AT517388B1 - Rahmenkonstruktion und Verfahren zur Herstellung einer Rahmenkonstruktion - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Rahmenkonstruktion (1), umfassend mehrere Profile (2) und mehrere Verbindungselemente (3), wobei die Profile (2) und die Verbindungselemente (3) modular zusammengefügt sind, wobei die Verbindungselemente (3) zumindest einen Verbindungsbereich (4) umfassen, welcher formschlüssig innerhalb eines Profils (2) angeordnet und stoffschlüssig mit diesem verbunden ist, wobei die Verbindungselemente (3) und die Profile (2) aus einem Faser-Kunststoff-Verbund gebildet sind. Weiter betrifft die Erfindung eine Verwendung einer solchen Rahmenkonstruktion (1). Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Rahmenkonstruktion (1) aus mehreren Profilen (2) und mehreren Verbindungselementen (3), welche modular zusammengefügt werden, wobei eine Negativform eines Verbindungselementes (3) mit einem Faser-Kunststoff-Verbund ausgelegt wird, wonach der Faser-Kunststoff-Verbund unter Vakuum auf die Negativform gepresst wird, um ein Verbindungselement (3) herzustellen, wonach die Rahmenkonstruktion (1) mit den Verbindungselementen (3) hergestellt wird. (Fig. 1)

Description

Beschreibung

RAHMENKONSTRUKTION UND VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINER RAHMENKONSTRUKTION

[0001] Die Erfindung betrifft eine Rahmenkonstruktion, umfassend mehrere Profile und mehrere Verbindungselemente, wobei die Profile und die Verbindungselemente modular zusammenge-fügt sind, wobei die Verbindungselemente zumindest einen Verbindungsbereich umfassen, welcher formschlüssig innerhalb eines Profils angeordnet und stoffschlüssig mit diesem verbunden ist.

[0002] Weiter betrifft die Erfindung eine Verwendung einer solchen Rahmenkonstruktion.

[0003] Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Rahmenkonstruktion aus mehreren Profilen und mehreren Verbindungselementen, welche modular zusammen-gefügt werden.

[0004] Eine Rahmenkonstruktion der eingangs genannten Art ist aus dem Stand der Technik bekannt. Diese wird in unterschiedlichen Bereichen eingesetzt, beispielsweise als Montageplattform oder Gerüst. In vielen Fällen umfasst eine Rahmenkonstruktion längliche bzw. stangenförmige Profile, welche miteinander verbunden und mit einer T- oder I-förmigen Querschnittsfläche ausgebildet sind. Solche Profile sind weiter oftmals Vollprofile aus Stahl, wodurch diese ein hohes Eigengewicht aufweisen.

[0005] Rahmenkonstruktionen werden auch für Fahrzeuge verwendet. Eine Rahmenkonstruktion für ein Fahrzeug mit Verbindungselementen und Profilen ist beispielsweise in der WO 2006/031761 A2 offenbart. Weiter offenbart die CN 103935443 A ein Verfahren zum Herstellen einer Rahmenkonstruktion für ein Fahrrad aus einem Kohlefaser-Verbundstoff.

[0006] Um eine stabile sowie Belastungen standhaltende Verbindung von zwei oder mehr derartigen Profilen herzustellen, werden diese beispielsweise über Schrauben oder andere kraftschlüssige Mittel miteinander verbunden. Darüber hinaus ist es auch bekannt, Stahlprofile miteinander zu verschweißen. Profile können alternativ auch über Verbindungselemente miteinander verschraubt oder verschweißt werden, wobei die Verbindungselemente beispielsweise L-förmig bzw. als Winkel ausgebildet sind. Die Verbindungselemente können jedoch auch so ausgebildet sein, dass diese die Profile teilweise umschließend aufnehmen, wonach die Profile kraftschlüssig oder stoffschlüssig mit den Verbindungselementen verbunden werden.

[0007] Solche Rahmenkonstruktionen mögen zwar insbesondere als Gerüst geeignet sein, allerdings ist eine Herstellung einer Rahmenkonstruktion aus Stahl mit gegebenenfalls über Verbindungselemente miteinander verschraubten und/oder verschweißten Profilen aufwendig und zeitintensiv. Zudem ist diese nicht besonders langlebig, da Stahl bzw. Schrauben oder Schweißnähte korrodieren können und somit erneuert bzw. ausgetauscht werden müssen. Darüber hinaus ist eine solche Rahmenkonstruktion zumindest teilweise elektrisch leitend und chemisch aktiv, sodass diese beispielsweise nicht reinraumtauglich ist. Es ist jedoch insbesondere in der Pharmaindustrie bzw. bei einer Herstellung und Verarbeitung von chemischen Stoffen notwendig, dass eine in diesen Bereichen als Bühne oder Plattform verwendete Rahmenkonstruktion nicht mit dort benutzten Chemikalien reagiert. Aus dem Stand der Technik ist es jedoch nicht bekannt, eine universell einsetzbare Rahmenkonstruktion zu fertigen, insbesondere als reinraumtaugliche Plattform.

