DE4244396C2 - Verbindungsstück für die lösbare Verbindung zweier Profilstäbe, vorzugsweise aus Leichtmetall - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Verbindungsstück zur lösbaren Verbindung zweier Profilstäbe, die bevorzugt aus einem Leichtmetall oder einer Leichtmetallegierung bestehen.

Eine derartige Verbindung ist beispielsweise mit dem Gegenstand des EP 0 233 52 A1 bekannt geworden.

Der bekannte Profilverbinder setzt jeweils einen Profilstab voraus, der eine mittige, zentrische rechteckige oder quadratische Ausnehmung aufweist, die zur Zentrierung und Halterung des bekannten Zentrierstückes dient.

Das bekannte Zentrierstück wird in der Mittenausnehmung des einen Profilstabes dadurch befestigt, daß eine selbstschneidende Mutter in diese Mittenausnehmung einge­ schraubt wird, welche Mutter eine Gewindebohrung trägt, in welche dann die Schraube eingeschraubt wird, die zur Halterung des Zentrierstückes dient. Eine derartige Befestigungstechnik ist aufwendig und kann keine hohen Lasten übertragen. Insbesondere fehlt es an der erforderlichen Lastübertragungsfähigkeit dann, wenn Profilstäbe mit relativ geringen Außenabmessungen verwendet werden, bei welchem auch die mittige, zentrische Ausnehmung nur kleindimensio­ niert sein kann.

Beim Einschrauben einer rund profilierten Gewindemutter in eine rechteckige Ausnehmung trägt die Gewindemutter im übrigen nur an jeweils einander gegenüberliegenden Seiten der Ausnehmung, was ebenfalls die Lastübertragung verschlechtert.

Die Gewindemutter bildet zusammen mit einem Zentrierstück ein sogenanntes Arretierteil. Das Zentrierstück besteht hierbei aus einem Plattenelement, welches etwa formschlüssig in die Mittenausnehmung des Profilstabes eingreift und dort gegen Verdrehen durch eine Schraube gesichert ist, welche das Zentrierstück durchgreift und in die selbst­ schneidende Mutter eingeschraubt ist.

Mit dieser Verbindungsart besteht allerdings der Nachteil, daß beim Lösen der Schraube, welche das Zentrierstück und die Mutter verbindet, sich unbeabsichtigt die Mutter aus dem eingeschnittenen Gewinde in der zentrischen Mittenaus­ nehmung des Profilstabes herausdrehen kann.

Das Zentrierstück besteht in an sich bekannter Weise aus dem vorher genannten Plattenelement, welches formschlüssig in die zentrische Mittenausnehmung in der Stirnseite des Profilstabes eingreift und ist im übrigen werkstoffein­ stückig mit einem relativ schmalen, etwa rechteckförmig profilierten Flanschteil verbunden, in dessen äußeren Ansätzen Bohrungen angeordnet sind, durch welche Be­ festigungsschrauben hindurchgreifen.

Die werkstoffeinstückige Verbindung des Plattenelementes mit dem relativ schmalen Flanschteil, in dessen äußeren Ansätzen die Bohrungen angebracht sind, hat den Nachteil, daß dieses Flanschteil keine hohen Lasten übertragen kann, weil es frei aufliegend auf der Stirnseite des einen Profilstabes liegt, und nicht in die Profilnut dieses Profilstabes eingreift. Bei diesem Flansch handelt es sich also insgesamt um einen freitragenden Arm, bei dem eine Verformungsgefahr dann besteht, wenn zwischen den miteinander verbundenen Profilstäben eine Zugkraft entsteht, wodurch die freitragenden Ansätze dieses Flansches, welche die Bohrungen tragen, zu einem Verbiegen neigen. Die im Winkel aufeinander gesetzten Profilstäbe bilden dann nicht mehr einen rechten Winkel zueinander. Die Verbindung ist damit in Frage gestellt.

Das deutsche Gebrauchsmuster DE 90 13 802 U1 zeigt ebenfalls eine Vorrichtung zum lösbaren Verbinden zweier Profilstäbe. Hier ist ein Flansch vorgesehen, der in eine Längsnut des ersten Profilstabs eingesetzt wird, wobei er in der Breite an diese Längsnut angepaßt wird. Die Verankerung erfolgt mittels Nut­ steinen, die die Hinterschneidungen der Längsnut mit geeigneten Ansätzen hintergreifen und an dem Flansch verschraubt werden.

