DE9014643U1 - Eckschweißverbinder zum Verbinden zweier auf Gehrung geschnittener Hohlkammerprofile - Google Patents

Eckschweißverbinder zum Verbinden zweier auf Gehrung geschnittener Hohlkammerprofile

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Description

DR.-ING. DIPL-PHYS. H. STURIES PATENTANWÄLTE
DIPL-ING. P. EICHLER
Hans Dieter Niemann, Am Hügel 17, 5014 Kerpen-Horrem
Eckschweißverbinder zum Verbinden zweier auf Gehrung geschnittener Hohlkammerorofile
Die Erfindung bezieht sich auf einen Eckschweißverbinder zum Verbinden zweier auf Gehrung geschnittener Hohlkammerprofile, die insbesondere aus Kunststoff bestehen, durch eingeschobene metallische Verstärkungshohlprofile versteift und für die Herstellung von Fenster- oder Türrahmen bestimmt sind, wobei der Verbinder aus einem in die Hohlkammer des Hohlkammer- bzw. seines Verstärkungsprofils einschiebbaren, außen entsprechend konturierten Verbinderstück aus verschweißbarem Kunststoff mit einer an seinem äußeren Stirnende gelegenen, als Schweißfläche ausgebildeten Gehrungsfläche und an seinem gegenüberliegenden inneren Ende vorhandenen Spreizteilen, sowie aus einem zwischen die Spreizteile einzuschiebenden Spreizstück besteht, das durch eine an ihm angreifende und sich am Verbinderstück abstützende, gehrungsflächenseitig betätigbare Spannschraube axial zu verstellen ist.
Eckschweißverbinder obiger Art sind durch die
DE-PS 37 12 478 bekannt. Zum Verbinden zweier auf Gehrung geschnittener Hohlkammerprofile wird je ein solcher Eckschweißverbinder in die Hohlkammer des Hohlkammer- bzw. seines Ver-
Stärkungsprofils soweit eingeschoben, bis die als Schweißflächen ausgebildeten Gehrungsflächen der beiden Eckverbinder etwa bündig mit der Gehrungsfläche der beiden Hohlkammerprofile abschließen oder aber ihre Schweißflächen um einige Millimeter über das Hohlkammerprofil vorstehen, woraufhin die Gehrungsflächen der beiden Eckverbinder wie auch der Hohlkammerprofile mittels eines Schweißschwertes erhitzt bzw. angeschmolzen und sodann rechtwinklig zusammengeschweißt werden. Bei dem bekannten Eckverbinder besteht das Verbinderstück aus einem im wesentlichen quaderförmigen, massiv ausgebildeten Kunststoff-Körper, der an seinem der Gehrungsfläche entgegengesetzten Ende mit zwei kreuzförmig zueinander verlaufenden, schmalen Spreizschlitzen und einer längsmittig durchgehend verlaufenden zylindrischen oder kegelförmigen Bohrung zur Aufnahme der Spannschraube versehen ist, die an ihrem ihrem gehrungsflächenseitig sich abstützenden Betätigungskopf gegenüberliegenden Ende einen mit einer entsprechenden Gewindeinnenbohrung versehenen schlanken Spreizkonus trägt. Durch ihn können die hier wegen der schmalen Spreizschlitze massiv ausgebildeten Spreizbacken mit ihren äußeren längsverlaufenden Spreizkanten fest gegen das Hohlkammer- bzw. sein Verstärkungsprofil gepreßt werden, wodurch Eckschweißverbindungen von vergleichsweiser großer Steifigkeit und Festigkeit erzielbar sind. Dazu erfordern die massiv ausgebildeten Verbinderstücke aber einen vergleichsweise hohen Material- und Herstellungsaufwand, wobei besonders auch das Aushärten ihres Spritzkunststoffs verhältnismäßig zeitaufwendig ist. Schließlich läßt aber auch die Anpassungs- bzw. Anschmiegungsfähigkeit der dicken Spreizbacken an das sie umgebende Hohlkammerprofil noch zu wünschen übrig.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Eckschweißverbinder der eingangs erwähnten Gattung dahingehend zu verbessern und zu vervollkommnen, daß er weniger materialaufwendig und leichter herstellbar ist sowie eine noch bessere Verbindungsfestigkeit speziell auch zwischen den Spreizteilen seines Verbinderstücks mit dem sie umgebenden Hohlkammerprofil zu erzielen erlaubt.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Eckschweißverbinder der in Rede stehenden Gattung erfindungsgemäß im wesentlichen
dadurch gelöst, daß das Verbinderstück als dünnwandiger Hohlkörper ausgebildet ist, der einen stirnseitig durch die Gehrungsflächenwand und seitlich durch eine daran angrenzende
ringsum verlaufende Seitenwand geschlossenen Hohlkörperbereich
sowie daran anschließend einen lediglich von schmalen, die
Spreizteile bildenden Spreizzungen umgrenzten offenen Spreizbereich aufweist, und daß weiterhin das Spreizstück als Keilplatte ausgebildet ist, die mit abgeschrägten Spreizecken für die
daran anliegenden, innen entsprechend abgeschrägten Spreizzungen versehen ist und im übrigen den offenen Spreizbereich querschnittsmäßig im wesentlichen ausfüllt.