[0008] Hier setzt die Erfindung an. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Rahmenkonstruktion der eingangs genannten Art anzugeben, welche einfach herstellbar und vielfältig einsetzbar ist.

[0009] Weiter ist es ein Ziel, eine Verwendung einer solchen Rahmenkonstruktion anzugeben.

[0010] Des Weiteren ist es ein Ziel der Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, mit welchem eine vielfältig einsetzbare Rahmenkonstruktion in einer einfachen Weise hergestellt werden kann.

[0011] Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass bei einer Rahmenkonstruktion der eingangs genannten Art die Verbindungselemente und die Profile aus einem Faser-Kunststoff-Verbund gebildet sind.

[0012] E in mit der Erfindung erzielter Vorteil ist insbesondere darin zu sehen, dass durch die gewebeverstärkte Ausbildung der Profile und der Verbindungselemente diese sowohl witterungsbeständig als auch chemisch beständig und somit überaus langlebig sind.

[0013] Darüber hinaus ist die Rahmenkonstruktion nahezu elektrisch nicht leitend ausgebildet, wodurch diese in beliebigen Bereichen einsetzbar ist. Die Profile sind insbesondere als Hohlprofile ausgebildet, sodass die Rahmenkonstruktion zusätzlich ein geringes Eigengewicht aufweist. Die hohlen Profile sind werkzeuglos auf ein Verbindungselement steckbar, wonach zumindest ein Profil und ein Verbindungselement stoffschlüssig miteinander verbunden werden, insbesondere geklebt. Prinzipiell ist es auch möglich, durch das simple Steckprinzip von Profilen und Verbindungselementen eine demontierbare Rahmenkonstruktion zu schaffen. Dazu kann auf die stoffschlüssige Verbindung verzichtet bzw. eine lösbare stoffschlüssige Verbindung hergestellt werden. Die Ausbildung der Profile und der Verbindungselemente aus einem Faser-Kunststoff-Verbund und der Verzicht auf eine kraftschlüssige Verbindung durch Schrauben oder dergleichen stellt sicher, dass eine hohe Belastbarkeit gegeben ist und keine offenen Hohlräume vorhanden sind. Des Weiteren sind sowohl die Profile als auch die Verbindungselemente bevorzugt einteilig ausgebildet, sodass diese in wenigen Arbeitsschritten herstellbar sind. Dadurch ist auch das modulare Zusammenstecken der Profile und der Verbindungselemente in einer einfachen Weise, ohne Hilfsmittel wie Werkzeug oder dergleichen möglich.

[0014] Zweckmäßig ist es, wenn ein Aufsteckbereich der Profile und der Verbindungsbereich des Verbindungselementes im Wesentlichen vollflächig aufeinander aufliegen. Dadurch ist ein Profil in einer einfachen Weise und ohne Hilfsmittel formschlüssig mit dem Verbindungselement zusammenführbar, wobei der Aufsteckbereich des Profils auf den Verbindungsbereich des Verbindungselementes gesteckt wird. Hierzu ist es weiter günstig, dass die Verbindungselemente aus einem Faser-Kunststoff-Verbund gebildet sind, welcher eine unebene bzw. raue Oberfläche aufweist, sodass das Zusammenstecken mit möglichst wenig Reibungswiderstand erfolgt. Durch das nahezu vollständige bzw. vollflächige Aufliegen des Aufsteckbereiches und des Verbindungsbereiches ist zudem eine große Auftragsfläche für Klebstoff oder dergleichen geschaffen und in weiterer Folge eine stabile und große mechanische Belastungen standhaltende Rahmenkonstruktion gebildet.

[0015] Es ist vorteilhaft, wenn die Verbindungselemente aus einem kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff gebildet sind. Alternativ dazu können diese auch aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff gebildet sein. Kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff hat den Vorteil, dass dieser chemisch beständig und langlebig ist. Dadurch sind solche Verbindungselemente vielfältig einsetzbar, insbesondere bei einer Rahmenkonstruktion, welche in einem Reinraum oder dergleichen verwendet wird. Darüber hinaus weisen Verbindungselemente aus einem kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff im Vergleich zu Verbindungselementen aus Stahl oder Aluminium ein geringeres Gewicht auf. Wenngleich die Verbindungselemente vollständig oder teilweise als Vollkörper ausgebildet sein können, ist es günstig, wenn diese innen hohl sind, um ein Eigengewicht derselben nochmals herabzusetzen.

