage to the components to be connected.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Verbindungseinheit mit den Merkmalen des Anspruches 1. Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen.This object is achieved according to the invention by a connection unit with the features of claim 1. Further advantages and features result from the subclaims.

Gemäß der Erfindung sind an den Elementen der Verbindungseinheit zumindest bereichsweise unebene Oberflächenstrukturen ausgebildet. Diese können an den unterschiedlichsten Stellen ausgebildet sein. Sie werden erzeugt durch das Erzeugen von Einkerbungen, Linien, brennende Lungen oder durch das Aufbringen zusätzlicher Elemente auf die Oberflächen. So können beispielsweise Kunststoffelemente auf die Oberflächen aufgeklebt werden. Durch die Oberflächenstrukturen werden höhere Reibungen zwischen den Elementen erzeugt, die zum einen bewirken, dass weniger Kräfte zum Erzeugen einer sicheren Verbindung eingeleitet werden müssen, zum anderen bewirken, dass ein unbeabsichtigtes Lösen über die Zeit vermieden wird.According to the invention, uneven surface structures are formed at least in regions on the elements of the connecting unit. These can be formed at a wide variety of locations. They are created by creating indentations, lines, burning lungs, or by applying additional elements to the surfaces. For example, plastic elements can be glued to the surfaces. The surface structures generate higher levels of friction between the elements, which on the one hand means that fewer forces have to be introduced to create a secure connection, and on the other hand means that unintentional loosening is avoided over time.

Die unebenen Oberflächenstrukturen können zum einen zwischen Zapfen und Konterelement wirken, in dem im Bereich deren Berührungsflächen entsprechende unebene Strukturen ausgebildet sind. Hierbei kann es sich beispielsweise auch um raue Beschichtungen, mechanische Aufrauhungen bis hin zu konkreten Mustern handeln. Ebenso können zusätzlich oder alternativ unebene Oberflächenstrukturen zwischen Verbindungseinheit und zu verbindenden Bauelementen liegen und eine vergleichbare Wirkung erzielen.The uneven surface structures can act on the one hand between the pin and the counter element, in which corresponding uneven structures are formed in the area of their contact surfaces. This can, for example, also be rough coatings, mechanical roughening up to specific patterns. Additionally or alternatively, there can also be uneven surface structures between the connection unit and the components to be connected and achieve a comparable effect.

Die im Folgenden ausgeführten weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltungen ergänzen die vorliegende Erfindung um zusätzliche Merkmale in Bezug auf Ausführungen, Materialien und dergleichen.The further embodiments according to the invention explained below supplement the present invention with additional features in relation to designs, materials and the like.

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.Of course, it can also be provided that the pin of the connection unit is provided as a pin-shaped extension on any structural element. Like a peg described above, such a peg-like extension also has a joining area between two stops. One of the stops can advantageously be formed by a contour of the component having the pin-like extension.

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. 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 der artigen 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. 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. Because the pin of the connection unit is provided as a pin-shaped extension on any component, any other components can be fastened to the component having the pin by means of the connection unit according to the invention. A further embodiment of the invention provides that the receptacle of the counter element tapers in the direction of the increasing thickness of the wedge-shaped outer contour and the joint area of the pin is designed in a wedge shape to match the receptacle of the counter element. In such a connection unit, the gradient of the wedge-shaped outer contour runs in the opposite direction to the gradient of the receptacle. The opposite slope of the two contours advantageously ensures that the counter element and the pin are securely and permanently clamped, while the counter element is jammed too much or the counter element is pushed too far onto 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 exactly and reproducibly with such a connection unit. Pushing the counter element too far onto the pin and a plastic deformation of the counter element or the pin associated therewith are advantageously prevented. The joining area of the pin is wedge-shaped to accommodate the counter element. In this way, surface pressures between the pin and the counter element, which could reach a level that could damage the pin or the counter element, are avoided. The clamping force present between the counter element and the pin is transmitted to a relatively large area by the suitably coordinated wedge contours of the joint area of the pin and the receptacle of the counter element, which leads to a reduction in the surface pressures present. A particularly advantageous embodiment of the invention provides that the joining area is formed by grooves made in the pin. The grooves are oriented to one another in such a way that the joining area has the wedge-shaped cross section already mentioned above.

