DE69613091T2

DE69613091T2 - Ein System von Profilelementen und Einsatzsteuerelementen zur Verwendung in diesem System

Info

Publication number: DE69613091T2
Application number: DE69613091T
Authority: DE
Inventors: Per Frederiksen; Finn Nielsen; Hans Ove Petersen; Morten Werner Thomsen
Original assignee: VKR Holding AS
Current assignee: VKR Holding AS
Priority date: 1995-12-08
Filing date: 1996-11-12
Publication date: 2002-03-07
Anticipated expiration: 2016-11-13
Also published as: ES2158270T3; DK140195A; NO965229L; PL185349B1; GR3036203T3; DE69613091D1; PL317366A1; EP0783061B1; PT783061E; ATE201732T1; EP0783061A1; NO965229D0; DK0783061T3

Description

Die Erfindung betrifft ein System von Profilelementen zum Aufbau von Rahmenkonstruktionen, umfassend längliche Hohlraum-Profilelemente mit mindestens einem längsverlaufenden Kanal und Sammelelementen zur Bildung von Winkelsammlungen zwischen zwei solchen Profilelementen, welche Sammelelemente ein zentrierenden und belastungsübertragendes Einsatzsteuerelement mit einem im wesentlichen stangenförmigen Schaftteil zum Einführen mit verhältnismässig strammem Gleitsitz in die Mündung erwähnten Kanals in einer Schnittfläche in das eine der beiden Profilelemente, und einen mit dem Schaftteil integriert ausgebildeten Kopfteil umfassen.
Derartige Systeme finden u. a. in Baukonstruktionen Anwendung, wo in bezug auf Dichtheit, Stärke und Aussehen der Sammlungen zwischen den Profilelementen grosse Ansprüche gestellt werden. Die Montage eines solchen Systems erfolgt oft an der Baustelle und wird normalerweise mit Hilfe von Schraubenverbindungen durchgeführt, da es in vielen Fällen nicht möglich ist die aus Kunststoff, Stahl oder anderem Metallmaterial bestehenden Profilelemente zu schweissen. Beim Sammeln von Systemen dieser Art ist es ein allgemeines Problem, dass die Profilelemente vor der Herstellung der Verbindung im Verhältnis zueinander genau plaziert werden müssen, um zu sichern, dass den vorerwähnten Ansprüchen entsprochen wird. Insbesondere bei Stosssammlungen zwischen Profilelementen mit derselben Querschnittsform und besonders in dem Fall, wo die Profilelemente untereinander nicht rechte Winkel bilden, beispielsweise bei Erkeranbauten oder Dachkonstruktionen, ist es schwierig die Profilelemente in korrekte gegenseitige Stellung zu bringen und in dieser festzuhalten.
Aus DE-A-30 35 361 ist eine Konstruktion für den Aufbau von Bildrahmen bekannt, bei welcher die als Hohlprofile ausgebildeten Profilelemente in rechtwinkeligen Eckensammlungen mittels ebenfalls rechtwinkeliger Sammelelemente verbunden werden, und die Konstruktion ist deshalb zum Verbinden von Profilelementen unter anderen Winkeln im Verhältnis zueinander nicht geeignet.
Die DE-A-33 22 699 beschreibt ein Bindeglied für zwei rohrförmige Teile, wobei ein in einem der Teile angeordneter querverlaufender Bolzen in einen länglichen Schlitz eines an den anderen Teil befestigten und mit diesem einen rechten Winkel bildenden Verbindungselements eingreift, so dass die beiden rohrförmigen Teile von einer zueinander parallelen Stellung in eine arretierbare zueinander rechtwinkelige Stellung gebracht werden können ohne Möglichkeit des Arretierens in einer Zwischenstellung zwischen den zwei Aussenstellungen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein System anzuweisen, bei welchem die Montage der Profilelemente vereinfacht ist und die Sammlungen zwischen diesen Elementen die gewünschten Eigenschaften aufweisen mit Hinblick auf sicheres Zentrieren und Belastungsübertragung zwischen den verbundenen Profilelementen in jeder Winkelstellung der Elemente in bezug zueinander innerhalb eines vorbestimmten Winkelbereichs.