[0016] Vorteilhaft ist es, wenn die Profile aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff gebildet sind. Weiter sind die Profile bevorzugt als Hohlprofile ausgebildet, welche stranggezogen sind. In Kombination mit den kohlenstofffaserverstärkten Verbindungselementen aus Kunststoff kann eine erfindungsgemäße Rahmenkonstruktion in einer Leichtbauweise ausgeführt werden, welche in deren Gesamtheit elektrisch nicht leitend ausgebildet ist. Insbesondere sind die Profile über ein Pultrusionsverfahren hergestellt. Darüber hinaus ist eine Rahmenkonstruktion mit solchen Profilen in Kombination mit oben genannten Verbindungselementen temperaturbeständig ausgebildet. Die Rahmenkonstruktion ist dann in einem Temperaturbereich von -55 °C bis 120 °C, bevorzugt von -40 °C bis 80 °C, insbesondere von -20 °C bis 60 °C, einsetzbar. Dazu ist es zweckmäßig, wenn ein zur Herstellung der stoffschlüssigen Verbindung verwendeter

Klebstoff in diesen Temperaturbereichen auch temperaturbeständig und langlebig ist. Die Profile sind bevorzugt als längliche Hohlprofile mit einem konstanten freien Durchmesser ausgebildet. Weiter ist ein äußerer Umfang derselben bevorzugt entlang der gesamten Länge konstant.

[0017] Zweckmäßig ist es, wenn die Verbindungselemente einen Anschlagbereich umfassen, wobei eine Querschnittsfläche des Anschlagbereiches größer ist als eine Querschnittsfläche des Verbindungsbereiches. Insbesondere sind dabei zumindest zwei Verbindungsbereiche vorgesehen, welche an den Anschlagbereich anschließen und mit einem beliebigen Winkel zueinander angeordnet sind. Eine Querschnittsfläche der Verbindungsbereiche und des Anschlagbereiches ist dabei rechteckig, insbesondere quadratisch. Beim Zusammenstecken eines Verbindungselementes mit einem Profil wird dieses so weit auf den Verbindungsbereich des Verbindungselementes gesteckt, bis dieses am Anschlagbereich ansteht, wobei das Profil den Verbindungsbereich formschlüssig umschließt.

[0018] Hierbei ist es weiter günstig, wenn ein Aufsteckbereich der Profile eine Querschnittsfläche aufweist, welche etwa der Querschnittsfläche des Anschlagbereiches der Verbindungselemente entspricht. Insbesondere ist ein äußerer Umfang zumindest des Aufsteckbereiches der Profile gleich groß wie ein äußerer Umfang des Anschlagbereiches der Verbindungselemente. Weiter entspricht ein freier Durchmesser zumindest des Aufsteckbereiches der Profile einem äußeren Umfang der Verbindungsbereiche des Verbindungselementes. Dadurch ist eine exakte Positionierung eines Profils am Verbindungselement gegeben, da das Profil bis zum Anschlagbereich auf das Verbindungselement steckbar ist, an welchem das Profil ansteht. Bei einer solchen Rahmenkonstruktion gehen somit die Profile bündig auf die Verbindungselemente über und es sind keine offenen Hohlräume vorhanden. Dadurch ist bei einer vollständigen gewebeverstärkten Ausbildung aller außenseitigen Bereiche der Elemente der Rahmenkonstruktion dieselbe komplett chemisch beständig ausgebildet und kann in Reinräumen verwendet werden. Insbesondere ist eine solche Rahmenkonstruktion beständig gegenüber Phosphorsäure.