Hierdurch kommt man zu einem Eckschweißverbinder, der ausserordentlich materialsparsam angefertigt werden kann. Wegen
der überall vorhandenen Dünnwandigkeit des Verbinderstücks kann dieses mit kürzest möglichen Aushärtungszeiten im Spritzgußverfahren hergestellt werden. Da die Spreizzungen des Verbinderstücks auch verhältnismäßig schmal gehalten sind, können sie
durch die zwischen ihnen mittels der Spannschraube einzuziehende Keilplatte gut angepaßt gegen die Innenwandung des sie umgebenden Hohlkammerprofils gepreßt werden, wobei die Keilplatte
selber zur Verbindungsfestigkeit entsprechend beiträgt.
Das Verbinderstück besitzt vorzugsweise einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt, wie das insoweit auch bei dem
eingangs als bekannt erwähnten Eckschweißverbinder bereits der
Fall ist. Jedoch sind beim erfindungsgemäß ausgebildeten Eckschweißverbinder vier sich längs der Längskanten des Verbinderstücks erstreckende, sich zu ihren freien Enden hin verjüngende Spreizzungen vorgesehen, die als rechtwinklige Dreiecksprofile
mit jeweils in Verlängerung der Verbinderstück-Längskanten liegenden rechtwinkligen Spreizkanten und dazu schräg verlaufenden inneren Keilflächen ausgebildet sind, und daß weiterhin die
Keilplatte ein dem Verbinderstück entsprechendes Rechteckprofil besitzt, das an seinen vier Ecken zur Bildung von mit den inneren Keilflächen der Spreizzungen zusammenwirkenden äußeren
Keilflächen sowohl in Umfangs- als auch Achsrichtung abgeschrägt ist. Die Keilplatte besteht dabei vorzugsweise aus Metalldruckguß. Sie kann ohne Festigkeitseinbuße aus Materialersparnisgründen mit zwischen ihrem Umfangsrand, ihrem die Gewin-
debohrung für die Spannschraube enthaltenden Mittelteil und dazwischen verlaufenden Verbindungsstegen gelegenen Aussparungen versehen sein.
Zur besseren Führung bzw. Eingriffssicherung der zusammenwirkenden Keilflächen sind in die inneren Keilflächen der Spreizzungen vorzugsweise Längsnuten eingearbeitet, während an den äußeren Keilflächen der Keilplatte entsprechend vorspringende Führungsleisten vorgesehen sind, die in die Längsnuten der Spreizzungen-Keilflächen hineinragen. Dabei können nach einem weiteren Merkmal der Erfindung zwei Spreizzungen ein dickeres Dreiecksprofil und tiefer ausgebildete Längsnuten als die beiden anderen Spreizzungen besitzen und an der Keilplatte zwei ihrer äußeren Keilflächen enger benachbart und mit entsprechend stärker vorspringenden Führungsleisten als die beiden anderen äußeren Keilflächen versehen sein, um auf diese Weise durch bloßes Wenden der Keilplatte um ihre Mittelachse um 180° die Spreizzungen unterschiedlich stark spreizen zu können. Je nachdem also wie man die Keilplatte zwischen die Spreizzungen einsetzt, kann deren Spreizbereich somit entsprechend verändert und auf diese Weise auch eine entsprechende Anpassung an verschieden dimensionierte Profil-Hohlkammern erzielt werden.
In der Zeichnung ist ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgebildeten Eckschweißverbinders dargestellt. Dabei zeigen
Fig.l den Einbau des Eckschweißverbinders in ein durch ein eingeschobenes Verstärkungshohlprofil versteiftes Hohlkammerprofil in senkrechtem Schnitt,
Fig.2 das Verbinderstück in teilweise geschnittener Seitenansicht,
Fig.3 u.4 Ansichten gemäß den Pfeilrichtungen III bzw. IV der Fig.2,
Fig.5 die Keilplatte in der Seitenansicht,
Fig.6 u.7 Ansichten der Keilplatte in Pfeilrichtung VI bzw. VII der Fig.5 und
Fig.8 einen Schnitt nach der Linie VIII-VIII der Fig.7.