Die Befestigung des Flansches an der Stirnseite des zweiten Profilstabs erfolgt über eine Schraube, die in eine Innenbohrung des zweiten Profilstabs eingreift. Die erforderliche Zentrierung des Flansches gegenüber diesem zweiten Profilstab wird über kleine Ansätze am Flansch bewirkt. Diese Ansätze sind nahe an der Mitte, also nahe der Innenbohrung, angeordnet und greifen in Ausnehmung des zweiten Profilstabs ein. Nachteilig bei dieser Konstruktion ist, daß die Verankerung, insbesondere die Zen­ trierung, des Flansches gegenüber dem zweiten Profilstab nur geringe Kräfte aufnehmen kann. Die verwendeten Ansätze sind nämlich sehr klein und nahe an der Mittelachse angeordnet, so daß sie auch nur einen geringen Hebelarm aufweisen.

Eine ähnliche Konstruktion zeigt das deutsche Gebrauchmuster DE 90 06 344 U1. Die Grundkonstruktion entspricht hierbei der DE 90 13 802 U1. Allerdings sind bei dieser Druckschrift die An­ sätze an dem Flansch etwas größer ausgebildet und weiter außen angebracht. Diese Ansätze greifen nun in die Längsnuten des zweiten Profilstabs ein, sind allerdings nicht an den Nutquer­ schnitt angepaßt.

Diese Verbindungsart kann zwar etwas größere Belastungen über­ tragen, als die vorher genannte, ist allerdings insgesamt immer noch unbefriedigend.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verbindungsstück zur Verbindung von Profilstäben der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß bei gleichen Profilquerschnitten wesentlich größere Zugkräfte, Biege­ momente und dergleichen über das Verbindungsstück übertragen werden können.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung durch die technischen Merkmale des Anspruches 1 gekennzeichnet.

Ein wesentlicher Gedanke der vorliegenden Erfindung ist, daß das Verbindungsstück mindestens ein außermittiges Zentrierstück aufweist, das sich formschlüssig in einer Längsnut des zweiten Profilstabs anlegt.

Bei der EP 0 233 525 A1 war also eine mittige Zentrierung des Verbindungsstückes im Bereich der mittigen Ausnehmung des Profilstabes vorgesehen, während bei der vorliegenden Erfindung eine außermittige Zentrierung des Verbindungs­ stückes im Bereich der Längsnuten des Profilstabes stattfindet. Damit besteht der wesentliche Vorteil, daß wegen der außermittigen Anordnung des oder der Zentrier­ stücke eine bessere Lastübertragung stattfindet. Durch das Eingreifen in die Nut werden günstige Lastübertragungs­ verbindungen geschaffen, denn anstatt einer mittigen Zentrierung erfolgt nun eine außermittige Zentrierung im Bereich der Längsnut, wodurch höhere Biegemomente und Verdrehkräfte übertragen werden können. Es besteht also der wesentliche Vorteil, daß anstatt einer mittigen Zentrierung außermittige Zentrierungen vorgeschlagen werden, wobei diese außermittigen Zentrierungen in die entsprechenden Längsnuten des Profilstabes eingreifen.

Hierbei ist in einer ersten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, daß eine einzige außermittige Zentrierung in Form eines einzigen Zentrierstückes vorhanden ist, welches exzentrisch an dem Plattenelement des Verbindungs­ stückes angesetzt ist.

In einer bevorzugten zweiten Ausführungsform ist es vorgesehen, daß zwei symmetrisch zur Mittenbohrung angeordnete Zentrierstücke am Verbindungsstück werkstoff­ einstückig angeformt sind, welche Zentrierstücke in einander gegenüberliegende Längsnuten des jeweiligen Profilstabes eingreifen. Damit können in optimaler Weise Verdrehkräfte übertragen werden, ohne daß es erforderlich ist, die relativ großen, an dem Verbindungsstück angreifenden Drehmomente zentrisch auf eine zentrische Mittenausnehmung im Profilstab zu übertragen.

Gemäß der Erfindung werden die Verdrehmomente also über die außermittig und spiegelsymmetrisch zur Mittenbohrung angeordneten Zentrierstücke auf die Längsnuten des Profilstabes übertragen, wodurch die vorher erwähnte günstige Kraftübertragung stattfindet.