[0019] Zweckmäßigerweise sind die Profile stangenförmig und ausgebildet. Insbesondere sind die Profile dabei als Hohlprofile ausgebildet, wenngleich auch vorgesehen sein kann, dass diese eine Aufnahmeaussparung im Aufsteckbereich aufweisen und ansonsten als Vollprofile ausgebildet sind. Die stangenförmigen und gegebenenfalls geraden Profile ermöglichen ein werkzeugloses Aufstecken derselben auf die Verbindungselemente. Eine Querschnittsfläche der Profile ist bevorzugt rechteckig, insbesondere quadratisch, und entspricht einer Querschnittsfläche des Verbindungsbereiches der Verbindungselemente. Es kann jedoch auch eine runde oder ovale Querschnittsfläche der Profile vorgesehen sein. Bevorzugt sind die Profile weiter durch Stranggießen und aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff hergestellt. Eine Länge der stangenförmigen bzw. länglichen Profile kann von Profil zu Profil unterschiedlich sein, abhängig davon, wie die damit hergestellte Rahmenkonstruktion verwendet wird. Neben dem konstanten freien Durchmesser der Profile ist es auch günstig, wenn deren äußerer Durchmesser bzw. Umfang über eine gesamte Länge der Profile konstant ist.

[0020] Insbesondere bei einer Verwendung der Rahmenkonstruktion als Plattform ist es von Vorteil, wenn zumindest ein Plattenmodul vorgesehen ist. Es ist günstig, wenn auch das Plattenmodul ebenfalls aus einem Faser-Kunststoff-Verbund gebildet ist, sodass die Plattform chemisch resistent und witterungsbeständig ist. Bei einer Plattform sind beispielsweise vier stangenförmige Profile als senkrechte Steher vorgesehen, welche untereinander an einem oberen Ende derselben mit weiteren vier stangenförmigen Profilen verbunden sind, wobei die weiteren Profile etwa senkrecht zu den Stehern angeordnet sind und einen Rahmen ausbilden. Eine Verbindung der verschiedenen Profile erfolgt dabei über die Verbindungselemente. An einem oberen Ende dieser Konstruktion ist das Plattenmodul angeordnet, welches mit den Profilen bzw. Verbindungselementen stoffschlüssig verbunden ist, insbesondere über Leisten. Alternativ zum Plattenmodul kann auch zumindest ein Profil selbst plattenförmig ausgebildet und über die Verbindungselemente mit den Stehern verbunden sein, ohne dass weitere stangenförmige Profile vorgesehen sind. Um eine stabile Plattform herzustellen, ist bodenseitig an jedem Steher jeweils ein weiteres Verbindungselement angeordnet. Jedes dieser Verbindungselemente ist als Fuß ausgebildet, wofür an den im Steher angeordneten Verbindungsbereich ein flaches Fußelement anschließt. Dieses Fußelement ist etwa senkrecht zum Steher angeordnet und weist eine größere Querschnittsfläche auf als der Verbindungsbereich, beispielsweise eine etwa 2-mal bis 5mal so große, insbesondere eine etwa 3-mal bis 4-mal so große Querschnittsfläche.

[0021] Eine Verwendung einer erfindungsgemäßen Rahmenkonstruktion erfolgt mit Vorteil als Plattform in einem Reinraum.

[0022] Das weitere Ziel wird erreicht, wenn bei einem Verfahren der eingangs genannten Art eine Negativform eines Verbindungselementes mit einem Faser-Kunststoff-Verbund ausgelegt wird, wonach der Faser-Kunststoff-Verbund unter Vakuum auf die Negativform gepresst wird, um ein Verbindungselement herzustellen, wonach die Rahmenkonstruktion mit den Verbindungselementen hergestellt wird.

[0023] E in damit erzielter Vorteil ist insbesondere darin zu sehen, dass dadurch eine Rahmenkonstruktion mit einem chemisch beständigen sowie elektrisch nicht leitenden Verbindungselement in einer einfachen Weise einteilig und hohl hergestellt wird. Die Negativform ist beispielsweise zweiteilig ausgebildet, wobei die zwei Teile nach einem Auslegen derselben mit einer Schicht eines Faser-Kunststoff-Verbundes kraftschlüssig miteinander verbunden werden, um in weiterer Folge ein einteiliges Verbindungselement herzustellen. Zum Pressen des Faser-Kunststoff-Verbundes auf die Negativform wird auf diesem ein Vakuumsack angeordnet und die Negativform samt dem Faser-Kunststoff-Verbund und dem Vakuumsack beispielsweise in einem Autoklav unter Vakuum thermisch behandelt. Die Verbindungselemente werden mit Vorteil mit einem Anschlagbereich und zumindest zwei sich von diesem erstreckenden Verbindungsbereichen gefertigt. Nach der thermischen Behandlung wird die zweiteilige Negativform wieder geöffnet und das einteilige Verbindungselement wird aus der Form genommen. Eine solche Negativform kann mehrmals verwendet werden. Es werden mehrere Verbindungselemente hergestellt, wobei sich eine Form derselben jeweils unterscheiden kann. Diese werden zur Herstellung einer Rahmenkonstruktion modular mit den Profilen zusammengefügt.