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.So the joining area; for example, be formed by two introduced at opposite points of the pin grooves. It is also conceivable that more than two grooves are placed in the spigot. For example, by introducing eight grooves, the formation of four joining areas with wedge-shaped cross-sections is brought about on the pin. These joining areas are placed in different angular positions relative to one another, so that there are several options, four options in the example given, for placing the counter element on the pin. The base surfaces of the grooves run parallel to the longitudinal axis of the pin and are wedge-shaped relative to one another. According to a further embodiment, at least two grooves are made in the shank. These grooves are advantageously opposite each other.

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 zylinderförmige Köpfe mit beliebigen Umfangskonturen, beispielsweise runde, vierkantförmige 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 spigot has a head and a shank. The head and the shank are dimensioned in such a way 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 connection unit. In this context, cylindrical heads with any peripheral contours are conceivable, for example round, square or hexagonal heads. The head of the shaft can also be designed as a countersunk head or a lens-shaped head. The dimensions of the shaft, i. 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 shank are of any kind, for example the shank has a round, rectangular or square cross-section. The joining area is attached to the shank of the pin. Alternatively, instead of the head of the pin, a second joining area can be provided, onto which a second counter element can be pushed. 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 Längsachse 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 side surfaces of the grooves running in the radial direction enclose a right angle with the longitudinal axis of the pin in the tangential direction. Such grooves are introduced in a simple manner in the pin by z. B. an end mill is moved in a known manner transversely to the longitudinal axis of the pin with a corresponding delivery. Journals 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 side surfaces of the grooves running in the radial direction are inclined by the wedge angle of the wedge-shaped outer contour of the counter element relative to a plane running transversely to the longitudinal axis of the pin. By means of such inclined side surfaces of the grooves, it is advantageously achieved that the counter element bears flat against the side surface forming the stop of the pin. In this way, the clamping force required to securely clamp the connection unit is distributed over the largest possible area 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 platzierbar und einfach mit diesem zu verklemmen.According to a further form of the invention, the receptacle of 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 on the pin in a simple manner, quickly and well even under difficult access conditions, and can be easily clamped to it.

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 Durchgangsöffnung 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 platziert wird und dort mit einer ausreichend hohen Sicherheit verbleibt und dann nachfolgend mit dem Zapfen verkeilt wird. Mit Vorteil ist vorgesehen, dass die Aufnahme durch zwei voneinander beabstandete 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.Alternatively, it is provided that the receptacle of the counter element is formed by an elongate through-opening in the counter element that tapers in a wedge shape transversely to the direction of penetration. The cross section of the through opening is dimensioned in such a way that the pin of the counter element with the smaller of the stops can be guided through easily and without any problems. Advantageously, such a counter element prevents it from being lost when the connection unit is released, since the seat of the counter element on the pin is ensured with a sufficiently high level of security even in the non-wedged state. Furthermore, if access conditions are difficult, the assembly and attachment of the connecting unit or the counter element on the pin can be facilitated by first placing the counter element only loosely on the pin using its through-opening and leaving it there with a sufficiently high level of security and then subsequently using the Pin is wedged. It is advantageously provided that the receptacle is formed by two spaced-apart circular passage openings and a wedge-shaped area connecting the passage openings to one another. Such a receiving structure can be produced easily and inexpensively using conventional production methods. In addition, such a configuration of the receptacle of the counter element offers the possibility of easily reworking the surfaces of the wedge-shaped area, which converge in a wedge shape, in the event of wear or damage that may have occurred after prolonged use.

