DE202015102952U1

DE202015102952U1 - Verbindungssystem

Info

Publication number: DE202015102952U1
Application number: DE202015102952.7U
Authority: DE
Original assignee: USM Holding AG
Current assignee: USM Holding AG
Priority date: 2015-06-08
Filing date: 2015-06-08
Publication date: 2015-06-23
Anticipated expiration: 2025-06-09

Abstract

Verbindungssystem für Raumausstattungen, welches ein erstes Element (1) mit mindestens einem zylinderförmigen Zapfen (2; 2.1, 2.2) und ein zweites Element (16.1, 16.2) mit mindestens einer Zapfenaufnahme (17.1, 17.2) mit runder Öffnung umfasst, wobei der Zapfen (2; 2.1, 2.2) mindestens eine sich über einen Teilumfang erstreckende Nut (4.1–4.6) mit einem ersten Ende (5) und einem zweiten Ende (6) umfasst, sowie die Zapfenaufnahme (17.1, 17.2) mindestens eine in die Öffnung ragende Ausbuchtung (15.1, 15.2, 15.3) aufweist, welche in die Nut (4.1–4.6) des Zapfens (2; 2.1, 2.2) einführbar ist dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Ausbuchtung (15.1, 15.2, 15.3) in axialer Richtung kleiner ist als die Breite (B) der Nut (4.1–4.6) an einem ersten Ende (5) der Nut (4.1–4.6), jedoch grösser als die Breite (B) der Nut (4.1–4.6) an einem zweiten Ende (6) der Nut (4.1–4.6) ist und die Breite (B) der Nut (4.1–4.6) vom ersten Ende (5) der Nut (4.1–4.6) zum zweiten Ende (6) der Nut (4.1–4.6) hin abnimmt, wodurch eine lösbare, axial form- und kraftschlüssige Verbindung zwischen der mindestens einen Ausbuchtung (15.1, 15.2, 15.3) und der mindestens einen Nut (4.1–4.6) ermöglicht wird.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Verbindungssystem für Raumausstattungen, welches mindestens einen zylinderförmigen Zapfen und mindestens eine Zapfenaufnahme mit runder Öffnung zur Aufnahme des Zapfens umfasst.
Stand der Technik
Ausstattungssysteme zur Raumgestaltung sind häufig modular aufgebaut. Abschirmwände beispielsweise bestehen aus mehreren Elementen, um die Wand optimal auf den Arbeitsplatz abstimmen zu können. Dabei haben die Abschirmwände häufig eine tragende Rohrkonstruktion und einem Überzug aus Flies, Stoff oder ähnlichem. Die einzelnen Elemente werden mit Verbindungsstücken verbunden.
Diese Verbindungsstücke weisen typischerweise einen Zapfen auf, der in die Rohrkonstruktion eingeführt wird. Häufig kann der Zapfen nach dem Einführen in eine Arretierstellung gedreht werden, um das Verbindungstück gegen unerwünschtes Lösen zu sichern. Mit diesen Verbindungsstücken sind die einzelnen Ausstattungselemente lösbar miteinander verbunden. Dabei müssen die Verbindungsstücke optisch unauffällig sein und es sollen keine Stifte, Schrauben oder Keile vorstehen. Die Verbindungsstücke sollen die Ausstattungselemente exakt in einer Linie ausrichten. Ausserdem müssen die Verbindungsstücke einfach zu montieren sein, gleichzeitig aber eine hohe Stabilität und Festigkeit aufweisen. Weiter sollen die Verbindungsstücke eine spielfreie Verbindung ermöglichen.
Solche Verbindungsstücke zeigt beispielsweise WO 2008/074066 A1 (A. Keyvanloo). Der offenbarte Zapfen weist mehrere am Umfang angeordnete Zahnelemente auf, die in entsprechende Aussparungen in einem Vierkantrohr greifen. Zum Montieren wird der Zapfen um 45° relativ zum Rohr gedreht eingeführt. Die Arretierung erfolgt, indem der Zapfen um die 45° zurück gedreht wird, so dass die Zahnelemente des Zapfens in die Aussparungen des Rohrs greifen. Der Zapfen ist dadurch in axialer wie auch in radialer Richtung formschlüssig mit dem Rohr verbunden. Da der Zapfen aber nicht geklemmt wird, ist keine vollständig spielfreie Verbindung gesichert.
DE 102 10 885 C1 (B. Gugelberger) löst dies, indem der Zapfen beim Eindrehen radial geklemmt wird und so spielfrei und kraftschlüssig arretiert ist. Das Verbindungsstück weist einen Zapfen auf mit zwei um 180° versetzten keilförmigen Nocken, die von einer gedachten Zylinderfläche ansteigen und steil wieder auf die Zylinderfläche abfallen. Die Öffnung der Zapfenaufnahme hat eine entsprechende Gegenform. Der Zapfen kann in einer Fügestellung in die Öffnung eingeschoben werden. Wird er in die Endstellung gedreht, verspannt sich der Zapfen radial wegen den keilförmigen Nocken in der Öffnung. Die beschriebene Verbindung erlaubt jedoch keine axiale Festklemmung des Zapfens.
Eine axiale kraftschlüssige Verspannung ist in US 5,403,043 (M. Smet) offenbart. Das Dokument beschreibt eine Verbindung von zwei Rohren. Mehrere axial hintereinander angeordnete Rippen in einem äusseren Rohr formen ein unterbrochenes Innengewinde. Ein inneres Rohr mit einem kleineren Rohrdurchmesser weist ein entsprechendes Aussengewinde auf, das ebenfalls Aussparungen in axialer Richtung hat. Dank den Aussparungen können inneres und äusseres Rohr axial zusammengeführt werden. Liegt das innere Rohr an einem axialen Anschlag auf, kann es relativ zum äusseren Rohr gedreht werden, so dass das Aussengewinde des inneren Rohrs in das Innengewinde des äusseren Rohrs greift. Damit wird das innere Rohr axial in das äussere Rohr verspannt. Durch die offenbarte Bauweise ist jedoch kein radiales Festklemmen möglich.