Diese Aufgabe wird durch ein System erfüllt, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass der Schaftteil und der Kanal des einen Profils einen im wesentlichen rechtwinkeligen Querschnitt aufweisen, und dass der Kopfteil einen ersten flachen Seitenwandteil aufweist, der die eine der zwei gegenüberliegenden parallelen Seiten des Schaftteils unter einem vorgeschriebenen Maximumwinkel schneidet, und einen zylinderförmigen Wandabschnitt, der an den ersten Seitenwandteil anschliesst und in Richtung der anderen der gegenüberliegenden Seiten des Schaftteils verläuft, wobei die Achse des zylinderförmigen Wandabschnittes beim Schnittpunkt des ersten Seitenwandteils und der ersten Seite des Schaftteils liegt, und die Länge des ersten Seitenwandteils und der Radius des zylinderförmigen Wandabschnittes der Breite eines Kanals in dem anderen der beiden Profilelemente entspricht, zwecks Etablieren einer stabilen Verbindung zwischen erwähnten Profilelementen in einem beliebigen dazwischenliegenden Winkel innerhalb eines durch erwähnten Maximumwinkel begrenzten vorgeschriebenen Winkelbereichs, welche Verbindung durch örtliches Ineinandergreifen eines Teils des zylinderförmigen Wandabschnittes in eine Innenfläche des Kanals des anderen Profilelements zustandekommt.
Auf diese Weise erhält man die gewünschte Zentrierung und eine einfache Montage eines solchen Systems. Darüber hinaus wird die belastungsübertragende Funktion der Sammlungen verbessert.
In einem System von Profilelementen zum Aufbau von tragenden Rahmenkonstruktionen umfassend zumindest ein Säulenprofilelement, das mit einer Endfläche mit einem querverlaufenden Tragbalkenprofilelement eine Winkelsammlung bildet, ist eine besonders geeignete alternative Ausführungsform der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass der Schaftteil des Einsatzsteuerelements in einem Kanal des Säulenprofilelements befestigt ist, während der Kopfteil in einen Kanal im Tragbalkenprofilelement entweder durch dessen Mündung an der Endschnittfläche oder durch eine in einer Aussenwand des Kanals vorhandene Öffnung eingeführt wird, wobei der Kopfteil mittels eines Verriegelungseingriffs im Tragbalkenprofilelement festgehalten wird.
Diese Verriegelung kann vorzugsweise mit Hilfe von querverlaufenden versenkten Löchern im Kopfteil des Einsatzsteuerelements und in gegenüberliegenden Wandteilen erwähnten Kanals im Tragbalkenprofilelement zustandekommen.
Die Erfindung betrifft ferner ein Einsatzsteuerelement zur Verwendung in einer Winkelsammlung zwischen zwei länglichen Profilelementen mit mindestens einem längsverlaufenden Kanal mit im wesentlichen rechteckigem Querschnitt, welches Einsatzsteuerelement die in Anspruch 8 angegebenen Merkmale aufweist.
Mit diesem Einsatzsteuerelement kann ein Standardteil zuwegegebracht werden, der in einer Anzahl Sammlungen zwischen Profilelementen mit untereinander verschiedener Neigung Anwendung findet. Die spezielle Formgebung sichert einfache Montage und ein stabiles Festhalten der Profilelemente im Verhältnis zueinander im gesamten betreffenden Winkelbereich.