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. Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbindungseinheit weist ein Ausgleichselement auf. Dieses Ausgleichselement kann rn an den Elementen der Verbindungseinheit zumindest bereichsweise unebene Oberflächenstrukturen ausgebildet 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 platziert, 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.This is the case in particular when the two circular passage openings have a larger diameter than the maximum or minimum distance between the surfaces forming the wedge-shaped area. A particularly advantageous embodiment of the connection unit according to the invention has a compensating element on. This compensating element can be formed on the elements of the connection unit with uneven surface structures, at least in some areas, with any desired outer contours, but advantageously has a shape similar to the counter element. The compensating element has a slope that is the opposite of 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 faces of the counter element and the compensating element that face away from one another run parallel to one another. In this way, a particularly stable and, if the appropriate dimensions are present, also a form-fitting connection of the counter and compensating element to the pin or the components to be connected 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 and stops of the elements lying flat on top of one another, which ensures good transmission of these forces and minimizes surface pressures present.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Ausgleichselement neben dem Konterelement auf dem Zapfen platzierbar. 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 next to the counter element on the pin. For this purpose, the dimensions of the joint area of the pin are matched to the dimensions of the counter element and compensation 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 gradients. These elements are connected to one another in a suitable manner so that, when actuated, the elements can be displaced relative to one another. Provision can be made for the elements to be linearly displaced relative to one another or, alternatively, to be rotated relative to one another, so that in this way the overall thickness of the counter element can be varied in order to produce 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.According to a further embodiment, the connection 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 between the counter element and the pin that remains when the counter element and pin are joined together as intended, and prevents the counter element from being lost in the event of any unintentional loosening. In particular, however, the securing element protects against contamination.

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.No dirt penetrates into the free spaces, in particular no dirt that has solidified and could impede loosening. Of course, the security element can consist of any suitable material. Advantageously, however, materials with corresponding elastic properties are used for the securing element, which due to their elasticity when inserted into the space remaining between the counter element and the pin adapt to this space and clamp themselves. 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 und zu kombinieren.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 materials used in each case are selected according to material-specific properties and are tailored to the respective application of the connection unit according to the invention. For example, the durability of the connection and its detachability can be influenced via the elasticity of the materials used. Using plastics offers opportunities in terms of weight optimization. If metal materials are used for the connection unit according to the invention, there is of course also the possibility of using and combining 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:

1 ein Konterelement der Erfindung in einer Aufsicht und einer seitlichen Schnittansicht,
2 einen Zapfen der Erfindung in zwei um 90° gedrehten Seitenansichten,
3 eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Konterelements in einer Aufsicht und einer Schnittansicht,
4 die erfindungsgemäße Verbindungseinheit im montierten Zustand zum Verbinden zweier Bauelemente in einer seitlichen Schnittansicht,
5 die erfindungsgemäße Verbindungseinheit im montierten Zustand in einer Aufsicht,
6 die Verbindungseinheit aus 4 im montierten Zustand mit einem Ausgleichselement,
7 eine Verwendung einer erfindungsgemäßen Verbindungseinheit mit Distanzelementen,
8 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbindungseinheit im montierten Zustand in einer seitlichen Schnittansicht,
9 einen Querschnitt durch den Fügebereich eines Zapfens einer erfindungsgemäßen Verbindungseinheit mit mehreren zueinander in unterschiedlichen Winkelpositionen platzierten keilförmigen Fügekonturen und
10 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbindungseinheit.

Further properties and features of the present invention result from the following description of some preferred exemplary embodiments with reference to the figures. These embodiments are for illustrative purposes only and are not limiting. It shows:

1 a counter element of the invention in a top view and a side sectional view,
2 a pin of the invention in two side views rotated by 90°,
3 a second embodiment of the counter element according to the invention in a top view and a sectional view,
4 the connecting unit according to the invention in the assembled state for connecting two components in a lateral sectional view,
5 the connection unit according to the invention in the assembled state in a top view,
6 the connection unit 4 when assembled with a compensation element,
7 a use of a connection unit according to the invention with spacer elements,
8th a further embodiment of the connection unit according to the invention in the assembled state in a lateral sectional view,
9 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 in different angular positions and
10 another embodiment of the connection unit according to the invention.