[0024] Es ist von Vorteil, wenn die Verbindungselemente aus einem kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff hergestellt werden. Alternativ dazu können diese auch aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff hergestellt werden. Im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Verbindungselementen, welche aus Stahl oder Aluminium gefertigt werden, ist ein solches Verbindungselement leichter, wodurch in weiterer Folge die gesamte Rahmenkonstruktion weniger Eigengewicht aufweist.

[0025] Es ist vorteilhaft, wenn die Profile stranggezogen werden, bevorzugt aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff. Diese Pultrusinsprofile werden weiter so hergestellt, dass ein exaktes Zusammenstecken derselben mit den Verbindungselementen möglich ist. Es werden also mit Vorteil sowohl die Verbindungselemente als auch die Profile aus einem Faser-Kunststoff-Verbund hergestellt, wodurch eine damit zusammengefügte Rahmenkonstruktion mechanisch belastbar, chemisch beständig und langlebig sowie elektrisch nicht leitend ausgebildet ist. Die stranggezogenen Profile werden hohl und länglich bzw. stangenförmig ausgebildet, sowie mit einem über deren Länge konstanten inneren freien Durchmesser, um einerseits ein Eigengewicht derselben herabzusetzen und andererseits eine Herstellung der Profile zu vereinfachen.

[0026] Es ist von Vorteil, wenn zumindest zwei Profile formschlüssig und stoffschlüssig mit zumindest zwei Verbindungsbereichen eines Verbindungselementes verbunden werden, wobei die Profile die Verbindungsbereiche formschlüssig umschließen. Hierzu wird ein Aufsteckbereich eines Profils auf den Verbindungsbereich eines Verbindungselementes formschlüssig aufgesteckt. Die Verbindung wird werkzeuglos hergestellt, wobei die Profile bzw. der Aufsteckbereich der Profile formschlüssig bzw. exakt im Verbindungsbereich der Verbindungselemente positioniert wird. Ein Verbindungselement wird mit zumindest einem Profil, bevorzugt mit mehreren verbunden, wobei die Profile dann einen Winkel zueinander einschließen, welcher von einer Anordnung der Verbindungsbereiche am Verbindungselement vorgegeben ist bzw. dieser entspricht. Zwei oder mehr Profile werden beispielsweise mit jeweils einem Winkel von 90° zueinander angeordnet. Winkel von zwei oder mehr Verbindungsbereichen eines Verbindungsele- mentes können jedoch beliebig groß sein.

[0027] Es ist hierbei zweckmäßig, wenn die Profile stoffschlrissig mit den Verbindungsbereichen der Verbindungselemente verbunden werden, um eine hergestellte Rahmenkonstruktion weiter zu fixieren. Ein Überlappungsbereich zwischen den Profilen und dem Verbindungselement wird beispielsweise mit Klebstoff stoffschlüssig verbunden. Ein hierzu verwendeter Klebstoff ist bevorzugt in der chemischen Beständigkeit an jene der Profile und Verbindungselemente angepasst.

[0028] Es kann weiter günstig sein, wenn ein Plattenmodul auf die Rahmenkonstruktion geklebt wird. Dadurch wird eine Plattform hergestellt, welche bei einer Ausbildung des Plattenmoduls aus einem Faser-Kunststoff-Verbund in einem Reinraum bzw. in Chemieanlagen, in welchen Reinraumbedingungen einzuhalten sind, verwendet werden kann.

[0029] Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen ergeben sich aus den nachfolgend dargestellten Ausführungsbeispielen. In den Zeichnungen, auf welche dabei Bezug genommen wird, zeigen: [0030] Fig. 1 eine Explosionsdarstellung einer erfindungsgemäßen Rahmenkonstruktion; [0031] Fig. 2 eine Explosionsdarstellung einer weiteren erfindungsgemäßen Rahmenkon struktion; [0032] Fig. 3 ein Verbindungselement einer erfindungsgemäßen Rahmenkonstruktion; [0033] Fig. 4 ein weiteres Verbindungselement einer erfindungsgemäßen Rahmenkonstruk tion; [0034] Fig. 5 einen Schnitt durch einen Teil einer erfindungsgemäßen Rahmenkonstruktion.