In DE 22 2011 002 161 U1 (Milos Concepts GmbH) ist ein Knotenelement beschrieben, welches mehrere Stabelemente verbindet. Die Stabelemente weisen stirnseitig in axialer Richtung vier teilweise eingeschraubte Schrauben auf. Das würfelförmige Knotenelement hat auf jeder Seite eine Öffnung, die die herausragenden Schrauben der Stabelemente aufnimmt. An jeder Seite des Knotenelements kann ein Stabelement mit den Schrauben axial eingeführt werden. Durch relatives Drehen des Stabelements zum Knotenelement, verrastet jeder Schraubenschaft in eine Einbuchtung im Knotenelement. Damit ist das Stabelement radial formschlüssig mit dem Knotenelement verbunden.
Axial ist das Stabelement durch den Schraubenkopf formschlüssig im Knotenelement gesichert. Durch die offenbarte Bauweise mit den vier Schrauben, benötigt die Verbindung relativ viel Platz. Ausserdem ist die Verbindung nicht kraftschlüssig und damit nicht vollständig spielfrei.
Die im Stand der Technik bekannten Verbindungen weisen entweder nur eine radiale oder nur eine axiale formschlüssige Verbindung und/oder nur einen radialen oder nur einen axialen Kraftschluss zwischen einem Rohr und einem Verbindungsstück auf. Eine vollständig spielfreie und sehr stabile Verbindung ist damit nicht gegeben.
Darstellung der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, ein dem eingangs genannten technischen Gebiet zugehörendes Verbindungssystem zu schaffen, welches eine lösbare, unauffällige, jedoch stabile und vollständig spielfreie Verbindung der Ausstattungselemente ermöglicht.
Die Lösung der Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 definiert. Gemäss der Erfindung umfasst das Verbindungssystem für Raumausstattungen ein erstes Element mit mindestens einem zylinderförmigen Zapfen und ein zweites Element mit mindestens einer Zapfenaufnahme mit runder Öffnung. Der Zapfen weist mindestens eine sich über einen Teilumfang von einem ersten Ende zu einem zweiten Ende erstreckende Nut auf. Die Breite der Nut nimmt vom ersten Ende zum zweiten Ende hin ab. Die Zapfenaufnahme verfügt über mindestens eine Ausbuchtung, welche in die Öffnung ragt und welche in die mindestens eine Nut einführbar ist. Die mindestens eine Ausbuchtung ist in axialer Richtung kleiner als die Breite der Nut am ersten Ende, jedoch grösser als die Breite der Nut am zweiten Ende. Somit ist eine lösbare, in axialer Richtung form- und kraftschlüssige Verbindung zwischen der mindestens einen Ausbuchtung und der mindestens einen Nut möglich.
Der Begriff Raumausstattungen umfasst insbesondere Möbel, Raumtrennsysteme, Sichtschutzwände, Regalsysteme, Messeständer, Präsentationswände und Schallwände, vorzugsweise für den Innenbereich. Das erfindungsgemässe Verbindungssystem ist vorzugsweise in eine Tragstruktur für die zuvor genannten Raumausstattungen integriert, insbesondere in einer aus Röhren bestehenden Tragstruktur. Mit dem Verbindungssystem können beispielsweise Raumtrennwände in einer Linie oder in einem Winkel miteinander verbunden werden, um einzelne Arbeitsplätze voneinander abzutrennen. Weiter bevorzugt kann das erfindungsgemässe Verbindungssystem dazu verwendet werden, die einzelnen Trennwände mit dem Boden, einer Wand oder einer anderen Raumausstattung zu verbinden.
Wird der Zapfen axial in die Zapfenaufnahme eingeführt, befindet sich die Ausbuchtung in einer Grundposition beim ersten Ende der Nut, wo die Breite der Nut am grössten ist. Durch eine Drehbewegung des Zapfens relativ zur Zapfenaufnahme um seine axiale Mittelachse kann der Zapfen in eine Endposition gebracht werden, in welcher sich die mindestens eine Ausbuchtung in einem Bereich des zweiten Endes der Nut befindet. Durch die Drehbewegung wird eine Verspannung der Ausbuchtung in axialer Richtung zwischen Seitenwänden der Nut erreicht, wodurch eine lösbare, axial form- und kraftschlüssige Verbindung zwischen Ausbuchtung und Nut ermöglicht wird. Das bietet den Vorteil, dass sich der Zapfen in axialer Richtung spielfrei und rüttelfest mit der Zapfenaufnahme verbinden lässt. Der Zapfen ist damit auch gegen unerwünschtes Lösen gesichert.
Ist der Zapfen in die Zapfenaufnahme eingeschoben, jedoch noch nicht in die Endposition gedreht, berührt die mindestens eine Ausbuchtung die Seitenwände, welche mindestens eine Nut in axialer Richtung begrenzen nicht. Da die Breite der Nut vom ersten Ende zum zweiten Ende hin kontinuierlich abnimmt, wird die axiale Verspannung ebenfalls kontinuierlich aufgebaut. Aus diesem Grund ist ein unerwünschtes Verklemmen des Zapfens vor Erreichen der Endposition ausgeschlossen. Das bietet den Vorteil, dass der Zapfen einfach und rasch montier- und demontierbar ist.
Der Aussendurchmesser des Zapfens entspricht vorzugsweise im Wesentlichen dem Innendurchmesser der Zapfenaufnahme, so dass der Zapfen ohne merkliches Spiel in die Zapfenaufnahme einführbar ist.