In 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 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 1 dargestellten Konterelementes 1 als auch der keilförmige Verbindungsbereich 7 des in 3 dargestellten Konterelementes 1 sind um einen Keilwinkel ß gegenüber der Längsachse 8 des Konterelementes 1 geneigt. In der seitlichen Schnittansicht in 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.In 1 the counter element 1 of the present connection unit according to the invention is shown. 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 form with a connection area 5 and two lateral extensions 6a, 6b. An alternative but preferred embodiment of the counter element 1 is in 3 shown. In this embodiment, the receiving contour 2 of the counter element 1 is formed by two through-openings 3 . The through openings 3 have different diameters and are connected to one another by means of a wedge-shaped connecting area 7 . Both the wedge-shaped incision 4 of the in 1 shown counter element 1 and the wedge-shaped connection area 7 of the 3 Counter element 1 shown are inclined by a wedge angle ß relative to the longitudinal axis 8 of the counter element 1. In the side sectional view in 1 -3 it can be seen that the outer contour of the counter element 1 is also wedge-shaped. The gradient angle of the wedge-shaped outer contour of the counter element 1 is marked with α.

Wesentlich ist, dass wie in 1 und 3 erkennbar die Steigungswinkel α und β 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.It is essential that as in 1 and 3 the pitch angles α and β can be seen to have oppositely directed opening angles. This means that as the width of the receiving contour 2 decreases, more precisely of the wedge-shaped incision 4 or the wedge-shaped connecting area 7, the material thickness of the counter element 1 increases, seen in lateral cross-section.

In 2 ist ein Zapfen 9 der erfindungsgemäßen Verbindungseinheit dargestellt. Der Zapfen weist einen Kopf 10 und einen Schaft 11 auf. Der Schaft 11 ist mit zwei Nuten 12, 13 versehen. Der Abstand a der Nuten 12, 13 vom Kopf 110 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 Langsachse 15 des Zapfens 9 verlaufen, jedoch relativ zueinander geneigt sind. Der zwischen den Grundflächen 14a, 14b der Nuten 12,13 vorliegende Neigungswinkel 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.In 2 a pin 9 of the connection unit according to the invention is shown. The pin has a head 10 and a shank 11 . The shank 11 is provided with two grooves 12,13. The distance a of the grooves 12, 13 from the head 110 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 bases 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 existing between the bases 14a, 14b of the grooves 12,13 angle of inclination corresponds to twice the value of the wedge angle ß of the counter element 1. The head 10 of the pin 9 is designed as a countersunk head in the illustrated embodiment, but can have any other cross-sectional shape.

In 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 1 sowie des Abstandes a des Fügebereiches 18 vom Kopf des Zapfens 9 ist die Verbindungseinheit bzw. der Zapfen 9 an unterschiedliche Dicken-Abmessungen der Bauelemente 16, 17 anpaßbar. Wie in 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. Wie in 2 dargestellt verlaufen die radialen Seitenflächen 20 der Hüten 12, 13 zueinander parallel und in einem rechten Winkel zur Längsachse 15 des Zapfens 9. Wie in 2 mit Hilfe der gestrichelten Linie dargestellt besteht eben falls die Möglichkeit, dass die zapfenseitige radiale Seitenfläche 20 der Nuten 12, ; 13 relativ zur Längsachse 15 des Zapfens in einem Winkel von 90° 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.In 4 the connection unit according to the invention is shown in the assembled state for connecting two components 16, 17. The components 16, 17 have through openings. The pin 9 of the connection unit according to the invention is pushed through these passage openings until the head 10 of the pin 9 forms a stop against a correspondingly shaped contour of the component 16 . The pin 9 can be centered relative to the component 16 by means of the head 10 . The joint area 18 of the pin 9 formed by the grooves 12, 13 lies partially within the through-opening of the component 17 and partially outside of this through-opening. By varying the groove length 1 and the distance a of the joining area 18 from the head of the pin 9, the connection unit or the pin 9 can be adapted to different thickness dimensions of the components 16, 17. As in 6 shown, this adaptation to different dimensions of the components to be connected 16, 17 can also be realized by the interposition of suitable spacer elements 19. The counter element 1 rests with its wedge-shaped outer contour on the one hand on the component 17 and on the other hand on the pin-side side surface 20 formed by the grooves 12, 13, which acts as a second stop. The connection unit according to the invention can be wedged by means of one or more blows with a hammer on the side face of the counter element 1 marked with 21 and can be released again on the side face of the counter element 1 marked with 22 . As in 2 shown, the radial side surfaces 20 of the hats 12, 13 run parallel to one another and at a right angle to the longitudinal axis 15 of the pin 9. As in FIG 2 represented by the dashed line, there is also the possibility that the journal-side radial side surface 20 of the grooves 12, ; 13 runs at an angle of 90° relative to the longitudinal axis 15 of the pin. In this way, the profile of the radial side surface 20 of the grooves 12, 13 corresponds exactly to the profile of the wedge surface of the counter element 1, which is inclined by the wedge angle α, when the pin 9 and the counter element 1 are installed as intended.

