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Konstruktions element
Die Erfindung bezieht sich auf Konstruktionselemente mit L-förmigem Querschnitt, die eine Reihe von Schlitzen oder Löchern in regelmässigen Abständen in den Flanschen der Elemente vorgesehen haben.
Solche Elemente, auf entsprechende Länge zugeschnitten, können unter Ausnützung der Schlitze oder Löcher zu verschiedenen Rahmen oder Fachwerken verbunden werden.
In der USA-PatentschriftNr. 2, 632, 533 ist einKonstruktionselement mit konstanter Dicke und L-förmigem Querschnitt, welches einen schmalen und einen breiten Flansch aufweist, beschrieben und beansprucht, wobei eine Reihe von Löchern der Länge nach im schmalen Flansch und zwei Reihen Löcher längs des breiten Flansches vorgesehen sind. Der geringste Abstand zwischen den benachbarten Rändern der benachbarten Löcher in jeder Reihe ist in jeder Reihe derselbe, wobei dieser Abstand in allen drei Reihen der gleiche ist. Die Lochreihe im schmalen Flansch und die zwei Lochreihen im breiten Flansch sind untereinander alle gleich und jede besteht aus einer Vielzahl von abwechselnd runden und länglichen Löchern, wobei alle runden Löcher die gleiche Grösse und alle länglichen Löcher den gleichen Durchmesser haben.
Die Langlöcher erstrecken sich quer zu den Elementen, sind genau so breit wie der Durchmesser der runden Löcher und weisen eine Länge auf, die einem Durchmesser der runden Löcher plus zweimal der Stärke eines Elementes entsprechen. Die runden Löcher in jeder der Reihen sind mit den Langlöchern der nächsten benachbarten Lochreihe fluchtend angeordnet.
Es wurde nun gefunden, dass die Elemente der obigen Patentschrift wesentlich vielseitig angewendet werden können, durch grundlegende Änderung der Anzahl, Form und Anordnung der Löcher der inneren Lochreihe im breiten Flansch. Im L-förmigen Element der vorliegenden Erfindung besteht diese Reihe aus einer Vielzahl von Löchern, welche abwechselnd quer und längs des Gliedes angeordnet sind, wobei die quergerichteten Löcher in der Grösse ähnlich den quergerichteten Löchern in den beiden andern Reihen sind und die längsgerichteten Löcher dieselbe Breite wie die runden Löcher in den andern beiden Reihen besitzen. Die Länge derselben entspricht dem Abstand der Mittellinien der quergerichteten Löcher in den andern Reihen, vermehrt um den Durchmesser eines runden Loches.
Zusammenfassend kann die vorliegende Erfindung als Konstruktionselement mit gleicher Stärke und L-förmigem Querschnitt bezeichnet werden, das einen schmalen und einen breiten Flansch aufweist, eine Reihe von Löchern entlang des schmalen Flansches und zwei Reihen Löcher entlang dem breiten Flansch, wobei der kleinste Abstand zwischen benachbarten Rändern benachbarter Löcher in jeder Reihe überall der gleiche ist und dieser Abstand in jeder der drei Reihen ebenfalls gleich ist. Die Lochreihe im schmalen Flansch und die äussere der beiden Lochreihen im breiten Flansch sind in Querrichtung fluchtend und untereinander gleich angeordnet und jede Reihe besteht aus einer Vielzahl von abwechselnd runden und länglichen Löchern, wobei die runden Löcher denselben Durchmesser und die Langlöcher alle die gleiche Grösse aufweisen.
Die Langlöcher erstrecken sich im wesentlichen quer zum Element und besitzen eine Breite, die dem Durchmesser der runden Löcher entspricht und weisen eine Länge auf, die gleich dem Durchmesser der runden Löcher plus zweimal der Dicke des Elementes ist. Die innere Lochreihe im breiten Flansch besteht aus abwechselnd quergerichteten und längsgerichteten Langlöchern, wobei die quergerichteten Langlöcher in der inneren Reihe dieselbe Grösse wie die quergerichteten Langlöcher in der äusseren Reihe aufweisen.