Vorteilhafte Ausführungsformen des Einsatzsteuerelements sind in den Unteransprüchen 9-11 angeführt.
Die Erfindung wird nachstehend anhand einiger Ausführungsbeispiele und mit Hinweis auf die schematische Zeichnung näher beschrieben, in welcher Zeichnung
Fig. 1-4 ein System einer ersten Ausführungsform der Erfindung, mit unterschiedlichen Winkeln zwischen den Profilelementen des Systems zeigen,
Fig. 5 eine Draufsicht in grösserem Massstab eines Einsatzsteuerelements in einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist,
Fig. 6 ein Teil eines Systems mit einer Winkelsammlung zwischen einem Säulenprofilelement und einem Tragbalkenprofilelement, von vorn und teilweise im Schnitt gesehen, ist,
Fig. 7 die in Fig. 6 gezeigte Winkelsammlung, von der Seite und teilweise im Schnitt gesehen, darstellt,
Fig. 8 eine Perspektivansicht in grösserem Massstab eines Einsatzsteuerelements in einer alternativen Ausführungsform der Erfindung zur Verwendung in dem in Fig. 6 und 7 gezeigten System ist, und
Fig. 9 ein System mit einer Winkelsammlung in Verbindung mit einem Sammlungspunkt ist.
In den verschiedenen Figuren weisen dieselben Bezugszeichen auf Teile mit gleicher oder analoger Funktion hin.
In Fig. 1-4 ist ein Beispiel von Profilelementen 1, 2 und 3 gezeigt, die zusammen einen Teil einer grösseren Rahmenkonstruktion, beispielsweise einer Baukonstruktion ausmachen. Die Profilelemente sind untereinander durch Eckensammlungen verbunden, die an jedem Sammlungspunkt ein oder mehrere Einsatzsteuerelemente 4 aufweisen.
Die detaillierte Ausführung des Einsatzsteuerelements 4 geht aus Fig. 5 hervor. Das Einsatzsteuerelement 4 weist einen im wesentlichen stangenförmigen Schaftteil 5 mit einer Breite b und einen mit dem Schaftteil 5 integral ausgebildeten im wesentlichen teil-kreisförmigen Kopfteil 6 auf. Der Kopfteil 6 hat einen ersten Seitenwandabschnitt 7, der mit einer ersten Seite e des Schaftteils 5 einen Winkel v bildet und in einen zylinderförmigen Wandabschnitt 9 übergeht. Der Wandabschnitt 9 geht seinerseits tangential in einen zweiten Wandabschnitt 10 über, der sich bis zu einer zweiten Seite 11 des Schaftteils 5 erstreckt. Die Ausgestaltung des Einsatzsteuerelements 4 ist derart, dass der erste Wandabschnitt 7 des Kopfteils eine Länge hat, die im wesentlichen der Breite b des Schaftteils 5 entspricht, und dass der zylinderförmige Wandabschnitt 9 einen Radius aufweist, der ebenfalls der Breite b entspricht. Die Mittelachse des Wandabschnittes 9 liegt im Schneidepunkt zwischen der ersten Seite B des Schaftteils dem ersten Seitenwandabschnitt 7, und der Abschnitt 9 erstreckt sich über eine gebogene Länge von 90º, was mit sich führt, dass der erste Seitenwandabschnitt 7 und der zweite Seitenwandabschnitt 10 zwei untereinander parallele Flächen bilden, die von einem Abstand entsprechend der Breite b getrennt sind, und dass der stumpfe Winkel zwischen dem zweiten Wandteil 10 und der zweiten Seite 11 des Schaftteils 5 gleich dem Winkel v ist. Der Winkel v entspricht einem vorgeschriebenen Maximumwert der Winkelsammlung zwischen den Profilelementen, und hat hier einen Wert von 135º.