Bei der Ausbildung des Verbindungsstückes gibt es ver­ schiedene Ausführungsformen, die sämtlich als erfindungs­ wesentlich beansprucht werden.

Es ist vorgesehen, daß an dem Verbindungsstück Zentrierstücke angeformt sind, die in ihrer Profilgebung etwa der lichten Profilgebung der Längsnut im Profilstab entsprechen. Auf diese Weise wird gewährleistet, daß diese Zentrierstücke formschlüssig in die Längsnut in dem Profilstab eingreifen und hierbei das gesamte Profil der Längsnut ausfüllen.

Hierbei kann die axiale Länge (das ist die Länge über welche die Zentrierstücke in die Längsnut eingreifen) relativ großdimensioniert werden, so daß die Zentrierstücke z. B. eine Länge von 20 mm aufweisen können und über diesen gesamten Bereich in die Längsnut eingreifen und dort in günstiger Weise über den gesamten Profilquerschnitt die Verdrehkräfte auf den Profilstab übertragen.

Wichtig ist bei der Ausbildung des erfindungsgemäßen Verbindungsstückes, daß die angeformten Zentrierstücke so in die Längsnut jeweils eingreifen, daß nicht nur eine Verdrehsicherung gegeben ist, sondern im übrigen auch eine Sicherung gegen Verkippen oder Verkanten. Je weiter diese erfindungsgemäßen Zentrierstücke in die Längsnut eingreifen und sofern dieser Eingriff formschlüssig in die Längsnut ist, desto besser werden entsprechende Kippkräfte von dem Verbindungsstück auf den Profilstab übertragen.

Beim Stand der Technik ist das Verbindungsstück mit einem Nutenstein in der Längsnut des Profilstabes verankert. Dies ist nach der Erfindung nicht zwingend, vielmehr kommen auch andere Verankerungen in Betracht. Beispielsweise kann das Verbindungsstück mit einer in der Längsnut eingesetzten Hammerschraube verbunden werden, die durch die Bohrung des Verbindungsstückes hindurchgreift und auf welche eine Mutter aufgeschraubt wird. Ebenso können am Nutengrund Gewinde­ bohrungen eingschnitten werden, in welche Schrauben ein­ greifen, die durch die Bohrung des Verbindungstückes hindurch­ greifen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von einer lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1: schematisiert in perspektivischer Darstellung eine Ausbildung der Erfindung.

Gemäß Fig. 1 sollen zwei Profilstäbe 1, 2 im rechten Winkel zueinander über das erfindungsgemäße Verbindungsstück 11 verbunden werden. Die Profilstäbe 1, 2 sind identisch, so daß die Beschreibung eines einzigen Profilstabes genügt.

Jeder Profilstab 1, 2 besteht im wesentlichen aus einem mittigen Kernbereich 24, von dem strahlenförmig ausgehend sich mehrere Profilarme 25 erstrecken. Im Falle, daß insgesamt vier Längsnuten vorgesehen werden sollen, sind vier Profilarme 25 vorgesehen. Soll ein Profil mit mehr oder weniger als vier Längsnuten verwendet werden, dann werden auch entsprechend mehr oder weniger Profilarme 25 verwendet. In den Seitenflächen des jeweiligen Profilstabes sind im Ausführungsbeispiel vier Längsnuten ausgebildet, die etwa schwalbenschwanzförmig geformt sind, wobei im nachfolgenden Ausführungsbeispiel die Verbindung im Bereich der Längsnut 3 des unteren Profilstabes 1 mit den Längsnuten 4, 5 im Bereich des oberen Profilstabes 2 näher erläutert werden wird.

Im Kernbereich 24 jeden Profilstabes 1, 2 ist eine zentrische Mittenbohrung 23 angeordnet, in der ein Gewinde eingeschnit­ ten ist.

Das erfindungsgemäße Verbindungsstück 11 besteht im wesentlichen aus einem unteren, rechteckförmigen Ansatz 13, der werkstoffeinstückig in ein darüberliegendes rechteckförmiges, etwas größer ausgebildetes Plattenelement 12 übergeht.

An der Oberseite des Plattenelementes 12 sind die Zentrierstücke 14, 15 werkstoffeinstückig angeformt.

Im Verbindungsstück 11 ist eine mittige Durchgangsbohrung 10 vorgesehen.