Der Zapfen und die Zapfenaufnahme können aus Kunststoff oder Metall gefertigt sein. Beispielsweise kann der Zapfen mittels Kunststoffspritzguss hergestellt werden, wobei zur Verstärkung innen eine Einlage aus Metall vorgesehen ist. Insbesondere kann ein derartiger Zapfen durch Aufspritzen des Kunststoffs auf ein Metallröhrchen hergestellt werden. Der Zapfen kann aber auch durch spanende Bearbeitung, beispielsweise durch Drehen und Fräsen aus einem Metall, insbesondere aus Stahl oder Aluminium gefertigt werden.
Die Zapfenaufnahme ist in einer bevorzugten Variante aus einem Metallrohr hergestellt. Die mindestens eine Ausbuchtung der Zapfenaufnahme ist bevorzugt durch Stanzen gefertigt. Dadurch ist die Herstellung der Zapfenaufnahme besonders einfach, da die mindestens eine Ausbuchtung mittels Stanzen von aussen her in die Zapfenaufnahme eingebracht werden kann.
Alternativ dazu kann die Öffnung der Zapfenaufnahme auch durch eine Bohrung in einen Körper hergestellt werden. In diesem Fall kann die mindestens eine Ausbuchtung durch Stifte oder Keile ausgebildet werden, welche in die Öffnung montiert werden, beispielsweise mittels radial zur Öffnung stehende Löcher.
Bevorzugt nimmt ein radiales Abmass der mindestens einen Nut vom ersten Ende zum zweiten Ende hin ab, wodurch eine lösbare, radiale kraftschlüssige Verbindung zwischen der mindestens einen Ausbuchtung und der mindestens einen Nut ermöglicht wird.
Das radiale Abmass oder die Tiefe der mindestens einen Nut entspricht dem Abstand zwischen Aussendurchmesser des Zapfens zur Grundfläche der mindestens einen Nut in radialer Richtung.
Befindet sich der Zapfen in der Grundposition, liegt die mindestens eine Ausbuchtung der Zapfenaufnahme beim ersten Ende der mindestens einen Nut, wo das radiale Abmass derselben am grössten ist. Durch eine Drehbewegung des Zapfens in Richtung der Endposition kann eine Verspannung der mindestens einen Ausbuchtung innerhalb der mindestens einen Nut und somit des Zapfens in der Zapfenaufnahme erreicht werden.
Das sich in Umfangrichtung ändernde radiale Abmass der mindestens einen Nut wirkt zusammen mit der mindestens einen Ausbuchtung wie ein Keil. In der Endposition drückt die mindestens eine Ausbuchtung auf die Grundfläche der mindestens einen Nut und verspannt so den Zapfen radial in der Zapfenaufnahme. Damit ist der Zapfen radial vollständig spielfrei mit der Zapfenaufnahme verbunden. Zusammen mit der axialen Verspannung ermöglicht die radiale Verspannung eine vollständig fixierte, spielfreie und rüttelfeste Verbindung von Zapfen und Zapfenaufnahme. Ausserdem sichert die Verspannung den Zapfen gegen unerwünschtes Lösen.
In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt das Abmass der mindestens einen Nut am zweiten Ende null, das heisst, dass die mindestens eine Nut zum zweiten Ende hin auf eine Mantelfläche des Zapfens ausläuft. Damit die mindestens eine Ausbuchtung in die mindestens eine Nut eingeführt werden kann, ist das Abmass der mindestens einen Nut am ersten Ende grösser als oder gleich gross wie die radiale Höhe der mindestens einen Ausbuchtung.
Alternativ kann die Nut am zweiten Ende eine radiale Tiefe haben, die grösser ist als null.
Vorzugsweise weist zumindest eine Teilfläche einer Grundfläche der mindestens einen Nut Rillen auf, wodurch die mindestens eine Ausbuchtung in der mindestens einen Nut radial formschlüssig arretiert wird. Die Rillen sind in Umfangrichtung hintereinander angeordnet und erstrecken sich über die gesamte axiale Breite der mindestens einen Nut.
Die Rillen liegen in Umfangrichtung nebeneinander und erstrecken sich zumindest über einen Teil der Grundfläche. Die Rillen sind so ausgeformt, dass sie die mindestens eine Ausbuchtung der Zapfenaufnahme an deren Spitze formschlüssig arretieren. In der Endposition ist damit der Zapfen radial sowohl kraft- wie auch formschlüssig mit der Zapfenaufnahme verbunden. Das bietet den Vorteil, dass eine zusätzliche Sicherung des Zapfens ermöglicht wird, so dass dieser spielfrei und rüttelfest mit der Zapfenaufnahme verbindbar ist. Die Rillen sichern ausserdem den Zapfen zusätzlich gegen unerwünschtes Lösen.
Alternativ können sich die Rillen in Umfangrichtung auch über die gesamte Grundfläche der Nut erstrecken.
Durch die Rillen ergibt sich bei der Bewegung der mindestens einen Ausbuchtung in der mindestens einen Nut zum zweiten Ende hin zudem ein Rasteffekt, mit welchem sich die Winkelposition der mindestens einen Ausbuchtung in der mindestens einen Nut kontrollieren lässt.
Die mindestens eine Ausbuchtung ist vorzugsweise in axialer Richtung der Zapfenaufnahme ausgerichtet und weist eine längliche Form auf. Die längliche Form hat im axialen Querschnitt bevorzugt die Form eines Kreissegments. Die längliche Form der Ausbuchtung ermöglicht eine gute kraftschlüssige Verbindung zwischen der mindestens einen Ausbuchtung und der mindestens einen Nut sowie ein zuverlässiges Einrasten der Ausbuchtung in allfällig vorhandenen Rillen.
Alternativ kann der axiale Querschnitt der Ausbuchtung auch eine andere Form aufweisen, beispielsweise die Form eines Dreiecks, eines Vierecks oder eines beliebigen Polygons.