Das Sammeln beispielsweise der Profilelemente 1 und 2, wie in Fig. 1-4 gezeigt, erfolgt auf folgende Weise: Der Schaftteil 5 auf dem Einsatzsteuerelement 4 wird von der Schnittendfläche des Profilelements 1 in einen nicht detailliert gezeigten Kanal in das eine der Profilelemente 1 eingeführt. Die Breite b des Schaftteils ist derart gewählt, dass die Einführung mit einem verhältnismässig strammen Gleitsitz erfolgt. Falls erwünscht, können an einem Sammelpunkt ein oder mehrere Einsatzsteuerelemente verwendet werden, und insbesondere bei breiten Profilelementen ergibt dies eine noch bessere Zentrierung und Kraftübertragung. Dieses erfordert natürlich eine dementsprechende Anzahl von Kanälen in den Profilelementen. Anschliessend wird der Kopfteil 6 des Einsatzsteuerelements 4 in einen zugehörigen Kanal in dem zweiten Profilelement 2 eingeführt. Die Profilelemente 1 und 2 sind nun zentriert, indem deren Schnittflächen einander vollständig decken, und sie können nun mittels z. B. Schrauben, Bolzen zwischen äusseren Bügeln oder durch Leimen oder Schweissen verbunden werden.
Wie aus Fig. 1-4 ersichtlich ist, führt das Einsatzsteuerelement 4 eine sichere Zentrierung und Kraftübertragung innerhalb eines grossen Winkelbereichs, in diesem Fall von 45º bis 135º, mit sich. Diese Aussenstellungen werden dadurch bestimmt, dass der Seitenwandabschnitt 7 auf dem Kopfteil 6 zu dem Kanal, in dem Kopfteil 6 eingeführt wird, rechtwinkelig ist und an einer Seitenwand im Kanal anliegt.
Fig. 6 und 7 zeigen Teil eines Systems, in welchem ein Säulenprofilelement 20 mit einem querverlaufenden Tragbalkenprofilelement 21 eine Winkelsammlung bildet; dies erfolgt mittels eines Einsatzsteuerelements 22 mit einem. Schaftteil 23, der in einen Kanal 24 im Säulenprofilelement 22 eingeführt ist und mittels Nieten im Kanal 24 befestigt ist. Das Einsatzsteuerelement 22 ist mit einem Kopfteil 25 durch eine in einer Aussenwand des Kanals befindliche Öffnung 27 in einen Kanal 26 im Tragbalkenprofilelement 21 eingeführt. Der Kopfteil 25 ist im Tragbalkenprofilelement 21 mittels eines Verriegelungseingriffes festgehalten, welcher Eingriff in der gezeigten Ausführungsform dadurch zustandegebracht wird, dass im Kopfteil 25 ein querverlaufendes Loch 28 vorgesehen ist, das mit den gegenüberliegenden Wänden des Kanals 26 im Tragbalkenprofilelement 21 vorgesehenen Löchern 29, 30 fluchtet, sowie einem Zapfen (nicht gezeigt), der in die Löcher 28, 29 und 30 eingeführt wird, wodurch das Säulenprofilelement 20 und das Tragbalkenprofilelement 21 gegenseitig verriegelt werden.
Fig. 8 zeigt den Aufbau des Einsatzsteuerelements 22. Wie ersichtlich ist, ist zwischen dem Schaftteil 23 und dem Kopfteil 25 ein Absatz 31 mit einer Schulter 32 gebildet, welche Schulter sich zwischen gegenüberliegenden Seiten 33, 34 des Schaftteils 23 in einem Winkel erstreckt, der nachstehend besprochen wird. Es ist Aufgabe der Schulter 32 eine untere Grenze für den Winkelbereich der Winkelsammlung zwischen den Profilelementen, hier dem Säulenprofilelement 20 und dem Tragbalkenprofilelement 21 zu setzen, und diese Grenze ist in der hier gezeigten Ausführungsform ungefähr 30º. Darüber hinaus ist das Einsatzsteuerelement 22, gleich dem in Fig. 5 gezeigten Element, mit einem ersten Seitenwandabschnitt 35 und einem zylinderförmigen Wandabschnitt 36 versehen.
Schliesslich zeigt Fig. 9 ein System, in welchem eine Eckensammlung derselben Art, wie in Fig. 1-4 gezeigt und mittels einem oder mehrerer Einsatzsteuerelemente gesteuert, wie in Fig. 5 gezeigt, über ein Einsatzsteuerelement 22 mit einem Säulenprofilelement 20 verbunden ist, wie unter Hinweis auf Fig. 6 und 7 beschrieben.