Der in Fig.l in Einbaustellung dargestellte Eckschweißverbinder besteht im wesentlichen aus dem generell mit 1 bezeichneten Verbinderstück, der Keilplatte 2 und der sie miteinander verbindenden Spannschraube 3. Er dient zum Verbinden zweier auf Gehrung geschnittener Hohlkammerprofile 4, die insbesondere aus Kunststoff bestehen, durch eingeschobene metallische Verstärkungshohlprofile 5 versteift und für die Herstellung von Fenster- oder Türrahmen bestimmt sind.
Das aus Spritzkunststoff bestehende Verbinderstück 1 ist im einzelnen in den Fig.2 bis 4 dargestellt. Es ist als dünnwandiger Hohlkörper ausgebildet, der zwei deutlich voneinander unterscheidbare Bereiche aufweist, nämlich einen im wesentlichen geschlossenen Hohlkörperbereich la einerseits und einen im wesentlichen offenen Spreizbereich Ib andererseits. Der Hohlkörperbereich la wird stirnseitig durch die Gehrungsflächenwand 6 und seitlich durch die daran unmittelbar angrenzende ringsum verlaufende Seitenwand 7 umschlossen, wohingegen der offene Spreizbereich Ib lediglich von vier Spreizzungen 8 umgrenzt wird. Wie insbesondere die Fig.3 und 4 zeigen, besitzt das Verbinderstück 1 einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt, wobei die Gehrungsflächenwand 6 unter 4 5° abgeschrägt zu der oberen und unteren Schmalseite 7' bzw. 7'' der Seitenwand 7 verläuft.
Im Spreizbereich Ib sind insgesamt vier Spreizzungen 8 vorhanden, die sich längs der Längskanten 7 ' ' ' des Verbinderstücks erstrecken und die sich zu ihren freien Enden hin verjüngen. Die Spreizzungen 8 sind, wie Fig.3 erkennen läßt, als rechtwinklige Dreiecksprofile ausgebildet, die mit ihren rechtwinkligen Spreizkanten 8' jeweils in Verlängerung der Verbinderstück-Längskanten 7 ' ' ' liegen und auf ihrer Innenseite schräg zu diesen Spreizkanten 8 ' verlaufende innere Keilflächen 8'' aufweisen. In die inneren Keilflächen 8'' der Spreizzungen 8 sind Längsnuten 8''',8IV eingearbeitet.
Wie insbesondere die Fig.2 und 4 zeigen, ist an der Gehrungsflächenwand 6 des Verbinderstücks 1 mittig ein nach innen einspringendes und mit einer Durchtrittsöffnung 9 für die
Spannschraube 3 versehenes Schraubenwiderlager 10 angeformt, während außen Diagonalstege 6' und ein dazu bündig liegender umlaufender Rand &bgr;'' angeformt sind.
Die Beschaffenheit der Keilplatte 2 geht im einzelnen aus den Fig.5 bis 8 hervor. Sie besteht vorzugsweise aus Metalldruckguß und besitzt ebenso wie das Verbinderstück 1 ein im wesentlichen rechteckiges Profil, das aber an seinen vier Ecken zur Bildung von mit den inneren Keilflächen 8'' der Spreizzungen 8 zusammenwirkenden äußeren Keilflächen 2',2'' sowohl in Umfangs- als auch Achsrichtung abgeschrägt ist. Aus diesen äusseren Keilflächen 2',2'' springen mittig noch Führungsleisten 2''' bzw. 2IV vor, die in die Nuten 8''' bzw. 8IV an den Spreizzungen 8 des Verbinderstücks 1 hineinragen bzw. damit zusammenwirken .
