AT396699B - Knotenkörper zum verbinden mehrerer balken - Google Patents

Description

AT396699B

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Knotenkörper in Form eines hohlen Polyeders, insbesondere eines hohlen Würfels, zum Verbindung mehrer Balken, an deren Enden Gewindestifte oder Gewindebohrungen vorgesehen sind, wobei mehrere Seitenflächen des hohlen Polyeders durchbrochen sind und wobei der hohle Polyeder Elemente mit Gewindebohrung bzw. Gewindestifte als Gegenstück zum Gewindestift bzw. zur Gewindebohrung des Balkens aufweist. Z. B. beim Bau von Kinderspielplätzen tritt immer wieder der Fall ein, daß mehrere Holzbalken miteinander verbunden werden müssen; z. B. gehen oft von einem Knoten zwei im rechten Winkel zueinander stehende waagrechte Balken und ein senkrechter Balken weg. Eine sehr alte Lösung für solch eine Verbindung besteht darin, daß jeder Balken zu den beiden anderen seitlich versetzt ist, sodaß jeder Balken an den beiden anderen mit seiner Längsseite anliegt, und daß jeweils zwei Balken miteinander verschraubt werden. Diese Verbindung ist zwar einfach herzustellen, sieht aber - weil die Balken zueinander seitlich versetzt sind - nicht gut aus.

Knotenkörper zum Verbinden von Balken sind bei Tragwerken in vielen Ausführungsarten bekannt Aus der DE-OS 24 36 628 ist ein voller Knotenkörper bekannt der keine Verdrehsicherung der Balken ermöglicht Die GB-A-2 038 913 zeigt einen im wesentlichen kugelförmigen, hohlen Knotenkörper, der an den Stellen, wo Balken angeschlossen werden sollen, plane Kreisscheiben aufweist Der Knotenkörper gemäß der DE-OS 34 06 550 ist entweder eine volle Kugel oder ein dickwandiges Rohrstück; er weist zum Anschluß hohler Rechteckrohre entsprechende Einfräsungen auf. Diese Lösung läßt sich für volle Balken nicht verwenden; außerdem ist der hohe Materialbedarf für den Knoten nachteilig.

Knotenkörper der eingangs genannten Art sind aus der DE-OS 27 04 954 und aus der DE-OS 35 04 807 bekannty

Die Figuren 2 und 5 der DE-OS 27 04 954 offenbaren einen Knotenkörper in Form eines hohlen Würfels zum Verbinden mehrer Balken, an deren Enden Gewindestifte vorgesehen sind, wobei eine Seite des hohlen Würfels durchbrochen ist und wobei der hohle Würfel Elemente (Muttem) mit Gewindebohrungen als Gegenstück zu den Gewindestiften des Balkens aufweist. Die Figuren 1 und 4.der DE-OS 35 04 807 offenbaren einen Knotenkörper in Form eines hohlen Polyeders zum Verbinden mehrerer Balken, an deren Enden Gewindebohrungen vorgesehen sind, wobei mehrere Seitenflächen des Polyeders durchbrochen sind und wobei der hohle Polyeder Gewindestifte als Gegenstück zur Gewindebohrung des Balkens aufweist.