Vorteilhafterweise ist die radiale Höhe der mindestens einen Ausbuchtung kleiner als das radiale Abmass der Nut am ersten Ende. Jedoch ist die radiale Höhe der mindestens einen Ausbuchtung grösser als das radiale Abmass der Nut am zweiten Ende. Ist der Zapfen in die Zapfenaufnahme eingeschoben, jedoch nicht um die Zapfenachse in die Endstellung gedreht, berührt die mindestens eine Ausbuchtung die Grundfläche der mindestens einen Nut nicht. Da die radiale Höhe der mindestens einen Ausbuchtung grösser ist als das radiale Abmass der Nut am zweiten Ende, kann durch eine Drehbewegung des Zapfens um seine Mittelachse, so dass sich die Ausbuchtung beim zweiten Ende der mindestens einen Nut befindet, eine radiale Verspannung des Zapfens in der Zapfenaufnahme erreicht werden. Das bietet den Vorteil, dass der Zapfen vollständig spielfrei und rüttelfest mit der Zapfenaufnahme verbindbar ist.
Bevorzugt weist der Zapfen mehrere axial nebeneinander angeordnete Nuten auf. Die Zapfenaufnahme umfasst vorzugsweise gleich viele axial nebeneinander angeordnete Ausbuchtungen, wie der Zapfen Nuten aufweist. Mit mehreren Nuten und Ausbuchtungen ist der Zapfen in der Endstellung mehrfach verspannt. Dadurch wird die Steifigkeit der Verbindung erhöht und die Sicherung gegen unerwünschtes Lösen verbessert.
In einer alternativen Ausführungsform können mehrere in Umfangrichtung nacheinander angeordnete Nuten am Zapfen angeordnet sein. Ferner kann die Zapfenaufnahme ebenfalls über dieselbe Anzahl an in Umfangrichtung nacheinander angeordneten Ausbuchtungen verfügen.
Alternativ kann der Zapfen über mehrere in Umfangrichtung nacheinander angeordnete Nuten verfügen, während die Zapfenaufnahme in Umfangrichtung nur eine Ausbuchtung aufweist. Dadurch ist es möglich, den Zapfen in unterschiedlichen Winkelstellungen in die Zapfenaufnahme einführen und anschliessend in die Endposition zu verdrehen. Dies vereinfacht das Zusammenfügen des ersten Elements mit dem zweiten Element, da der Zapfen nicht nur in einer einzigen, spezifischen Ausrichtung relativ zur Zapfenaufnahme eingeführt werden kann, sondern dies in mehreren Ausrichtungen möglich ist.
Vorzugsweise weist der Zapfen einen axialen Anschlag auf, der die mindestens eine Nut des Zapfens axial relativ zur mindestens einen Ausbuchtung der Zapfenaufnahme ausrichtet. Ist der Zapfen axial in die Zapfenaufnahme eingeführt, aber nicht in die Endstellung gedreht, stellt der axiale Anschlag sicher, dass die Ausbuchtung in axialer Richtung auf die mindestens eine Nut hin ausgerichtet ist.
Der Anschlag bietet den Vorteil, dass der mindestens eine Zapfen mechanisch auf die Nut ausgerichtet wird, wodurch ein rasches und unkompliziertes Zusammenfügen des ersten Elements mit dem zweiten Element ermöglicht wird. Ausserdem ist mit dem Anschlag sichergestellt, dass der Zapfen bei jeder Montage in derselben relativen Position zur Zapfenaufnahme ausgerichtet wird.
Um eine sinnwidrige Drehrichtung bei der Montage des Zapfens zu verhindern, weist der Zapfen vorzugsweise wenigstens einen radialen Anschlag auf, welcher dem ersten Ende der mindestens einen Nut zugeordnet ist. Eine in axialer Richtung verlaufende Aussparung ist zwischen dem radialen Anschlag sowie dem ersten Ende der mindestens einen Nut angeordnet.
Ist der Zapfen in die Zapfenaufnahme eingeführt, aber nicht in die Endstellung gedreht, stellt der radiale Anschlag sicher, dass der Zapfen nur in Richtung des zweiten Endes der Nut gedreht werden kann. Der Querschnitt der durchgehenden Aussparung ist leicht grösser als der Querschnitt der Ausbuchtung der Zapfenaufnahme und erlaubt somit ein geführtes axiales Zusammenschieben von Zapfen und Zapfenaufnahme.
Vorzugsweise hat der mindestens eine Zapfen eine radiale Bohrung, welche ein Montagewerkzeug aufnehmen kann. Mit dem Montagewerkzeug kann eine mühelose Drehung des Zapfens in die Endposition erreicht werden. Alternativ kann der Zapfen eine andere Aufnahmeform für ein Werkzeug aufweisen. Das Werkzeug ist vorzugsweise als Dorn ausgestaltet, welcher in die radiale Bohrung des Zapfens eingeführt werden kann.
Vorzugsweise verfügt das erste Element über zwei konzentrisch zueinander angeordnete Zapfen. Das erlaubt zwei Zapfenaufnahmen und damit zwei mit einer derartigen Zapfenaufnahme ausgestattete Ausstattungselemente in einer Linie miteinander zu verbinden. Vorzugsweise weist das erste Element zwischen den beiden Zapfen einen zylindrischen Abschnitt auf, welcher eine Aufnahmeform für ein Werkzeug aufweist. Insbesondere verfügt der zylindrische Abschnitt über eine radiale Bohrung, welche die Aufnahme eines als Dorn ausgebildeten Werkzeugs ermöglicht. Die Zapfen sind in Umfangrichtung zueinander ausgerichtet, so dass das erste Ende der mindestens einen Nut jedes Zapfens auf derselben Linie liegt. Das hat den Vorteil, dass mit nur einer Drehbewegung beide in je eine Zapfenaufnahme eingeführte Zapfen gleichzeitig in die Endposition verspannt und zurück in die Grundposition gelöst werden können. Damit ist ein rasches und unkompliziertes Verbinden von zwei unterschiedlichen zweiten Elementen über ein einziges erstes Element möglich.