Die Zentrierstücke 14, 15 entsprechen in ihrer Profilgebung dem lichten Profil im Bereich der Längsnut 4, 5 des Profil­ stabes 2 und greifen demzufolge mit seitlichen Ansätzen 17, 18 in die Hinterschneidungen 19 der Längsnuten 4, 5 ein.

Ferner ist wichtig, daß sich die seitlichen Anschlagflächen 32 im Bereich der Zentrierstücke 14, 15 an den äußeren Stirnseiten 30 der jeweiligen Längsnut 4, 5 anlegen.

Außerdem sind noch Anschlagflächen 36 vorhanden, die sich an den inneren Stirnseiten 33 im Bereich der Längsnuten 4, 5 anlegen.

In jedem Zentrierstück 14, 15 ist eine Bohrung 16 einge­ arbeitet, die im gezeigten Ausführungsbeispiel als Stufenbohrung ausgebildet ist.

Nachdem die Zentrierstücke 14, 15 genau spiegelsymmetrisch zu der Mittenbohrung 10 ausgebildet sind, genügt es für die weitere Beschreibung, den Aufbau eines einzigen Zentrierstückes zu erläutern.

Zur Montage der gesamten Verbindung wird zunächst das Verbindungsstück 11 in die Stirnseite des oberen Profil­ stabes 2 eingeführt, so daß die Zentrierstücke 14, 15 formschlüssig in die Längsnuten 4, 5 eingreifen. Es wird dann die Schraube 9 mit ihrem Gewindebolzen durch die Durchgangsbohrung 10 gesteckt und in die ein Gewinde tragende Mittenbohrung 23 im Profilstab 2 eingeschraubt.

Dann wird der Profilstab 2 mit dem daran befestigten Verbindungsstück 11 gegen den liegenden Profilstab 1 geführt, so daß das Plattenelement 12 mit seinen Seiten­ flächen in die Längsnut 3 eingreift und sich an den Stirn­ seiten 30 der Längsnut 3 anlegt.

Ferner greift der Ansatz 13 durch die Nut hindurch in den Innenraum der Längsnut 3 hinein. Es ist hierbei wichtig, daß der Ansatz 13 an der Unterseite des Plattenelementes 12 angeformt ist, weil hierdurch der Durchgangsbohrung 10 eine gewisse gewünscht große axiale Länge gegeben werden kann, was dazu führt, daß die Schraube 9 mit ihrem Gewindebolzen ent­ sprechend hohe Lasten auf das Verbindungsstück 11 übertragen kann.

Die Anformung des Ansatzes 13 an dem Plattenelement 12 dient also zur Verlängerung der axialen Länge der Durchgangsbohrung 10. Ferner bildet der Ansatz 13 seitliche Anschläge beim Einschieben der Nutensteine 6, 7.

Es werden nämlich die Nutensteine in die Längsnut 3 eingesetzt, aber noch nicht mit einem gegenseitigen Abstand, wie er dem späteren Montageabstand entspricht.

Mit der gegebenen Befestigungstechnik können wesentlich höhere Kräfte übertragen werden, denn es wird nicht mehr auf eine zentrische Befestigung eines Verbindungsstückes durch eine selbstschneidende Mutter abgestellt, sondern in dem massiv ausgebildeten Kernbereich des jeweiligen Profilstabes 1, 2 ist eine mit Gewindebohrung versehene Mittenbohrung 23 angebracht, in welcher eine großdimensio­ nierte Schraube 9 eingeschraubt ist, welche das Verbindungs­ stück 11 dann zuverlässig mit der Stirnseite des Profilstabes 2 verbindet.

Anstatt der Anordnung einer Gewindebohrung im Bereich der Mittenbohrung 23 kann die Schraube 9 auch selbstschneidend bzw. selbstformend ausgebildet sein.

Durch den Eingriff der Ansätze 17, 18 in die Hinter­ schneidungen 19 der jeweiligen Längsnut 54, 5 wird ein Deformieren des Plattenelementes 12 mit Sicherheit ausge­ schlossen.

Die Nutensteine 6, 7 übertragen ihre Kraft durch seitliche Ansätze 27, 28, die sich an den entsprechenden Innenflächen der Längsnut 3 anlegen.