Auf diese Weise ist eine verbesserte Kraftübertragung zwischen Konterelement 1 und Zapfen 9 gewährleistet. Alternativ zu dem schrägen Verlauf der radialen Sei tenfläche 20 der Nuten 12, 13 kann ein ebenfalls einen Keilwinkel oc aufweisendes Ausgleichselement verwendet werden.In this way, an improved power transmission between counter element 1 and pin 9 is guaranteed. Alternatively to the oblique course of the radial Be tenfläche 20 of the grooves 12, 13 can a compensating element that also has a wedge angle oc can be used.

Wie in 5 erkennbar, kann das Konterelement 1 auf dem Zapfen 9 bei bestimmungsgemäßer Montage der Verbindungseinheit mittels eines Sicherungselementes 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 in 5 recognizable, the counter element 1 can be secured on the pin 9 by means of a securing element 23 when the connection unit is installed as intended. The securing element 23 is preferably made of a material with elastic properties, such as rubber or plastic, and is inserted in the through-opening 3 of the counter element 1 .

In 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.In 8th a further advantageous embodiment of the connection unit according to the invention is shown. The pin 9 does not have a head 10 as in the exemplary embodiments cited, 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 area 18 .

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.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 on 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 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 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.In 9 a cross section vertical to the longitudinal axis 15 of the pin 9 is shown. The pin 9 is cut in the area of one of the joining areas 26 , 18 . Wedge-shaped contours are formed in the journals offset by 90° to one another in the radial direction. The wedge-shaped contours are identified by reference numerals 27, 28, 29 and 30. By superimposing the wedge-shaped contours 27, 28, 29 and 30, this results in 9 Cross-sectional profile of the joining area 18, 26 of the pin 9, marked hatched. Counter elements 1, 25 according to the invention can be slid onto a joining area designed in this way from four different directions.

In 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.In 10 a further embodiment of the connecting element according to the invention is shown. The pin 9 is designed as a pin-shaped extension of any structural element 31 . As already described above, the pin 9 has a joining area 18 . A counter element 1 in the form already described can be slid 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 .

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.Load capacity 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.

In den 1,3 und 4 sind mit Pfeilen und strichen Bereiche 35 bezeichnet, welche jeweils für die Ausbildung von Oberflächen mit unebener Struktur vorgesehen bzw. geeignet sind. In diesen Bereichen wirken unebene Oberflächen hemmend und sorgen dafür, dass für eine sichere und dauerhafte Verbindung nur geringe Kräfte aufgewandt werden müssen. Dabei handelt es sich um die jeweils obere und untere Oberfläche eines Konterelementes 1, welche Oberflächen mit Oberflächen der zu verbindenden Bauteile und/oder mit den Anschlags-Flächen des Zapfens zusammenwirken. Weitere geeignete oder vorgesehene Oberflächen sind die Oberflächen des keilförmigen Einschnittes bzw. die Oberflächen des Fügebereiches des Zapfens. Bei der Verwendung von Distanzelementen oder Sicherungselementen können entsprechende Oberflächen auch an diesen Elementen ausgeführt sein und beispielsweise mit den daran anliegenden Oberflächen des Konterelementes, des Zapfens und/oder der zu verbindenden Bauelemente zusammenwirken.In the 1 , 3 and 4 are denoted by arrows and dashed areas 35, which are provided or suitable for the formation of surfaces with an uneven structure. In these areas, uneven surfaces have an inhibiting effect and ensure that only small forces are required for a secure and permanent connection. This is the respective upper and lower surface of a counter element 1, which surfaces interact with surfaces of the components to be connected and/or with the stop surfaces of the pin. Other suitable or intended surfaces are the surfaces of the wedge-shaped incision or the surfaces of the joining area of the pin. When using spacer elements or securing elements, corresponding surfaces can also be designed on these elements and interact, for example, with the surfaces of the counter element, the pin and/or the components to be connected that rest against them.