Ist das zweite Element aus einem Rohr gefertigt, entspricht der Aussendurchmesser des zylindrischen Abschnitts des ersten Elements vorzugsweise dem Aussendurchmesser des Rohres.
Vorzugsweise verfügt das erste Element über ein Knotenelement mit einer Deckfläche, einer Bodenfläche und mindestens drei zwischen diesen angeordneten Seitenflächen, wobei jede Seitenfläche mit einem Zapfen verbindbar ist. Vorzugsweise sind die Zapfen lösbar mit den Seitenflächen des Knotenelements verbunden.
Dies ermöglicht, dass mindestens drei zweite Elemente mit einem ersten Element verbunden werden können, womit dieses als Verbindungsknoten für mehrere Elemente einer Raumausstattung, beispielsweise für mobile Trennwände, eingesetzt werden kann. Das ist vorteilhaft, wenn drei oder mehr Ausstattungselemente miteinander an einem Punkt zu verbinden sind.
Das Knotenelement hat vorzugsweise die Form eines Quaders, insbesondere eines Würfels. Alternativ kann das Knotenelement auch in der Form eines geraden Prismas mit einer vieleckigen Grundfläche vorliegen. Die Grundfläche des Prismas, welche der Deck- und Bodenfläche des Knotenelements entspricht, kann drei-, vier-, fünf- oder beliebig vieleckig sein. Je nach Ausgestaltung des Knotenelements lassen sich so zwei oder mehr Zapfen in einem Winkel zueinander anordnen. Insbesondere bei der bevorzugten Variante eines würfelförmigen Knotenelements lassen sich vier Zapfen je in einem rechten Winkel zu zwei benachbarten Zapfen anordnen. Dadurch lassen sich vier Ausstattungselemente, wie beispielsweise Paneele eines Raumteilers, kreuzförmig miteinander verbinden.
Vorzugsweise verfügt der mindestens eine Zapfen über ein zylindrisches Anschlussstück mit einer umlaufenden Anschlussnut. Die Seitenflächen des Knotenelements verfügen bevorzugt je über eine Öffnung zur Aufnahme eines zylindrischen Anschlussstücks. Die Deckfläche des Knotenelements weist dabei eine Gewindebohrung auf, welche mit den Öffnungen verbunden ist und in welcher ein Gewindestift mit einem umlaufenden Kragen angeordnet ist. Der umlaufende Kragen ist derart ausgestaltet, dass dieser in die Anschlussnuten eingreifen kann, um den mindestens einen Zapfen formschlüssig mit dem Knotenelement zu verbinden.
Aus der nachfolgenden Detailbeschreibung und der Gesamtheit der Patentansprüche ergeben sich weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Merkmalskombinationen der Erfindung.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die zur Erläuterung des Ausführungsbeispiels verwendeten Zeichnungen zeigen:
1 ein erfindungsgemässes erstes Element bestehend aus zwei Zapfen
2 ein erfindungsgemässes erstes Element, welches zwei zweite Elemente verbindet, die in je einem Panel eingelassen sind
3 einen erfindungsgemässen Verbindungszapfen
4 ein erfindungsgemässes Knotenelement
5 ein erfindungsgemässes erstes Element bestehend aus einem Knotenelement und zwei Zapfen Grundsätzlich sind in den Figuren gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Wege zur Ausführung der Erfindung
Die 1 zeigt eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemässen ersten Elements 1. In dieser Ausführungsform umfasst das erste Element 1 zwei Zapfen 2.1, 2.2 sowie einen zylindrischen Abschnitt 3, wobei die Zapfen 2.1, 2.2 axial konzentrisch beidseitig des zylindrischen Abschnitts 3 angeordnet sind.
Jeder Zapfen 2.1, 2.2 verfügt über je sechs Nuten 4.1–4.6, welche sich in Umfangrichtung je über einen Winkel von ungefähr 180° erstrecken. In Umfangrichtung sind je zwei Nuten 4.1–4.6 hintereinander angeordnet. In axialer Richtung sind drei Nuten 4.1–4.6 nebeneinander angeordnet.
Die axiale Breite (B) der Nuten 4.1–4.6 nimmt von einem ersten Ende 5 der Nuten 4.1–4.6 in Umfangrichtung zu einem zweiten Ende 6 der Nuten 4.1–4.6 kontinuierlich ab. Die Grundflächen 8 der Nuten 4.1–4.6 sind damit in Umfangrichtung gesehen trapezförmig. Die Seitenwände 7.1, 7.2 der Nuten 4.1–4.6, welche die axiale Breite (B) der Nuten 4.1–4.6 begrenzen, fallen radial von der Mantelfläche der Zapfen 2.1, 2.2 zu den Grundflächen 8 hin ab, so dass die Seitenwände 7.1, 7.2 in einem Winkel grösser als 90° zu den Grundflächen 8 stehen. Die radiale Tiefe der Nuten 4.1–4.6, also das radiale Abmass von der Mantelfläche des Zapfens 2.1, 2.2 zur Grundfläche 8, nimmt vom ersten Ende 5 der Nuten 4.1–4.6 in Umfangrichtung zum zweiten Ende 6 der Nuten 4.1–4.6 hin ab, so dass die Nuten 4.1–4.6 zum zweiten Ende 6 hin auf die Mantelfläche des Zapfen 2.1, 2.2 auslaufen.
