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T I T E L : Rahmen aus stabartigen Elementarteilen, vorzugs-
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weise für Fensterrahmen und Fensterflügel Die Erfindung betrifft
einen Rahmen aus stabartigen Einzelteilen, vorzugsweise für FensterflUgel-und Fensterrahmen.
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Bekannt sind solche Rahmen, bei denen die Einzelteile des Fenste-rahmens
und des Flügelrahmens miteinander so verbunden werden, daß in ihre Enden eine sogenannte
"überlappte Gabel-Zapfen ~-Verbindung gefräst wird, wobei dann die sich überdeckenden
Flächen mit Klebstoff bestrichen, und diesedurch Anwendung einer Presskraft zu Flügelrahmen
oder Fensterrahmen vereinigt werden. Eine solche Lösung ist z.B. im "Lexikon
der
Holztechnik" (VEB Fachbuchhandlung, Leipzig, 1964) sowie in dem Buch "Fachkunde
für Schreiner" (Verlag Willing Co., Wuppertal-Bremen BRD, 1956) beschrieben.
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Die obige Lösung hat den Nachteil, daß sie komplizierte Preß-und Klebeeinrichtungen
erfordert. Trotzdem kommt ungenaues Pressen häufig vor, welches außer dem Auströpfeln
des Klebstoffes noch die unangenehme Folge hat, daß in den zusammengebauten Rahmen
räumliche und flächenmäßige Ungenauigkeiten vorkommen, die erst durch zusätzlichen
Arbeitsaufwand, z.B.
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Schleifen, Schlichten u.dgl.,'beseitigt werden können. Hinzu kommt
noch als erschwere.ndes Moment, daß d#er Rahmen in zusammengesetztem Zustand schwerfällig
zu bewegen ist, und hierzu ein weiterer Aufwand an Energie, Arbeit und Kosten, sowie
platzbedürftige Einrichtungen nötig werden.
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Ein weiterer Nachteil des obigen Verfahrens besteht darin, daß oft
ein Werfen der als Einzelteile maßgerecht vorgefertigten Konstrzktionselemente nach
erfolgtem Falzen des zusammengebauten Rahmens erfolgt. Durch dieses Falzen werden
oft 50 % des urs?runglichen Querschnittes der Einzelstäbe entfernt, so daß sich
die bis dahin im Gleichgewicht befindlichen, inneren Spannungskräfte des Materials
verändern, infolgedessen oft selbst bei Einzelteilen von einwandfreier Qualität
und bei bester Fertigungstechnologie in den Rahmen unerwünschte Deformierungen und
- als Folge hiervon - Güteverschlechterng auftreten.
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In der Fertigungsindustrie für Metall- und Plastefenster sind solche
Rahmen bekannt, bei welchen die Stabenden der Elementarteile von Fensterrahmen und
Fensterflügel in einem Winkel von 450 abgesägt, danach die Schnittflächen zusammengepaßt
und die Anschlußkanten zusammengeschweißt werden. Dieses Montageverfahren hat den
Mangel, daß die Schweißnähte nachträglich nur mit verletzung der Einzelteil-Oberflächen
bearbeitet
werden können, und daß sich die dabei entstehenden Oberflächenfehler
nur höchst umständlich - durch nachträgliches Bearbeiten - beseitigen lassen, was
außerdem ein mehrmaliges Bewegen der ziemlich schweren Rahmen erfordert.
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Die oben erwähnten Lösungen haben ferner den gemeinsamen Nachteil,
daß man, wegen der erst nach dem Zusammenbau erscheinenden Unebenheiten, die Oberflächenbehandlung,
d.h.
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das Anstreichen und/oder Lackieren, nur am zusammengesetzten Rahmen
durchführen kann. Hingegen kann das Schleifen nach dem Trocknen der einzelnen Lackschichten
am fertigen Rahmen nicht oder nur auf sehr aufwendige Weise durchgeführt werden.
Wenn man jedoch die Schleifvorgänge wegläßt, so erhält man Rahmenoberflächen minderer
Güte.
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Das Ziel der Erfindung ist die Beseitigung der obigen Mängel.
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Die durch die Erfindung zu lösende Aufgabe besteht somit darin, einen
solchen Rahmen zu schaffen, bei welchem die Einzelteile im voraus fertig klargestellt
werden können; ferner bei dem Zusammenbau der Einzelteile die dabei und nachher
auftretenden Maß-, Form- und Oberfl ächenveränderungen vermieden werden, schließlich
deren Herstellung produktiver, einfacher, ökonomischer ist, eine bessere Qualität
des Produktes ergibt und mit Serienfabrikation erfolgen kann.