Die quergerichteten Langlöcher in der inneren Reihe sind in Querrichtung fluchtend mit jedem zweiten runden Loch der äusseren Reihe angeordnet und die längsgerichteten Löcher besitzen eine Breite, die dem Durchmesser der runden Löcher entspricht und sind so lang wie der Mittelpunktabstand zweier quergerichteter Langlöcher der äusseren Reihe vermehrt um den Durchmesser der runden Löcher.
In der Zeichnung sind bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Fig. 1 ist eine Ansicht eines Konstruktionselementes über die Länge in perspektivischer Darstellung ; die Fig. 2, 3 und 4
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zeigen perspektivisch verschiedene Zusammenstellungen, wobei zwei oder mehrere der in Fig. 1 dargestellten Elemente zu einer lasttragenden Konstruktion zusammengestellt werden können ; die Fig. 5,6 und 7 illustrieren verschiedene Überlappungen zweier Elemente und die Fig. 8 und 9 zeigen zwei verschiedene Möglichkeiten von Stossverbindungen, ebenfalls in Perspektive ;
Fig. 10 ist ein Grundriss, der die verschiedenartigen Befestigungsmöglichkeiten zweier übereinanderliegender Elemente erläutert ; die Fig. 11 und 12 sind Auf- und Grundriss dreier aneinanderliegender Elemente, Fig. 13 stellt einen Querschnitt nach der strichlierten Linie AA in Fig. 12, gesehen in Richtung des Pfeiles, dar und schliesslich zeigen die Fig. 14,15 und 16 einen T-Abschnitt in Grund-, Auf- und Kreuzriss.
Gemäss Fig. 1 weist das Konstruktionselement 10 konstante Stärke auf und besteht aus einem schma- len Flansch 11 und einem breiten Flansch 12. Eine Lochreihe 13 erstreckt sich entlang dem schmalen Flansch 11 und eine innere Lochreihe 14 und eine äussere Lochreihe 15 erstrecken sich entlang dem breiten Flansch 12. Der kleinste Abstand A zwischen den benachbarten Löchern in einer Reihe ist innerhalb jeder Reihe der gleiche und auch in allen drei Reihen 13,14 und 15 gleich. Die Lochreihen 13 und 15 sind gleichartig und in Querrichtung fluchtend zueinander angeordnet. Jede dieser beiden Reihen besteht aus einer Vielzahl von runden Löchern 16 und Langlöchern 17. Die runden Löcher 16 haben alle den gleichen Durchmesser ; die Langlöcher 17 besitzen alle gleiche Grösse und sind quer zu den Elementen angeordnet.
Die Breite der Langlöcher 17 entspricht dem Durchmesser der runden Löcher 16 und die Länge E ist gleich dem Durchmesser der runden Löcher plus zweimal die Stärke T des Elementes 10.
Die innere Lochreihe 14 besteht aus abwechselnd quergerichteten Langlöchern 18 und längsgerichteten Langlöchern 19. Die quergerichteten Langlöcher 18 entsprechen genau den quergerichteten Langlöchern 17 in den Reihen 13 und 15 und ein Langloch 18 ist in Querrichtung fluchtend mit jedem zweiten runden Loch 16 der Reihe 15 angeordnet, die längsgerichteten Langlöcher 19 besitzen eine Breite, die dem Durchmesser der runden Löcher 16 entspricht und eine Länge, die dem Abstand den Mitteln von zwei Löchern 17 in der Reihe 15, vermehrt um den Durchmesser eines Loches 16, gleichkommt.
Zusammenfassend weist die oben beschriebene bevorzugte Ausführungsform der Erfindung folgende drei charakteristische Merkmale auf : . 1. Die Mitten aller Löcher 16 und 17 der Reihe 13 liegen in gerader Linie ; dasselbe gilt für die Löcher 18 und 19 der Reihe 14 und für die Löcher 16 und 17 in Reihe 15.