Claims

1. System von Profilelementen zum Aufbau von Rahmenkonstruktionen, umfassend längliche Hohlraum- Profilelemente (1, 2, 3; 20,21) mit mindestens einem längsverlaufenden Kanal und Sammelelementen zum Herstellen von Winkelsammlungen zwischen zwei solchen Profilelementen, welche Sammelelemente ein zentrierendes und belastungsübertragendes Einsatzsteuerelement (4; 22) mit einem im wesentlichen stangenförmigen Schaftteil (5; 23) zum Einführen mit verhältnismässig strammem Gleitsitz in die Mündung erwähnten Kanals bei einer Schnittfläche in das eine (1, 3; 20) der beiden Profilelemente, und einen mit dem Schaftteil integriert ausgebildeten Kopfteil (6, 25) umfassen, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaftteil (5, 23) und der Kanal des einen Profils einen im wesentlichen rechtwinkeligen Querschnitt aufweisen, und dass der Kopfteil (6; 25) einen ersten flachen Seitenwandteil (7; 35) aufweist, der die eine (8; 33) der zwei gegenüberliegenden parallelen Seiten des Schaftteils unter einem vorgeschriebenen Maximumwinkel (v) schneidet, und einen zylinderförmigen Wandabschnitt (9; 36), der an den ersten Seitenwandteil (7; 35) anschliesst und in Richtung der anderen (11; 34) der gegenüberliegenden Seiten des Schaftteils verläuft, wobei die Achse des zylinderförmigen Wandabschnittes (9; 36) beim Schnittpunkt des ersten Seitenwandteils (7; 35) und der ersten Seite (8; 33) des Schaftteils (5; 23) liegt, und die Länge des ersten Seitenwandteils (7; 35) und der Radius des zylinderförmigen Wandabschnitts (9; 35) der Breite eines Kanals in dem anderen (2; 21) der beiden Profilelemente entspricht, zwecks Herstellung einer stabilen Verbindung zwischen erwähnten Profilelementen in einem beliebigen dazwischenliegenden Winkel innerhalb eines durch erwähnten Maximumwinkel (v) begrenzten vorgeschriebenen Winkelbereichs, welche Verbindung durch örtliches Ineinandergreifen eines Teils des zylinderförmigen Wandabschnittes (9; 36) in eine Innenfläche des Kanals des anderen Profilelements zustandekommt.

2. System von Profilelementen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des ersten Seitenwandteils (7) des Kopfteils (6) und der Radius des zylinderförmigen Wandabschnitts (9) der Breite (b) des Schaftteils (5) zwischen den gegenüberliegenden parallelen Seiten (8, 11) entspricht, und dass sich der zylinderförmige Wandabschnitt über eine Bogenlänge von 90º erstreckt und über einen zum ersten Wandteil (7) parallel verlaufenden zweiten flachen Wandteil (10) des Kopfteils (6) an die andere der gegenüberliegenden parallelen Seiten des Schaftteils anschliesst.

3. System von Profilelementen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Maximumwinkel (v) 135º beträgt.

4. System von Profilelementen nach Anspruch 1, 2, oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass erwähnte zwei Profilelemente dasselbe Querschnittsprofil aufweisen und zum Zustandebringen einer Eckensammlung mit abgeschrägten Endschnittflächen hergestellt sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopfteil (6) des Einsatzsteuerelements (4) in den Kanal des anderen (2) der beiden Profilelemente in dessen Mündung an der Endschnittfläche eingeführt wird.

5. System von Profilelementen nach Anspruch 1 zum Aufbau von lasttragenden Rahmenkonstruktionen umfassend mindestens ein Säulenprofilelement. (20), das an seiner Endfläche eine Eckensammlung mit einem querverlaufenden Tragbalkenprofilelement (21) bildet, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaftteil (23) des Einsatzsteuerelements (22) in einem Kanal (24) des Säulenprofilelements (20) befestigt ist, während der Kopfteil (25) in einen Kanal (26) im Tragbalkenprofilelement (21) entweder durch dessen Mündung an der Endschnittfläche oder durch eine in einer Aussenwand des Kanals vorhandene Öffnung (27) eingeführt wird, wobei der Kopfteil mittels eines Verriegelungseingriffes im Tragbalkenprofilelement festgehalten wird.