[0035] Fig. 1 zeigt eine Explosionsdarstellung einer erfindungsgemäßen Rahmenkonstruktion 1, umfassend mehrere modular zusammengefügte Profile 2 und Verbindungselemente 3. Die Profile 2 sind dabei formschlüssig auf die Verbindungselemente 3 aufgesteckt und stoffschlüssig mit diesen verbunden, insbesondere geklebt. Die Profile 2 und die Verbindungselemente 3 sind aus einem Faser-Kunststoff-Verbund gebildet. Besonders bevorzugt sind die Profile 2 gänzlich aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff stranggezogen und die Verbindungselemente 3 gänzlich aus einem kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff gebildet. Durch die Ausbildung der Rahmenkonstruktion 1 aus einem Faser-Kunststoff-Verbund ist diese chemisch beständig. Außerdem ist die Rahmenkonstruktion 1 elektrisch nicht leitend, langlebig und weist ein geringes Eigengewicht auf. Bei einer zusätzlichen hohlen Ausbildung der Profile 2 und Verbindungselemente 3 weist die Rahmenkonstruktion 1 ein besonders niedriges Gewicht auf.

[0036] In Fig. 1 stellt die Rahmenkonstruktion 1 eine Art Gerüst dar, wobei vier Profile 2 als Steher verwendet sind. Diese Profile 2 sind jeweils über ein Verbindungselement 3 mit zwei weiteren Profilen 2 verbunden, welche etwa senkrecht zu den Stehern ausgerichtet und untereinander zu einem Rahmen verbunden sind. Zum Verbinden von jeweils drei Profilen 2 umfasst jedes Verbindungselement 3 gemäß Fig. 1 drei Verbindungsbereiche 4, welche formschlüssig innerhalb der Profile 2 angeordnet und stoffschlüssig mit denselben verbunden sind.

[0037] Eine weitere Explosionsdarstellung einer erfindungsgemäßen Rahmenkonstruktion 1 ist in Fig. 2 gezeigt. Eine solche Rahmenkonstruktion 1 wird beispielsweise als Plattform in einem Reinraum verwendet. Ein Teil der Rahmenkonstruktion 1 ist wie in Fig. 1 mit vier Profilen 2 als Steher, welche über Verbindungselemente 3 mit vier weiteren einen Rahmen ausbildenden Profilen 2 verbunden sind, aufgebaut. Die Steher sind an deren unterem Ende mit jeweils einem weiteren Verbindungselement 3 form- und stoffschlüssig verbunden. Diese Verbindungselemente 3 umfassen jeweils nur einen Verbindungsbereich 4, an welchen ein flaches Fußelement 8 anschließt. Das Fußelement 8 weist eine größere Querschnittsfläche auf als der Verbindungsbereich 4 und verleiht der als Plattform ausgebildeten Rahmenkonstruktion 1 Stabilität. Des Weiteren ist die Rahmenkonstruktion 1 an deren oberen Ende mit einem Plattenmodul 7 abgeschlossen. Das Plattenmodul 7 ist über Leisten 9 mit den Rahmen ausbildenden Profilen 2 stoffschlüssig verbunden. Insbesondere sind die Leisten 9 auf den Rahmen und das Platten- modul 7 auf die Leisten 9 geklebt. Die Leisten 9 sind L-förmig ausgebildet und das Plattenmodul 7 ist so auf einen unteren waagrecht ausgebildeten Schenkel der L-förmigen Leisten 9 geklebt, dass ein senkrecht ausgebildeter Schenkel der L-förmigen Leisten 9 über das Plattenmodul 7 herausragt. In Fig. 2 ist weiter ein den Rahmen stabilisierendes weiteres, mittig angeordnetes Profil 2 vorgesehen, welches über L-förmige Verbinder 10 auf zwei sich gegenüberliegenden Profilen 2 des Rahmens etwa mittig auf dieselben geklebt ist. Das weitere Profil 2 bildet somit eine Querstrebe, welche etwa parallel zu den zwei weiteren Profilen 2 des Rahmens ausgerichtet ist, mit welchen dieses nicht verbunden ist. Insbesondere zur Verwendung in einem Reinraum sind alle Elemente der Rahmenkonstruktion 1 aus einem Faser-Kunststoff-Verbund hergestellt sowie werkzeugfrei und ohne kraftschlüssige Verbindung miteinander verbunden.