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Die gestellte Aufgabe wurde erfindungsgemäß durch einen aus stabartigen
Elementarteilen bestehenden Rahmen gelöst, bei dem die Elementarteile durch eine
Fixiervorrichtung lesbar miteinander so verbunden werden, daß die Fixiereinheit
einen in die früher hergestellten Bohrungen der Anschlußflächen der zu verbindenden
Elementarteile ein Verbindungsstück hat, dieses aber wenigstens mit dem einen Elementarteil
durch einen in die Querbohrung des Verbindungsstückes
eingesetzten
Spannbolzen verbunden ist, der in eingebautem Zustand beide Elementarteile in der
Richtung des Verbindungsstückes verspannt.
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Zweckmäßig ist auch eine solche Ausführung, bei der das Verbindungsstück
zwei Querbohrungen hat, und sich in diesen Bohrungen zwei Spannbolzen befinden,
wobei der Abstand der Bohrungen für die Spannbolzen zur Verbindung der Elementarteile
größer als jener Abstand ist, welcher zwischen den Bohrungen für die Spannbolzen
des Verbindungsstückes besteht.
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Erfindungsgemäß ist auch eine solche Lösung möglich, bei welcher das
Verbindungsstück mit einem Kopf versehen ist, doch kann der Spannbolzen auch mit
einem exzentrischen Bolzenteil versehen sein bzw. ausgebildet werden.
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Die Erfindung soll nun anhand der als Beispiele möglicher Ausführungsformen
bei gelegten Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigt: Fig. 1 erstes Ausführungsbeispiel
fUr eine Eckverbindung des Rahmens gemäß der Erfindung; Seitenansicht, Fig. 2 Schnitt
entlang II-II in Fig. 1, Fig. 3 zweites Ausführungsbeispiel und Detail der Rahmen-Eckverbindung
gemäß der Erfindung; Seitenansicht, Fig. 4 Schnitt entlang IV-IV in Fig. 3, Fig.
5 Variante der Lösung nach Fig. 1,
Fig. 6 drittes Ausführungsbeispiel
und Detail der Rahmen-Eckverbindung gemäß der Erfindung; teils im Schnitt, Fig.
7 viertes Ausführungsbeispiel und Detail; Seitenansicht.
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Fig. 8 Schnitt entlang Vill-Vill in Fig. 7, Fig. 9 fünfte Variante
der Rahmen-Eckverbindung gemäß der Erfindung; Ansicht, teils Schnitt, Fig. 10 Schnitt
entlang X-X in Fig. 9, Fig. 11 Lösung nach Fig. 9 und 10 in geschlossenem Zustand,
Fig. 12 sechstes Ausführungsbeispiel der Rahmen-Eckverbindung gemäß der Erfindung,
Detail; teils Schnitt, teils abgehoben, Fig. 13 Schnitt entlang XIII-XIII in Fig.
12.
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In der Zeichnung sind die ähnlichen Details jeweils mit den gleichen
Bezugsnummern bezeichnet.
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In Fig. 1 und Fig. 2 ist als Detail eine Ecke des Fenster-Rahmens
gemäß der Erfindung zu sehen, bei welcher aus Stäben von rechteckigem Querschnitt
ausgestaltete Elementarteile, d.h. ein Horizontalteil 1 und ein Vertikalteil 2,
an ihren rechtwinklig abgeschnittenen Enden miteinander verbunden sind.
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Gemäß der Erfindung sind die Horizontal- und Vertikalteile 1 und 2
durch je eine Fixiereinheit 3 miteinander verbunden.
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Die Fixiereinheit 3 hat ein Verbindungsstück 4, welches in von einer
Stoßebene 5 der Horizontal- und Vertikalteile 1 und 2 ausgehenden Bohrungen 6 und
7 eingesetzt ist. Die Bohrungen 6 und 7 sind im vorliegenden Fall koaxiale Blindbohrungen
und normal zur Stoßebene 5 angesetzt. Das Verbindungsstück 4 ist mit Querbohrungen
8 und 9 versehen, deren Abstand mit L1 bezeichnet ist.
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In Fig. 2 ist zu sehen, daß die Horizontal- und Vertikalteile 1 und
2 gleichfalls je eine Querbohrung 10 bzw. 11 haben, welche die Bohrungen 6und 7
durchqueren, wobei aber ihr Abstand L2 etwas größer als der Abstand L1 der Querbohrungen
8 und 9 ist. Die Größe L2 - L1 kann bei Elementarteilen aus Holz mit 0,75 mm, bei
Kunststoffelementarteilen mit 0,5 mm, bei Metallelementarteilen vorteilhaft mit
0,1 mm angenommen werden.