Die Grundfläche 8 weist in axialer Richtung Rillen 11 auf. Die Rillen 11 liegen in Umfangrichtung hintereinander und erstrecken sich in Umfangrichtung über den mittleren Teil der Grundfläche 8. In axialer Richtung laufen die Rillen 11 über die gesamte Breite (B) der Nuten 4.1–4.6. Die Rillen 11 sind so ausgeformt, dass diese eine Ausbuchtung einer Zapfenaufnahme an deren Spitze formschlüssig umschliessen können.
Beim ersten Ende 5 der Nuten 4.1–4.6 befindet sich ein radialer Anschlag 9. Dieser verläuft axial über den gesamten Zapfen 2.1, 2.2. Zwischen dem radialen Anschlag 9 und dem ersten Ende 5 der Nuten 4.1–4.6 verläuft eine axiale Aussparung 10, welche sich ebenfalls in axialer Richtung über den gesamten Zapfen 2.1, 2.2 erstreckt. Im axialen Querschnitt hat die Aussparung 10 eine leicht grössere Form als ein Querschnitt einer Ausbuchtung einer Zapfenaufnahme. In der gezeigten ersten Ausführungsform verfügt jeder Zapfen 2.1, 2.2 über je zwei Aussparungen 10, welche sich in axialer Richtung über alle drei je hintereinander angeordnete Nuten 4.1–4.6 erstrecken.
In der Mitte zwischen den zwei Zapfen 2.1, 2.2 weist das erste Element 1 in der gezeigten ersten Ausführungsform einen zylindrischen Abschnitt 3 auf. Dieser hat einen leicht grösseren Aussendurchmesser als die Mantelfläche der Zapfen 2.1, 2.2 und bildet so einen axialen Anschlag 12. Der zylindrische Abschnitt 3 besitzt axial mittig eine radial durchgehende Bohrung 13 in welche Montagewerkzeug aufgenommen werden können.
Aus darstellerischen Gründen sind in der 1 einzelne Referenzzeichen nur einmal aufgeführt, obwohl das betreffende Merkmal mehrmals auf dem ersten Element 1 vorhanden ist. Auch wurde auf eine Wiederholung der Referenzzeichen am zweiten Zapfen 2.2 verzichtet. Ein Fachmann erkennt jedoch, dass die im Zusammenhang mit dem ersten Zapfen 2.1 dargestellten Merkmale auch auf dem zweiten Zapfen 2.2 analog angeordnet sind. Daher weist das erste Element 1 in der gezeigten ersten Ausführungsform zwei Zapfen 2.1, 2.2 mit insgesamt zwölf Nuten 4.1–4.6 auf, wovon je sechs Nuten 4.1–4.6 auf jedem Zapfen 2.1, 2.2 angeordnet sind.
2 zeigt ein erstes Element 1, welches zwei zweite Elemente 16.1, 16.2 verbindet. Die zweiten Elemente 16.1, 16.2 bestehen aus einem Metallrohr mit drei gestanzten Ausbuchtungen 15.1, 15.2, 15.3. Der vordere Teil des Metallrohrs dient als Zapfenaufnahme 17.1, 17.2. Die zweiten Elemente 16.1, 16.2 sind je zwischen zwei Panelhälften 14 eingelassen, beispielsweise eines Panels für einen Raumteiler. Die Ausbuchtungen 15.1, 15.2, 15.3 sind entsprechend der Positionen der Nuten 4.1–4.6 der Zapfen 2.1, 2.2 axial in einer Linie nebeneinander angeordnet. Die Ausbuchtungen 15.1, 15.2, 15.3 haben in axialer Richtung eine längliche Form. Im axialen Querschnitt haben die Ausbuchtungen 15.1, 15.2, 15.3 die Form eines Kreissegments. Die Ausbuchtungen 15.1, 15.2, 15.3 sind in axialer Richtung kürzer als die axiale Breite (B) der Nuten 4.1–4.6 am ersten Ende 5. Die Ausbuchtungen 15.1, 15.2, 15.3 sind jedoch länger als die axiale Breite (B) der Nuten 4.1–4.6 am zweiten Ende 6. Das radiale Abmass der Ausbuchtungen 15.1, 15.2, 15.3 ist kleiner als das Abmass der Nuten 4.1–4.6 am ersten Ende 5, jedoch grösser als das radiale Abmass der Nuten 4.1–4.6 am zweiten Ende 6. Der Aussendurchmesser der Zapfen 2.1, 2.2 entspricht etwa dem Innendurchmesser der Zapfenaufnahmen 17.1, 17.2, so dass die Zapfen 2.1, 2.2 schlüssig in die Zapfenaufnahmen 17.1, 17.2 passen. Der Aussendurchmesser des zylindrischen Abschnitts 3 des ersten Elements 1 entspricht dem Aussendurchmesser des Rohrs der zweiten Elemente 16.1, 16.2.
Die Ausbuchtungen 15.1, 15.2, 15.3 können in die axiale Aussparung 10 eingeführt werden, so dass die Zapfen 2.1, 2.2 axial in die Zapfenaufnahmen 17.1, 17.2 aufgenommen werden können. Der axiale Anschlag 12 ermöglicht, dass die Ausbuchtungen 15.1, 15.2, 15.3 in axialer Richtung auf die Nuten 4.1–4.6 ausgerichtet werden können. Da die Zapfen 2.1, 2.2 über zwei Aussparungen 10 verfügen, welche in Umfangrichtung um 180° relativ zueinander versetzt sind, können die Zapfen 2.1, 2.2 in zwei Winkelstellungen, welche um 180° um die axiale Mittelachse der Zapfen 2.1, 2.2 zueinander versetzt sind in die Zapfenaufnahmen 17.1, 17.2 eingeführt werden. Ist das erste Element 1 und damit die Zapfen 2.1, 2.2 bis zum axialen Anschlag 12 in die Zapfenaufnahmen 17.1, 17.2 eingeführt, befinden sich die Ausbuchtungen 15.1, 15.2, 15.3 in einer Grundstellung beim ersten Ende 5 der Nuten 4.1–4.6, wo die Breite (B) der Nuten 4.1–4.6 und die radiale Tiefe der Nuten 4.1–4.6 am grössten sind. In dieser Grundstellung haben die Ausbuchtungen 15.1, 15.2, 15.3 keinen Kontakt zu den Seitenwänden 7.1, 7.2 und berühren die Grundfläche 8 nicht.