[0038] Fig. 3 zeigt ein Verbindungselement 3 zur Verwendung in einer Rahmenkonstruktion 1. Dieses Verbindungselement 3 umfasst einen Anschlagbereich 6 und drei Verbindungsbereiche 4, welche sich unter verschiedenen Winkeln vom Anschlagbereich 6 erstrecken. In Fig. 3 weisen dabei jeweils zwei benachbarte Verbindungsbereiche 4 einen Winkel von 90° zueinander auf. Es können jedoch beliebig viele Verbindungsbereiche 4 mit beliebigen Winkeln vorgesehen sein, sodass zwei oder mehr Profile 2 mit einem beliebigen Winkel zueinander anordenbar sind. Eine Querschnittsfläche der verschiedenen Bereiche des Verbindungselementes 3 ist jeweils quadratisch, wobei sich die Querschnittsflächen der Verbindungsbereiche 4 entsprechen. Grundsätzlich ist es möglich, dass die Bereiche des Verbindungselementes 3 eine beliebige Querschnittsfläche aufweisen, beispielsweise eine runde, ovale oder rechteckige. Um eine formschlüssige Verbindung mit den Profilen 2 herzustellen, weisen die Profile 2 stets dieselbe Querschnittsfläche wie die Verbindungsbereiche 4 der Verbindungselemente 3 auf. Weiter ist die Querschnittsfläche des Anschlagbereiches 6 größer als die Querschnittsfläche der daran anschließenden Verbindungsbereiche 4, sodass das Profil 2 so weit über den Verbindungsbereich 4 gesteckt bzw. geschoben werden kann bis dieses beim Anschlagbereich 6 anstößt. Günstig ist es, wenn ein äußerer Umfang des Profils 2 dem äußeren Umfang des Anschlagbereiches 6 entspricht, damit die Profile 2 und die Verbindungselemente 3 der Rahmenkonstruktion 1 jeweils bündig zueinander abschließen. Das Verbindungselement 3 ist weiter vollständig hohl ausgebildet, um ein Eigengewicht desselben niedrig zu halten.

[0039] In Fig. 4 ist ein weiteres Verbindungselement 3 gezeigt. Dieses umfasst zwei Verbindungsbereiche 4, welche unmittelbar aneinander anschließen. Ein Anschlagbereich 6 ist in diesem Fall nicht notwendig, da nur zwei in einem Winkel zueinander angeordnete Verbindungsbereiche 4 vorgesehen sind, sodass ein Profil 2 beim Aufstecken auf einen Verbindungsbereich 4 beim zweiten Verbindungsbereich 4 ansteht. Das Verbindungselement 3 ist hohl ausgebildet.

[0040] Fig. 5 zeigt einen Schnitt durch einen Teil einer Rahmenkonstruktion 1. Hierbei ist ein Verbindungselement 3 mit zwei Verbindungsbereichen 4 gezeigt, auf welche jeweils ein Profil 2 gesteckt ist. Die Verbindungsbereiche 4 sind jeweils formschlüssig und stoffschlüssig mit einem Aufsteckbereich 5 der jeweiligen Profile 2 verbunden. Der Aufsteckbereich 5 der Profile 2 und die Verbindungsbereiche 4 der Verbindungselemente 3 liegen nahezu vollflächig aufeinander auf, um eine große Fläche für eine lang anhaltende stoffschlüssige Verbindung herzustellen. Zur Herstellung der stoffschlüssigen Verbindung wird bevorzugt ein Klebstoff verwendet, welcher über einen langen Zeitraum von bis zu 15 Jahren oder länger witterungsbeständig und chemisch beständig ist. In Fig. 5 ist weiter gezeigt, dass auch die Profile 2 als Hohlprofile mit konstantem freien Durchmesser ausgebildet sind, um wiederum ein Eigengewicht derselben einzuschränken.

[0041] Die erfindungsgemäße Rahmenkonstruktion 1 kann in verschiedenen Bereichen verwendet werden, wie beispielsweise in einem Reinraum. Darüber hinaus eignet sich diese als Arbeitsplattform oder Montageplattform, insbesondere bei Kraftwerken oder in der Schienenindustrie. Weiter kann die Rahmenkonstruktion 1 als Steigtechnik, im Stiegenbau oder als Zugangssystem für die Luftfahrt eingesetzt werden. Zudem ist es möglich, die Rahmenkonstruktion 1 als mobilen Turm oder mobile Plattform einzusetzen, beispielsweise als Telekommunikationsturm. Insbesondere wird eine säurebeständige Rahmenkonstruktion in Chemieanlagen, in welchen Reinraumbedingungen eingehalten werden müssen, verwendet.