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Erfindungsgemäß geschieht bei der Fixiereinheit 3 die Verbindung der
Horizontal- und Vertikalteile 1 und 2 mit durch die Querbohrungen 8 und 9 und an
den Elementarteilen durch die Querbohrungen 10 und 11 hindurchgeführten Spannbolzen
12 und 13.
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In Fig. 1 und Fig. 2 sind die Spannbolzen 12 und 13 bei Beginn ihres
Einsetzens zu sehen. Dabei haben die Querbohrungen 8, 9 und 10, 11 eine geringe
überdeckung. Die Spannbolzen 12 und 13 sind im vorliegenden Fall Metallbolzen, z.B.
Stahlbolzen, sie können jedoch auch aus irgendeinem anderen entsprechenden Material,
z.B. auch aus Kunststoff, bestehen und sind zum leichteren Einführen in die Bohrung
an ihrem vorderen Ende als Kegelstumpf gestaltet. Die Durchmesser der Querbohrungen
10 und 11 sind hier so gewählt, daß sich in diesen die Spannbolzen 12 und 13 streng
einpassen lassen, also mit Preßpassung.
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Die Spannbolzen 12 und 13 erleiden bei ihrem Eintreiben nach dem Erreichen
der Querbohrungen 8 und 9 wegen der überdeckung
der Querbohrungen
10 bzw. 8 und 11 bzw. 9 eine Biegebeanspruchung; dann sind sie bei weiterem Vortreiben
im unteren Teil der Querbohrungen 10 und 11 einer weiteren Biegung in entgegengesetztem
Sinne ausgesetzt. Die in den Spannbolzen 12, 13 durch diese Wirkung auftretende
Deformation übt in der Richtung des Verbindungsstückes 4 eine zusammenpressende
zugkraft auf die Horizontal- und Vertikalteile 1 und 2 aus und verbindet diese auf
solche Weise fest und zuverlässig; zugleich aber auch lösbar, z.B. um später eventuell
den Austausch eines der Elementarteile #orzunehmen.
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In Fig. 3 und Fig. 4 ist eine solche Variante des Rahmens gemäß der
Erfindung zu sehen, bei qer die unter 450 abgeschnittenen Enden der Horizontal-
und Vertikalteile 1 und 2 an der Stoßebene 5 aneinander anschließen. Dabei sind
die Horizontal- und Vertikalteile 1 und 2 an der Stoßebene 5 mit einer an sich bekannten,
ineinander schiebbaren Keilverzahnung 14 versehen. Die Fixiereinheit 3 ist hier
die gleiche wie in Fig. 1 und Fig. 2 Die Anwendung der Keilverzahnung 14 hat außerdem
in Einer-Ebene-Halten des Rahmens hinaus noch den Vorteil, daß sich beispielsweise
bei aus Holz gefertigten Horizontal- und Vertikalteilen 1 und 2 und eventuellen
Maßveränderungen durch Einwirkung von Feuchte, die Anschlußflächen ein wenig gegeneinander
verschieben können, da ja an den Berührungsflåchen kein Klebstoff verwendet wird,
so daß zu schädlichen Deformationen führende Spannungen auch bei Dauerverwendung
in dem zusammengebauten Rahmen nicht auftreten können.
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Die Variante Fig. 5 weicht nur insofern von der Lösung Fig.
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1 und Fig. 2 ab, als hier die Spannbolzen 12 und 13 um 900 zueinander
verschoben angeordnet sind. Hierzu sind die Querbohrungen 10 und 11 sowie die Querbohrungen
8 und 9, ebenfalls um einen Winkel von 900 verschwenkt, ausgebildet.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 ist das Verbindungsstück 4
als Kopfbolzen ausgestaltet, dessen Kopf 15 an einer Stirnfläche 17 einer die Fortsetzung
von Bohrung 7 am Vertikalteil 2 bildenden Versenkung 16 aufliegt. Mit dem Verbindungsstück
4 steht hier nur ein einziger Spannbolzen 12 in Verbindung. Sinngemäß ist hier nur
der Horizontalteil 1 mit einer Querbohrung 10 versehen, während das Verbindungsstück
4 nur eine einzige Querbohrung 8 besitzt. Die Abstände L1 und L2 sind von der Stirnfläche
17 an zu verstehen. Mit dieser Lösung kann eine noch einfachere Herstellung und
Montage der Rahmen ermöglicht #werden.
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Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 und 8 unterscheidet sich von der
Lösung in Fig. 3 und 4 darin, daß die Elementarte-ile 1 und 2 mit einem Plasteüberzug
18 versehen sind. Dabei sind die Spannbolzen 12 und 13 als Kopfbolzen und die Querbohrungen
10 und 11 als Blindbohrungen ausgestaltet. Die Spannbolzen 12 und 13 schließen zugleich
den durch die Blindbohrungen unterbrochenen Plasteüberzug 18.