Die beschriebenen Ausführungsbeispiele dienen nur der Erläuterung und sind nicht beschränkend.The embodiments described are for illustrative purposes only and are not restrictive.

BezugszeichenlisteReference List

11: Konterelementcounter element
22: Aufnahmekonturrecording contour
33: Durchgangsöffnungpassage opening
44: keilförmiger Einschnittwedge-shaped incision
55: Verbindungsbereichconnection area
6a,b6a,b: seitliche Fortsätzelateral processes
77: keilförmigerVerbindungsbereichwedge-shaped connection area
88th: Längsachse des KonterelementesLongitudinal axis of the counter element
αa: Keilwinkelwedge angle
ββ: Keilwinkelwedge angle
99: Zapfencones
1010: KopfHead
1111: Schaftshaft
aa: Abstand Fügebereich-KopfDistance joining area-head
d1d1: Durchmesser ZapfenDiameter spigot
d2d2: Durchmesser Kopfdiameter head
1212: Nutgroove
1313: Nutgroove
14a,b14a,b: Grundflächen der Nutenbases of the grooves
1515: Längsachse des Zapfenslong axis of the pin
ll: Nutlängegroove length
1616: Bauelementcomponent
1717: Bauelementcomponent
1818: Fügebereich;joining area;
1919: Distanzelementspacer element
DD: Innendurchmesserinner diameter
2020: Anschlagattack
2121: Seitenfläche des Konterelements iSide surface of the counter element i
2222: Seitenflächedes Konterelementssidesurfaceofcounterelement
2323: Sicherungselementfuse element
2424: Ausgleichselement VerbindungsbereichCompensation element connection area
2525: Konterelementcounter element
2626: Fügebereichjoining area
2727: keilförmige Konturwedge-shaped contour
2828: keilförmige Konturwedge-shaped contour
2929: keilförmige Kontur Kopfwedge-shaped contour head
3030: keilförmige Kontur Iwedge-shaped contour I
3131: Bauelementcomponent
3535: Bereiche für unebene StrukturenAreas for uneven structures

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

WO 002005083274 A1 [0009]

Claims

Connection unit which has a pin provided with at least two stops with a joining area located between the stops and a counter element which interacts 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, when assembled as intended formed by the pin and the counter element, outer surfaces of the counter element oriented transversely to the longitudinal axis of the pin, characterized in that uneven surface structures are formed at least in regions on the elements of the connecting unit.

connection unit after claim 1 , characterized in that the surfaces lying in the joint area of the pin are at least partially provided with an uneven structure.

Connection unit according to one of Claims 1 until 2 , characterized in that the surfaces lying in the receptacle of the counter element are at least partially provided with an uneven structure.

Connection unit according to one of Claims 1 until 3 , characterized in that at least one of the outer surfaces of the counter element, which are oriented transversely to the longitudinal axis of the pin when the pin and counter element are assembled as intended, is at least partially provided with an uneven structure.

Connection unit according to one of Claims 1 until 4 , characterized in that lying on the stops of the pin surfaces are at least partially provided with an uneven structure.

Connection unit according to one of the preceding claims, characterized in that uneven structures are formed by indentations.

Connection unit according to one of the preceding claims, characterized in that uneven structures are formed by layers applied to the surface.

connection unit after claim 7 , characterized in that the layers are plastic layers.