[0042] Zur Herstellung einer Rahmenkonstruktion 1 werden Profile 2 und Verbindungselemente 3 formschlüssig und kraftschlüssig modular miteinander verbunden. Die Profile 2 werden bevorzugt aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff stranggegossen, wobei diese als Hohlprofile ausgebildet werden und an beiden Enden einen Aufsteckbereich 5 aufweisen. Zur Herstellung der Verbindungselemente 3 wird eine Negativform eines Verbindungselementes 3 mit einem Faser-Kunststoff-Verbund, insbesondere mit einem kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff ausgelegt, wonach der Faser-Kunststoff-Verbund unter Vakuum auf die Negativform gepresst wird. Die Profile 2 und die Verbindungselemente 3 werden jeweils einteilig und hohl hergestellt. Die Negativform ist zweiteilig ausgebildet, wobei die zwei Teile nach einem Auslegen derselben mit dem kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff kraftschlüssig lösbar miteinander verbunden werden, um in weiterer Folge das einteilige Verbindungselement 3 herzustellen. Zum Pressen des kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffs auf die Negativform wird auf diesem ein Vakuumsack angeordnet und die Negativform samt dem kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff und dem Vakuumsack in einem Autoklav unter Vakuum thermisch behandelt. Ein Verbindungselement 3 wird mit Vorteil mit einem Anschlagbereich 6 und zumindest zwei sich von diesem erstreckenden Verbindungsbereichen 4 gefertigt. Nach der thermischen Behandlung wird die zweiteilige Negativform wieder geöffnet und das einteilige Verbindungselement 3 wird aus der Form genommen. Eine solche Negativform wird mehrmals verwendet. Es werden mehrere Verbindungselemente 3 hergestellt, wobei sich eine Form derselben jeweils unterscheiden kann. Diese werden zur Herstellung der Rahmenkonstruktion 1 modular mit den Profilen 2 zusammengefügt.

Claims (15)

1. Patentansprüche

   1. Rahmenkonstruktion (1), umfassend mehrere Profile (2) und mehrere Verbindungselemente (3), wobei die Profile (2) und die Verbindungselemente (3) modular zusammengefügt sind, wobei die Verbindungselemente (3) zumindest einen Verbindungsbereich (4) umfassen, welcher formschlüssig innerhalb eines Profils (2) angeordnet und stoffschlüssig mit diesem verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente (3) und die Profile (2) aus einem Faser-Kunststoff-Verbund gebildet sind.
2. 2. Rahmenkonstruktion (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Aufsteckbereich (5) der Profile (2) und der Verbindungsbereich (4) des Verbindungselementes (3) im Wesentlichen vollflächig aufeinander aufliegen.
3. 3. Rahmenkonstruktion (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente (3) aus einem kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff gebildet sind.
4. 4. Rahmenkonstruktion (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Profile (2) aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff gebildet sind.
5. 5. Rahmenkonstruktion (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente (3) einen Anschlagbereich (6) umfassen, wobei eine Querschnittsfläche des Anschlagbereiches (6) größer ist als eine Querschnittsfläche des Verbindungsbereiches (4).
6. 6. Rahmenkonstruktion (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufsteckbereich (5) der Profile (2) eine Querschnittsfläche aufweist, welche etwa der Querschnittsfläche des Anschlagbereiches (6) der Verbindungselemente (3) entspricht.
7. 7. Rahmenkonstruktion (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Profile (2) stangenförmig ausgebildet sind.
8. 8. Rahmenkonstruktion (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Plattenmodul (7) vorgesehen ist.
9. 9. Verwendung einer Rahmenkonstruktion (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 als Plattform in einem Reinraum.
10. 10. Verfahren zur Herstellung einer Rahmenkonstruktion (1) aus mehreren Profilen (2) und mehreren Verbindungselementen (3), welche modular zusammengefügt werden, insbesondere einer Rahmenkonstruktion (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Negativform eines Verbindungselementes (3) mit einem Faser-Kunststoff-Verbund ausgelegt wird, wonach der Faser-Kunststoff-Verbund unter Vakuum auf die Negativform gepresst wird, um ein Verbindungselement (3) herzustellen, wonach die Rahmenkonstruktion (1) mit den Verbindungselementen (3) hergestellt wird.
11. 11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente (3) aus einem kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff hergestellt werden.
12. 12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Profile (2) stranggezogen werden, bevorzugt aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff.
13. 13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Profile (2) formschlüssig und stoffschlüssig mit zumindest zwei Verbindungsbereichen (4) eines Verbindungselementes (3) verbunden werden, wobei die Profile die Verbindungsbereiche (4) formschlüssig umschließen.
14. 14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Profile (2) stoffschlüssig mit den Verbindungsbereichen (4) der Verbindungselemente (3) verbunden werden.
15. 15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Plattenmodul (7) auf die Rahmenkonstruktion (1) geklebt wird. Hierzu 3 Blatt Zeichnungen