Durch eine Drehbewegung der Zapfen 2.1, 2.2 relativ zu den Zapfenaufnahmen 17.1, 17.2 um die axiale Mittelachse können die Zapfen 21, 2.2 in eine Endposition gebracht werden, in welcher sich die Ausbuchtungen 15.1, 15.2, 15.3 in einem Bereich des zweiten Endes 6 der Nuten 4.1–4.6 befinden. Der radiale Anschlag 9 stellt sicher, dass das erste Element 1 mit den Zapfen 2.1, 2.2 nicht in die falsche Richtung gedreht wird.
Durch die Drehbewegung verspannen sich die Ausbuchtungen 15.1, 15.2, 15.3 zwischen den Seitenwänden 7.1, 7.2 der Nuten 4.1–4.6 in axialer Richtung, da die axiale Breite (B) vom ersten Ende 5 der Nuten 4.1–4.6 zum zweiten Ende 6 der Nuten 4.1–4.6 hin abnimmt. Da die radiale Tiefe der Nuten 4.1–4.6 vom ersten Ende 5 der Nuten 4.1–4.6 zum zweiten Ende 6 der Nuten 4.1–4.6 hin abnimmt, verspannen sich die Zapfen 2.1, 2.2 zusätzlich radial, da mit zunehmendem Drehwinkel die Ausbuchtungen 15.1, 15.2, 15.3 auf die Grundfläche 8 der Nuten 4.1–4.6 gedrückt werden.
Das axiale Verspannen der Ausbuchtungen 15.1, 15.2, 15.3 zwischen den Seitenwänden 7.1, 7.2 der Nuten 4.1–4.6 und das radiale Verspannen der Ausbuchtungen 15.1, 15.2, 15.3 zwischen der Grundfläche 8 und dem Innendurchmesser der Zapfenaufnahmen 17.1, 17.2 bewirkt einen axialen und radialen Kraftschluss sowie einen axialen Formschluss der Ausbuchtungen 15.1, 15.2, 15.3 in den Nuten 4.1–4.6, so dass das erste Element 1 vollständig spielfrei und rüttelfest mit den zweiten Elementen 16.1, 16.2 verbunden ist.
Durch die Verspannung in zwei Richtungen ist das erste Element 1 zweifach gegen unerwünschtes Lösen gesichert.
Zusätzlich sind die Zapfen 2.1, 2.2 durch die in den Rillen 11 liegenden Ausbuchtungen 15.1, 15.2, 15.3 radial formschlüssig mit den Zapfenaufnahmen 17.1, 17.2 verbunden. Der Formschluss sichert die Verbindung zusätzlich gegen unerwünschtes Lösen des ersten Elements 1. Durch die Rillen 11 ergibt sich bei der Bewegung der Ausbuchtungen 15.1, 15.2, 15.3 in den Nuten 4.1–4.6 zum zweiten Ende 6 hin ein Rasteffekt, mit welchem sich die Winkelposition zwischen dem ersten Element 1 und der Ausbuchtung 15.1, 15.2, 15.3 kontrollieren lässt.
3 zeigt eine zweite Ausführungsform eines ersten Elements 1 bestehend aus einem Zapfen 2, einem zylindrischen Abschnitt 3 sowie einem zylindrischen Anschlussstück 19. Das zylindrische Anschlussstück 19 weist einen etwa halb so grossen Durchmesser auf wie der Zapfen 2 und ragt in axialer Richtung aus dem zylindrischen Abschnitt 3 hervor. Der Zapfen 2 sowie das Anschlussstück 19 sind konzentrisch auf den Deckflächen des zylindrischen Abschnitts 3 angeordnet. Das Anschlussstück 19 verfügt ferner über eine umlaufende Anschlussnut 20.
Der Zapfen 2 ist bei der gezeigten Ausführungsform identisch mit den Zapfen 2.1, 2.2 der ersten Ausführungsform gemäss 1. Die für die erste Ausführungsform gemäss 1 beschriebenen Merkmale sind somit auch beim Zapfen 2 der zweiten Ausführungsform gemäss 3 vorhanden.
Die 4 zeigt ein würfelförmig ausgestaltetes Knotenelement 21, welches eine Bodenfläche 27 und eine Deckfläche 26 sowie vier Seitenflächen 23.1, 23.2, 23.3, 23.4 aufweist. Das Knotenelement 21 weist an jeder Seitenfläche eine Öffnung 22 auf, um ein Anschlussstück 19 eines Zapfens 2 gemäss 3 aufzunehmen.