2. Der breite Flansch 12 ist im wesentlichen eineinhalbmal so breit wie der schmale Flansch 11.
3. Der Mittenabstand B der Löcher 16 und 17 in den Reihen 13 und 15 entspricht dem Mittenabstand zwischen den Langlöchern 19 der Reihe 14 und den runden Löchern 16 in der äusseren Reihe 15, die zu den Langlöchern 19 in Querrichtung fluchtend angeordnet sind.
Es wird bemerkt, dass der Radius der Verbindungsstelle zwischen den Flanschen 11 und 12 mit R bezeichnet ist, und dass die Lochreihe 14 vom inneren Rand des Flansches 11 einen Abstand D aufweist, der gleich ist dem Abstand B plus der Materialstärke T plus dem Radius R.
In Fig. 2 ist ein Dreifacheckanschluss dargestellt, bei dem zwei horizontale Elemente 10a von einem vertikalen Element getragen werden. Diese Verbindungsart weist eine besondere Steifigkeit auf, zumal alle Bolzen 20, die dargestellt sind, tragend sind, wenn das fertige Fachwerk belastet wird.
Die Fig. 3 und 4 veranschaulichen die Aufhängung eines rinnenförmigen horizontalliegenden Glie- 'des 10c, das aus zwei Elementen 10 zusammengesetzt ist, an dem schmalen Flansch 11 bzw. am breiten Flansch 12 eines vertikalen Elementes 10b. Auch in diesem Falle wird eine hervorragende Festigkeit erreicht, indem sämtliche Bolzen 20, die in der Zeichnung dargestellt sind, tragend sind, sobald das fertige Fachwerk belastet wird.
Die Fig. 5,6 und 7 zeigen verschiedene Überlappungsverbindungen zweier Elemente 10, wobei der breite Flansch 12 eine Breite von ungefähr 6, 1 cm, der schmale Flansch 11 eine Breite von ungefähr 4, 1 cm, die Abstände B und C beide 1, 9 cm und Abstand A ungefähr 0. 9 cm aufweisen. Mitsolchen Elementen bei einer Überlappung von 3, 8 cm (Fig. 5) ist es möglich, die Elemente mit zwei Bolzen 20, deren Durchmesser annähernd dem der runden Löcher entspricht, zu verbinden. Bei der Verbindungsart gemäss Fig. 6, wo eine Überlappung von 5, 7 cm vorgesehen ist, werden die Elemente 10 mittels vier Bolzen 20 miteinander verbunden, die durch die sich deckenden Löcher gesteckt werden.
Bei der in Fig. 7 dargestellten Verbindungsart überlappen sich die Elemente über eine Strecke, von 9, 5cm, wobei zehnsolcher Bolzen durch die sich deckenden Löcher geführt sind. Es ist augenscheinlich, dass bei den oben beschriebenen Verbindungsarten, bei welchen der Bolzendurchmesser ungefähr dem der runden Löcher 16 entspricht, Abweichungen der Lochreihen, die durch die Dicke der Flansche der verbundenen Elemente hervorgerufen werden, allein dadurch kompensiert werden können, dass die Löcher 17 und 18 die beschriebenen quergerichteten Längsaufweitungen aufweisen.
Die erläuterte Lochanordnung gestattet es ebenfalls, zwei Elemente längs einem ebenen Stoss zu ver-
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binden durch ein drittes Element geringerer Länge und ganz ähnlicher Form. Solches ist beispielsweise in den Fig. 8 und 9 dargestellt, wobei dieselben Elemente, wie sie in Verbindung mit der Erläuterung zu den Fig. 5-7 beschrieben wurden, mit Bolzen von annähernd dem gleichen Durchmesser wie die runden Löcher 16, miteinander verbunden werden. Über eine Länge von 7, 62 cm überlappt das dritte Element den Verbindungsstoss und ermöglicht eine einfache Verbindung eines jeden der beiden Flansche der aneinanderstossenden Elemente (Fig. 8).