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Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel in Fig. 9 - 11 besteht eine
Abweichung nur in der Ausgestaltung der Spannbolzen 12 und 13. In Fig. 9 ist erfindungsgemäß
die Fixiereinheit 3 in offener, in Fig. 10 aber in geschlossener Stellung zu sehen.
Die Querbohrungen 10 und 11 sind ähnlich wie in Fig. 8 als Blindbohrungen ausgestaltet.
Die Spannbolzen 12 und 13 sind im vorliegenden Fall an einem beim zusammengespannten,
mit den Querbohrungen 8 und 9 des Verbindungsstückes 4 zusammenarbeitenden Spannbolzenteil
19 als Exzenterbolzen ausgebildet, dessen Exzenterizität in Fig. 9 mit "e" be~eichnet
ist. Die Spannbolzen 12 und 13 sind an ihrem oberen Ende zum Ansetzen des Schraubenziehers
mit einer Rinne 20 versehen.
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In Fig. 11 ist die Fixiereinheit 3 in geschlossenem, zusammengepreßtem
Zustand zu sehen. Hierzu wurden die Spannbolzen
12 und 13 um nahezu
1800 verdreht. In zusammengespannter Stellung ist der Abstand der Bohrung 10 und
11 voneinander etwas kleiner als etwa der doppelte Wert der Exzentrizität "e".
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Schließlich ist in Fig. 12 und Fig. 13 eine solche Variante der Fixiereinheit
3 zum Rahmen gemäß der Erfindung zu sehen, welche als Fortentwicklung der Lösung
nach Fig. 5 betrachtet werden kann. Hier bestehen die Spannbolzen 12 und 13 aus
einer Preßschraube 21, einer Schraubenmutter 22 und auf die Preßschraube 21 aufgezogenen
beiden Spannhülsen 23.
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Die Spannhülsen 23 sind an ihren einander zugekehrten Enden konisch
gestaltet. Um an das konische Ende der Spannhülsen 23 anzuschließen, ist die Querbohrung
8 und 9 des Verbindungsstückes 4 von der Mittellinie in beiden Richtungen nach außen
als sich erweiternde konische Bohrungen gefertigt.
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Das Zusammenspannen der Horizontal- und Vertikalteile 1 und 2 erfolgt
hier durch das Anziehen der Preßschrauben 21, wodurch die Spannhülsen 23, und als
Folge hiervon die Horizontal- und Vertikalteile 1 und 2, zueinander verschoben werden.
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Bel den als Ausführungsbeispiele beschriebenen Formgebungen wurden
ausnahmslos solche Lösungen mitgeteilt, bei denen immer die Fixiereinheit 3 je zwei
Elementarteile aneinander befestigt. Erfindungsgemäß ist natürlich auch eine solche
Ausführung möglich, bei welcher die Fixiereinheit 3 allein auch mehrere Rahmenbestandteile
miteinander verbinden kann.
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Der wichtigste Vorteil des erfindungsgemäßen Rahmens besteht darin,
daß dadurch einerseits die komplette Vorfertigung der Bestandteile, andererseits
ihr montagemäßiger Zusammenbau von großer Festigkeit und Meßbeständigkeit so ermöglicht
wird, daß diese Verbindungen nötigenfalls auch gelöst werden können. Maß, Gestalt
und Form der fertig fabrizierten und
oberflächenbehandelten Bestandteile
und ihre Oberflächenqualität ändert sich nicht durch den Zusammenbau oder nachher.
An den fertig montierten Rahmen sind keinerlei weitere Nachbehandlungen nötig. Somit
können die Bestandteile massenweise vorgefertigt und auf Lager genommen werden.
Vergleicht man aber die schon im Rahmenzustand durchzuführenden Fabrikations- und
Oberflächenbehandlungsumstände, so erfordern die vorgeschlagenen Rahmen einen wesentlich
kleineren Aufwand, wie auch Fertigungseinrichtungen von nur wesentlich kleinerem
Raum- bzw. Platzbedarf. Der verhältnismäßig einfache Zusammenbau der fertig vorfabrizierten
Elementarteile erübrigt die bei dem herkömmlichen Fertigungsprozeß eingesetzten
komplizierten Montage-Strecken und die sicfr oft wiederholende schwere Materialbewegung.
Die Gefahr einer nachträglichen Deformation der Rahmen gemäß der Erfindung ist minimal.
Ein zusätzlicher Vorzug besteht darin, daß man die Elementarteile bei eventuellem
Schadhaftwerden durch Lösen der Fixiereinheiten 3 einfach und schnell durch austauschexakte,
neue Bestandteile ersetzten bzw. auswechseln kann.
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