5 zeigt eine Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform eines ersten Elements 1 bestehend aus einem Knotenelement 21 gemäss 4. Am Knotenelement 21 sind an zwei an gegenüberliegenden Seiten Zapfen 2.1, 2.2 befestigt. Dabei sind die Anschlussstücke 19 der Zapfen 2.1, 2.2 in den Öffnungen 22 von zwei Seitenflächen 23.1–23.4 eingeführt. In der Bodenfläche 27 des Knotenelements 21 ist eine Gewindebohrung 25 angeordnet, welche mit den vier Öffnungen 22 verbunden ist. In die Gewindebohrung 25 ist ein Gewindestift 24 eingeschraubt. Der Gewindestift 24 hat einen umlaufenden Kragen 28, der derart ausgestaltet ist, dass dieser in die Anschlussnuten 20 der Anschlussstücke 19 eingreift, um die Zapfen 2.1, 2.2 lösbar und formschlüssig mit dem Knotenelement 21 zu verbinden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2008/074066 A1 [0004]
DE 10210885 C1 [0005]
US 5403043 [0006]
DE 222011002161 U1 [0007]

Claims

Verbindungssystem für Raumausstattungen, welches ein erstes Element (1) mit mindestens einem zylinderförmigen Zapfen (2; 2.1, 2.2) und ein zweites Element (16.1, 16.2) mit mindestens einer Zapfenaufnahme (17.1, 17.2) mit runder Öffnung umfasst, wobei der Zapfen (2; 2.1, 2.2) mindestens eine sich über einen Teilumfang erstreckende Nut (4.1–4.6) mit einem ersten Ende (5) und einem zweiten Ende (6) umfasst, sowie die Zapfenaufnahme (17.1, 17.2) mindestens eine in die Öffnung ragende Ausbuchtung (15.1, 15.2, 15.3) aufweist, welche in die Nut (4.1–4.6) des Zapfens (2; 2.1, 2.2) einführbar ist dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Ausbuchtung (15.1, 15.2, 15.3) in axialer Richtung kleiner ist als die Breite (B) der Nut (4.1–4.6) an einem ersten Ende (5) der Nut (4.1–4.6), jedoch grösser als die Breite (B) der Nut (4.1–4.6) an einem zweiten Ende (6) der Nut (4.1–4.6) ist und die Breite (B) der Nut (4.1–4.6) vom ersten Ende (5) der Nut (4.1–4.6) zum zweiten Ende (6) der Nut (4.1–4.6) hin abnimmt, wodurch eine lösbare, axial form- und kraftschlüssige Verbindung zwischen der mindestens einen Ausbuchtung (15.1, 15.2, 15.3) und der mindestens einen Nut (4.1–4.6) ermöglicht wird.
Verbindungssystem nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass ein radiales Abmass der mindestens einen Nut (4.1–4.6) vom ersten Ende (5) zum zweiten Ende (6) hin abnimmt, wodurch eine lösbare, radiale kraftschlüssige Verbindung zwischen der mindestens einen Ausbuchtung (15.1, 15.2, 15.3) und der mindestens einen Nut (4.1–4.6) ermöglicht wird.
Verbindungssystem nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Teilfläche einer Grundfläche (8) der mindestens einen Nut (4.1–4.6) Rillen (11) aufweist, wodurch die mindestens eine Ausbuchtung (15.1, 15.2, 15.3) in der mindestens einen Nut (4.1–4.6) radial formschlüssig arretiert wird.
Verbindungssystem nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Ausbuchtung (15.1, 15.2, 15.3) in axialer Richtung der Zapfenaufnahme (17.1, 17.2) ausgerichtet ist und eine längliche Form aufweist.
Verbindungssystem nach einem der Ansprüche 2 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass die radiale Höhe der mindestens einen Ausbuchtung (15.1, 15.2, 15.3) kleiner ist als das radiale Abmass der mindestens einen Nut (4.1–4.6) am ersten Ende (5), jedoch grösser ist als das radiale Abmass der Nut (4.1–4.6) am zweiten Ende (6).
Verbindungsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Zapfen (2; 2.1, 2.2) mehrere axial nebeneinander angeordnete Nuten (4.1–4.3) aufweist.
Verbindungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Zapfen (2; 2.1, 2.2) einen axialen Anschlag (12) aufweist, der die mindestens eine Nut (4.1–4.6) auf die mindestens eine Ausbuchtung (15.1, 15.2, 15.3) der Zapfenaufnahme (17.1, 17.2) ausrichtet.
Verbindungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Zapfen (2; 2.1, 2.2) wenigstens einen radialen Anschlag (9) aufweist, der dem ersten Ende (5) der mindestens einen Nut (4.1–4.6) zugeordnet ist und der eine sinnwidrige Drehrichtung bei der Montage des mindestens einen Zapfens (2; 2.1, 2.2) in der mindestens einen Zapfenaufnahme (17.1, 17.2) verhindert, wobei zwischen dem radialem Anschlag (9) und dem ersten Ende (5) der mindestens einen Nut (4.1–4.6) eine in axialer Richtung angeordnete Aussparung (10) angeordnet ist.
Verbindungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Zapfen (2; 2.1, 2.2) eine radiale Bohrung (13) aufweist, welche Montagewerkzeuge aufnehmen kann.
Verbindungsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9 dadurch gekennzeichnet, dass das erste Element (1) über zwei konzentrisch zueinander angeordneten Zapfen (2.1, 2.2) verfügt.
Verbindungsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9 dadurch gekennzeichnet, dass das erste Element (1) über ein Knotenelement (21) verfügt, welches eine Bodenfläche (27), eine Deckfläche (26) und mindestens drei Seitenflächen (23.1, 23.2, 23.3) aufweist, wobei jede Seitenfläche (23.1, 23.2, 23.3) mit einem Zapfen (2.1, 2.2) verbindbar ist, insbesondere über eine lösbare Verbindung.
Verbindungsystem nach Anspruch 11 dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Zapfen (2) ein zylindrisches Anschlussstück (19) mit umlaufender Anschlussnut (20) aufweist und die Seitenflächen (23.1, 23.2, 23.3) des Knotenelements (21) je über eine Öffnung (22) zur Aufnahme des zylindrischen Anschlussstücks (19) verfügen, wobei die Bodenfläche (27) des Knotenelements eine Gewindebohrung (25) aufweist, welche mit den Öffnungen (22) verbunden ist und in welcher ein Gewindestift (24) mit einem umlaufenden Kragen (28) angeordnet ist, welcher derart ausgestaltet ist, dass dieser in die Anschlussnut (19) eingreifen kann, um den mindestens einen Zapfen (2) formschlüssig mit dem Knotenelement (21) zu verbinden.