Wie die genauere Betrachtung insbesondere der Fig.3 zeigt, besitzen die beiden unteren Spreizzungen 8a des Verbinderstücks ein dickeres Dreiecksprofil als die oberen beiden Spreizzungen 8b. Auch sind die Längsnuten 8IV in den unteren beiden Spreizzungen 8a tiefer ausgebildet als die Längsnuten 8''' in den beiden oberen Spreizzungen 8b. Eine entsprechend unterschiedliche Ausbildung besitzen auch die an der Keilplatte 2 vorhandenen äußeren Keilflächen 2' und deren Längsnuten. So sind in Fig.6 die unteren beiden äußeren Keilflächen 2'' stärker ausgetieft bzw. enger benachbart als die beiden oberen äußeren Keilflächen 2'. Entsprechend stärker springen bei den unteren äußeren Keilflächen 2'' deren Führungsleisten 2IV vor. All das ist so bemessen, daß die Keilplatte 2 sowohl in der in Fig. 6 dargestellten Hochkantlage als auch in einer dazu um ihre Mittelachse 11 um 180° gewendeten Hochkantposition zwischen die Spreizzungen 8 des Verbinderstücks 1 gesteckt werden kann. Dadurch läßt sich die Keilplatte 2 in der in Fig.6 entsprechenden Hochkantlage tiefer in die Spreizzungen des gemäß Fig.3 positionierten Verbinderstücks 1 einstecken, weil dabei die weiter vorspringenden unteren Führungsleisten 2IV der Keilplatte 2 in die entsprechend tiefer ausgebildeten Leisten 8IV der Spreizzungen 8 eingreifen. Wird dagegen die Keilplatte 2 in einer um 180° gewendeten Position zwischen die entsprechend Fig.3 gelegenen Spreizzungen 8 eingesteckt, so kann die Keilplatte 2 da-
bei nur weniger tief lose eingesteckt werden, weil dabei die stärker vorspringenden Führungsleisten 2IV an den weniger tiefen Längsnuten 8''' und die beiderseits der flachen Führungsleisten 2 ' ' ' gelegenen äußeren Keilflächen 2' an den inneren unteren Keilflächen 8 ' ' der Spreizzungen 8 zur Anlage kommen, hingegen die Leistenvorsprünge 2 ' ' ' in entsprechend größerem Abstand von den Böden der tieferen Nuten 8IV liegen. Auf diese Weise hat man es in der Hand, den Spreizbereich der Spreizzungen 8 zu verändern, um auf diese Weise eine Anpassung auch an unterschiedlich dimensionierte Verstärkungshohlprofile 5 zu erzielen. Für die vorerwähnte Wendemöglichkeit ist auch wesentlich, daß dabei die Keilplatte 2 ihre axial ausgerichtete Position gegenüber dem Verbinderstück 1 nicht verändert, mithin also auch ihr die Gewindebohrung 12 für die Spannschraube 3 enthaltendes Mittelteil 13 seine ausgerichtete Lage gegenüber dem Schraubenwiderlager 10 am Verbinderstück 1 beibehält.
Wie die Fig.7 und 8 zeigen, ist die Keilplatte 2 aus Material- und Gewichtsersparnisgründen noch mit Aussparungen 14 versehen, die zwischen ihrem Mittelteil 13, ihrem Umfangsrand 15 und den zwischen letzteren gelegenen Verbindungsstegen 16 liegen.
An dem Verbinderstück 1 sind auf dessen Schmalseiten 7' und 7'' noch achsparallel verlaufende Anschlagrippen 17 sowie dazwischen liegend kleinere, schneidenartig zugespitzte Einschubrippen 18 angeformt. Wie Fig.l zeigt, sind die Anschlagrippen 17 und die Einschubrippen 18 in ihrer Länge so bemessen, daß der Eckschweißverbinder gemäß Fig.l so tief in das auf Gehrung geschnittene Hohlkammerprofil 4 eingeschoben werden kann, bis es am metallischen Verstärkungsprofil 5 mit seinen Rippen 17 anschlägt und dadurch gewährleistet, daß der Gehrungsflächenrand 6'' und die Diagonalstege 6' im wesentlichen bündig mit dem Hohlkammerprofil 4 verlaufen. Es können die an der Gehrungsfläche des Verbinderstücks vorspringenden Diagonal- und Randstreifen 6',6'' aber auch etwas über den Gehrungsflächenrand des Hohlkammerprofils 4 vorstehen, da die Schweißverbindung dadurch nicht beeinträchtigt wird.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind mancherlei Abwandlungen möglich. So muß das hohl ausgebildete, dünnwandige Verbinderstück 1 nicht unbedingt rechteckig profiliert sein. Vielmehr sind auch andere Profilgestaltungen in Anpassung an die miteinander zu verschweißenden, auf Gehrung geschnittenen Hohlkammerprofile möglich, beispielsweise auch oval- oder kreiszylindrische Profile, wie sie etwa für Rohrrahmenfester oder -türen Verwendung finden.