Eine Länge von 15,24 cm des überlappenden dritten Elementes ers möglicht eine zweireihige Verbolzung jeder der beiden Flansche der aneinanderstossenden Elemente mit dem überlappenden Element (Fig. 9).
Fig. 10 veranschaulicht den weiten Bereich der gegenseitigen Verstellbarkeit, welcher verfügbar ist, wenn zwei überlappte Elemente miteinander verbolzt werden. Diese Verstellbarkeit ist vongrosserBedeu-' tung, da oft ein Element von genauer Länge gefordert wird, welche Länge durch Überlappung und Verbolzung zweier oder mehrerer Elemente 10 fixiert wird. Die an den Punkten 21 der Reihe 14 eingesetzten Bolzen vermitteln eine verschiedene Verstellbarkeit bis zu 3,8 cm, wogegen die an den Punkten 22 der Reihe 15 eingesetzten Bolzen eine fixe Verstellbarkeit von 1,9 cm Abständen ermöglichen, wenn beide in Fig. 10 dargestellten Elemente dieselbe Grösse aufweisen, wie die in Verbindung mit den Fig. 5-7 beschriebenen Elemente.
Die in den Fig. 11,12 und 13 dargestellten Zusammensetzungen veranschaulichen eine Verbindung, wie sie mit den erfindungsgemässen Elementen durchführbar ist. Diese Verbindung wird wohl allgemein dann angewendet werden, wenn z. B. eine Last an der Konstruktion in vertikaler oder horizontaler Richtung angehängt werden soll, insbesondere in vertikaler Lage. Diese Konstruktionsart vermittelt einen besondels grossen Widerstand der Bolzen gegen Abscheren.
Die T-Verbindung gemäss den Fig. 14,15 und 16 besteht aus zwei rinnenförmigen Bauteilen, wobei jeder Rinnenteil aus zwei erfindungsgemässen Elementen zusammengesetzt ist. Um die beiden rinnenförmigen Bauteile zusammenzufügen, wird der Bauteil, der den andern Bauteil aufnehmen soll, aufgeweitet und der andere unter Zusammenpressung eingesetzt. Diese Aufweitung und Zusammenpressung wird durch die angeordneten Langlöcher 17 erleichtert.
PATENTANSPRÜCHE : 1. Konstruktionselement konstanter Stärke mit L-förmigem Querschnitt mit einem schmalen und einem breiten Flansch. einer Lochreihe, die sich im schmalen Flansch der Länge nach erstreckt und zwei Lochreihen, die sich im breiten Flansch der Länge nach erstrecken, wobei der kleinste Abstand zwischen den benachbarten Kanten benachbarter Löcher innerhalb jeder Reihe gleich ist, und dieser Abstand auch für alle drei Reihen derselbe ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Lochreihe (13) im schmalen Flansch (11) und die äussere (15) der beiden Lochreihen im breiten Flansch (12) in Querrichtung fluchtend versetzte kongruente Abbildungen voneinander sind und jede Reihe aus einer Vielzahl von abwechselnd runden und länglichen Löchern (16, 17) besteht, wobei die runden Löcher (16) alle den gleichen Durchmesser aufweisen, die länglichen Löcher (17)
alle die gleiche Grösse haben und deren Längsausdehnungen sich im wesentlichen quer zum Element erstrecken und die Breite der länglichen Löcher (17) gleich ist dem Durchmesser der runden Löcher (16), und eine Länge gleich dem Durchmesser eines der runden Löcher (16) plus zweimal
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cher (17) der äusseren Reihe (15), und ein solches quergerichtetes längliches Loch (18) der inneren Reihe (14), mit jedem zweiten runden Loch (16) der äusseren Lochreihe (15) in Querrichtung fluchtet, wobei die in Längs- richtung liegenden länglichen Löcher (19) eine Breite aufweisen, die dem Durchmesser der runden Löcher (16) entspricht, und die schliesslich so lang sind,
wie der Abstand der Mitten zwischen zwei der in Querrichtungan- geordneten länglichen Löcher (17) der usserenReihe (15) plus dem Durchmesser der runden Löcher (16).