Nach dem Einsetzen des Verbindungsstückes 11 in die Nut 3 werden dann die Nutensteine 6, 7 gegeneinander verschoben, so daß die jeweiligen Stirnseiten 37 an dem Ansatz 13 an­ schlagen und somit die Nutensteine 6, 7 in lagerichtiger Montagelage zu dem Verbindungsstück 11 liegen.

Dann werden die Schrauben 26 durch die Längsnuten 4, 5 des oberen Profilstabes 2 eingeführt, welche durch die Bohrung 16 hindurchgreifen und dann in die Gewindebohrungen 8 der Nutensteine 6, 7 eingeschraubt werden.

Damit ist die Verbindung hergestellt.

Bei montierter Verbindung liegen somit die Stirnseiten 22 des oberen Profilstabes 2 formschlüssig und ohne Zwischen­ raum auf den zugeordneten Außenflächen 20 des unteren Profilstabes 1 auf, so daß die Lastübertragung optimal ist.

Wichtig hierbei ist, daß durch den formschlüssigen Eingriff der Zentrierstücke 14, 15 in die zugeordneten Längsnuten 4, 5 das Verbindungsstück 11 optimal gegen Verkippen in den Pfeilrichtungen 38 gesichert ist.

Der formschlüssige Eingriff dieser Zentrierstücke 14, 15 gewährleistet ebenfalls eine Sicherung gegen Verdrehen.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Bohrung 16 als Stufenbohrung ausgebildet, um auch den Kopf der Schrauben 26 in dem Zentrierstück 14, 15 aufnehmen zu können. Dies ist jedoch nicht lösungsnotwendig, die Bohrung 16 kann auch als Durchgangsbohrung ausgebildet sein, wodurch dann der Kopf der Schraube 26 außerhalb des Zentrierstückes an der Oberfläche des Zentrierstückes zur Anlage käme.

Claims (4)

1. Verbindungsstück (11) zur lösbaren Verbindung zweier orthogonal zueinander ausgerichteter Profilstäbe (1, 2), insbesondere aus Leichtmetall, mit einem in der Längsnut (3) des ersten Profilstabs (1) gelagerten Plattenelement (12), dessen größte Breite der lichten Weite der mantelseitigen Öffnung der Längsnut (3) entspricht, und zumindest einem Zentrierstück (14, 15), welches formschlüssig in mindestens eine hinterschnittene Längsnut (3, 4) an der Stirnseite des zweiten Profilstabes (2) greift und welches einstückig an dem langgestreckten Plattenelement (12) angeformt ist, das mittels einer durch eine Durchgangsbohrung (10) des Plattenelementes (12) durchgreifenden und in eine geschlossene Längsbohrung (23) des zweiten Profilstabes (2) eingreifenden Schraube (9) mit dem zweiten Profilstab (2) verbindbar ist, wobei das Zentrierstück (14, 15) mindestens eine Bohrung in Längsrichtung der Längsnut (4, 5) des zweiten Profilstabs (2) aufweist, durch welche eine Schraube (25, 26) greift, um das Verbindungsstück (14, 15) mittels einer Verankerung - z. B. einem Nutstein (6, 7) - in der Längsnut des ersten Profilstabs (1) zu verbinden, und das Zentrierstück (14, 15) in seiner Profilgebung dem lichten Profil der hinterschnittenen Längsnut (4, 5) des Profilstabs (2) entspricht und mit seinen seitlich angeformten Ansätzen (17, 18) in die Hinterschneidungen (19) der Längsnut (4, 5) eingreift und sich an den Hinterschneidungen abstützt sowie eine groß-dimensionierte axiale Länge aufweist, und wobei die Längsnut (4, 5) zur Außenseite des zweiten Profils (2) hin offen ist.

2. Verbindungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei symmetrisch zur Mittenbohrung (10) angeordnete Zentrierstücke (14, 15) an dem Verbindungsstück (11) werkstoffeinstückig angeformt sind und welche in einander gegenüberliegenden Längsnuten des jeweiligen Profilstabes (1; 2) eingreifen.

3. Verbindungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Unterseite des Plattenelementes (12) zumindest im Bereich der mittigen Durchgangsbohrung (10) ein Ansatz (13) angeformt ist, welcher durch die Längsnut (3) in den Innenraum der Nut (3) ragt.

4. Verbindungselement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz (13) Anschläge für die Nutensteine (6, 7) aufweist, um diese Nutensteine (6, 7) auf den gegenseitigen Montageabstand festzulegen.