6. System von Profilelementen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelung mit Hilfe von querverlaufenden versenkten Löchern (28, 29, 30) im Kopfteil (25) des Einsatzsteuerelements und in gegenüberliegenden Wandteilen des erwähnten Kanals (26) im Tragbalkenprofilelement zustandekommt.

7. System von Profilelementen nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Schaftteil (23) und dem Kopfteil (25) des Einsatzsteuerelements (22) ein Absatz (31) mit einer Schulterfläche (32) gebildet ist, der zwischen den gegenüberliegenden Seiten (33, 34) des Schaftteils verläuft und mit diesen einen Winkel entsprechend einem vorgeschriebenen Minimumwinkel für erwähnten Winkelbereich bildet.

8. Einsatzsteuerelement (4; 22) zur Verwendung als Eckensammlung zwischen zwei länglichen Profilelementen mit mindestens einem längsverlaufenden Kanal umfassend einen im wesentlichen stangenförmigen Schaftteil (5; 23) zum Einführen mit verhältnismässig strammem Gleitsitz in die Mündung erwähnten Kanals in einer Schnittfläche in das eine der beiden Profilelemente, und mit einem mit dem Schaftteil ausgebildeten Kopfteil (6; 25) dadurch gekennzeichnet, dass der Schaftteil (5; 23) und der Kanal des einen Profils einen im wesentlichen rechtwinkeligen Querschnitt aufweisen, und dass der Kopfteil (6; 25) einen ersten flachen Seitenwandteil (7; 35) aufweist, der die eine (8; 33) der zwei gegenüberliegenden parallelen Seiten des Schaftteils unter einem vorgeschriebenen Maximumwinkel (v) schneidet, und einen zylinderförmigen Wandabschnitt (9; 36), der an den ersten Seitenwandteil (7; 35) anschliesst und in Richtung der anderen (11; 34) der gegenüberliegenden Seiten des Schaftteils verläuft, wobei die Achse des zylinderförmigen Wandabschnittes (9; 36) beim Schnittpunkt des ersten Seitenwandteils (7; 35) und der ersten Seite (8; 33) des Schaftteils (5; 23) liegt, und die Länge des ersten Seitenwandteils (7; 35) und der Radius des zylinderförmigen Wandabschnittes (9; 35) der Breite eines Kanals in dem anderen (2; 21) der beiden Profilelemente entspricht, zwecks Herstellung einer stabilen Verbindung zwischen erwähnten Profilelementen in einem beliebigen dazwischenliegenden Winkel innerhalb eines durch erwähnten Maximumwinkel (v) begrenzten vorgeschriebenen Winkelbereichs, welche Verbindung durch örtliches Ineinandergreifen eines Teils des zylinderförmigen Wandabschnittes (9; 36) in eine Innenfläche des Kanals des anderen Profilelements zustandekommt.

9. Einsatzsteuerelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des ersten Seitenwandteils (7) des Kopfteils (6) und der Radius des zylinderförmigen Wandabschnittes (9) der Breite (b) des Schaftteils (5) zwischen den gegenüberliegenden parallelen Seiten (8, 11) entspricht, und dass sich der zylinderförmige Wandabschnitt über eine Bogenlänge von 90º erstreckt und über einen zum ersten Wandteil parallel verlaufenden Wandteil (10) des Kopfteils (6) an die andere der gegenüberliegenden parallelen Seiten des Schaftteils anliegt.

10. Einsatzsteuerelement nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Maximumwinkel (v) 135º beträgt.

11. Einsatzsteuerelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Schaftteil (23) und dem Kopfteil (25) des Einsatzsteuerelements (22) ein Absatz (31) mit einer Schulterfläche (32) gebildet ist, der zwischen den gegenüberliegenden Seiten (33, 34) des Schaftteils verläuft und mit diesen einen Winkel entsprechend einem vorgeschriebenen Minimumwinkel für erwähnten Winkelbereich bildet.