Claims (7)

DR.-ING. DIPL-PHYS. H. STURIES PATENTANWÄLTE DIPL-ING. P. EICHLER Schutzansprüche:
1. Eckschweißverbinder zum Verbinden zweier auf Gehrung geschnittener Hohlkammerprofile (4), die insbesondere aus Kunststoff bestehen, durch eingeschobene metallische Verstärkungshohlprofile (5) versteift und für die Herstellung von Fenster- oder Türrahmen bestimmt sind, bestehend aus einem in die Hohlkammer des Hohlkammer- bzw. seines Verstärkungsprofils (4 bzw. 5) einschiebbaren, außen entsprechend konturierten Verbinderstück (1) aus verschweißbarem Kunststoff mit einer an seinem äußeren Stirnende gelegenen, als Schweißfläche ausgebildeten Gehrungsfläche (6) und an seinem gegenüberliegenden inneren Ende vorhandenen Spreizteilen (8), sowie aus einem zwischen die Spreizteile einzuschiebenden Spreizstück (2), das durch eine an ihm angreifende und sich am Verbinderstück (1) abstützende, gehrungsflächenseitig betätigbare Spannschraube (3) axial zu verstellen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbinderstück (1) als dünnwandiger Hohlkörper ausgebildet ist, der einen stirnseitig durch die Gehrungsflächenwand (6) und seitlich durch eine daran angrenzende ringsum verlaufende Seitenwand (7) geschlossenen Hohlkörperbereich (la) sowie daran anschließend einen lediglich von schmalen, die Spreizteile bildenden Spreizzungen (8) umgrenzten offenen Spreizbereich (Ib) aufweist, und daß weiterhin das Spreizstück als Keilplatte (2) ausgebildet ist, die mit abgeschrägten Spreizecken für die daran anliegenden, innen entsprechend abgeschrägten Spreizzungen (8) versehen ist und im übrigen den offenen Spreizbereich (Ib) querschnittsmäßig im wesentlichen ausfüllt.
2. Eckschweißverbinder nach Anspruch 1, dessen Verbinderstück
(1) einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß vier sich längs der
Längskanten (I''') des Verbinderstücks (1) erstreckende, sich zu ihren freien Enden hin verjüngende Spreizzungen (8) vorgesehen sind, die als rechtwinklige Dreiecksprofile mit jeweils in Verlängerung der Verbinderstück-Längskanten (7''') liegenden rechtwinkligen Spreizkanten (8') und dazu schräg verlaufenden inneren Keilflächen (8'') ausgebildet sind, und daß die Keilplatte (2) ein dem Verbinderstück
(1) entsprechendes Rechteckprofil besitzt, das an seinen vier Ecken zur Bildung von mit den inneren Keilflächen (8'') der Spreizzungen (8) zusammenwirkenden äußeren Keilflächen (2 ',2'') sowohl in Umfangs- als auch Achsrichtung abgeschrägt ist.
3. Eckschweißverbinder nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß in die inneren Keilflächen (8'') der Spreizzungen (8) Längsnuten (8''',8IV) eingearbeitet sind, in die an den äußeren Keilflächen (2',2'') der Keilplatte
(2) entsprechend vorspringende Führungsleisten (2''',2IV) hineinragen.
4. Eckschweißverbinder nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß zwei Spreizzungen (8a) ein dickeres Dreiecksprofil und tiefer ausgebildete Längsnuten (8IV) als die beiden anderen Spreizzungen (8b) besitzen und an der Keilplatte (2) zwei ihrer äußeren Keilflächen (2'') enger benachbart und mit entsprechend stärker vorspringenden Führungsleisten (2IV) als die beiden anderen äußeren Keilflächen (2') versehen sind, alles derart, daß durch bloßes Wenden der Keilplatte (2) um ihre Mittelachse um 180° die Spreizzungen (8) unterschiedlich stark zu spreizen sind.
5. Eckschweißverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da durch gekennzeichnet, daß die Keilplatte (2) aus Metalldruckguß besteht und mit zwischen ihrem Umfangsrand (15), ihrem die Gewindebohrung (12) für die Spannschraube
(3) enthaltenden Mittelteil (13) und dazwischen verlaufenden Verbindungsstegen (16) gelegenen Aussparungen (14) versehen ist.
3 ■ .·
6. Eckschweißverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da durch gekennzeichnet, daß an der Gehrungsflächenwand (6) des Verbinderstücks (1) mittig ein nach innen einspringendes und mit einer Durchtrittsöffnung (9) für die Spannschraube (3) versehenes Schraubenwiderlager (10) und außen Diagonalstege (6') sowie ein dazu bündig liegender umlaufender Rand (6'') angeformt sind.
7. Eckschweißverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da durch gekennzeichnet, daß auf den Schmalseiten (7 ',!'') des Verbinderstücks (1) achsparallel verlaufende Anschlagrippen (17) sowie dazwischenliegend kleinere, schneidenartig zugespitzte Einschubrippen (18) angeformt sind.
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