Bei der DE-OS 27 04 954 sind die Balken verdrehsicher am Knotenkörper angeschlossen, weil jeder Balken mit mehreren (vier) Gewindestiften in mehreren (vier) Gewindebohrungen des Knotenkörpers befestigt ist. Nachteilig dabei ist, daß die Montage aufwendig ist (jeder Balken muß mit vier Gewindestiften befestigt werden); außerdem ist der Materialaufwand relativ groß, weil nur eine Seitenfläche (die als Serviceöffnung dient) durchbrochen ist. Bei der DE-OS 35 04 807 ist nachteilig, daß keine Verdrehsicherung der Balken möglich ist.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese Nachteile zu beseitigen.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Elemente mit Gewindebohrung bzw. die Gewindestifte innerhalb der Durchbrechungen vorgesehen sind. Erfindungsgemäß ist der Knotenkörper also (auch) an den Seiten durchbrochen, an denen die Balken angeschlossen werden sollen; die Elemente mit Gewindebohrung bzw. die Gewindestifte befinden sich daher innerhalb der Durchbrechungen. Die anzuschließenden Balken ragen zum Teil in die Durchbrechungen hinein, sodaß sie verdrehsicher gehalten werden, obwohl sie nur mit einem Gewindestift fixiert werden. Der Materialverbrauch ist gering, weil zumindest alle Seiten, an denen Balken angeschlossen werden sollen, durchbrochen sind. Außerdem ist es möglich, die Balken an ihrer Stirnseite am Rand abzufräsen, sodaß sich in der Mitte ein Vorsprung ergibt, der genau in die Durchbrechung paßt. Ein derartiger Balken deckt eine Seite des Polyeders vollständig ab, was gut aussieht.

Es ist zweckmäßig, wenn alle Seitenflächen durchbrochen sind. Es bleiben dann von dem Polyeder im wesentlichen nur die Kanten stehen, sodaß dieser mit relativ wenig Materialverbrauch herstellbar ist (z. B. als Aluminium-Guß). Die Durchbrechungen, an die keine Balken angeschlossen sind, können dann durch Plastikkappen abgeschlossen werden, die z. B. die Farbe der Balken aufweisen. Auf diese Weise ergibt sich einerseits ein Wetterschutz und anderseits ein ansprechendes Äußeres.

Die Art des Polyeders richtet sich einerseits nach dem Querschnitt der Balken und anderseits nach dem Winkel, den die Balken zueinander einschließen sollen. Wenn die Balken im Querschnitt dreieckig sind, so wird man für den Polyeder eine Pyramide wählen. Bei herkömmlichen Balken mit rechteckigen bzw. quadratischem Querschnitt wird man einen Quader oder einen Würfel wählen. Für spezielle Fälle ist auch ein allgemeines Parallelepiped denkbar. Die bevorzugte Form ist der Würfel. An einen Würfel können - da er ein regelmäßiger Körper ist - bis zu sechs Balken gleichen (quadratischen) Querschnitts angeschlossen werden, sodaß maximale Flexibilität gewährleistet ist.

Es ist dann in diesem Fall zweckmäßig, wenn die Durchbrechungen quadratisch sind, wobei die Randkanten der Durchbrechungen parallel zu den Kamen des Würfels verlaufen. Auf diese Weise wird für die Herstellung der Vorrichtung nur sehr wenig Material gebraucht. Anderseits ermöglicht eine quadratische Aussparung eine Verdrehsicherung für die anzuschließenden Balken, wenn diese einen Vorsprung aufweisen, der gerade in die quadratische Aussparung paßt. Bei einer kreisförmigen Aussparung wäre dies nicht möglich. -2-

AT396699B Für die Fixierung der Gewindebohrungen bzw. der Gewindestifte der Vorrichtung in den Ausnehmungen sind zwei verschiedene Ausführungsformen vorgesehen: einerseits ist es möglich, daß in allen durchbrochenen Seitenflächen des Polyeders Platten nach innen versetzt befestigt sind, die eine Bohrung aufweisen, hinter der eine Mutt»’ unbeweglich befestigt ist; anderseits kann auch vorgesehen sein, daß zumindest einige Randkanten der Durchbrechungen an der Innenseite des hohlen Würfels stufenförmig abgesetzt sind und daß an diesen Absätzen eine Platte anliegt, die in der Mitte eine Bohrung zur Aufnahme des Gewindestiftes des Balkens oder des Gewindestiftes der Vorrichtung anfweisL Die erste Möglichkeit hat den Vorteil, daß an alle Seiten mit Durchbrechungen ein Balken angeschlossen werden kann; nachteilig ist jedoch, daß die Muttem (also die Elemente mit Gewindebohrung} nicht zugänglich sind und daher unbeweglich befestigt sein müssen, sodaß der Gewindestift des Balkens gedreht werden muß. Die zweite Möglichkeit hat den Vorteil, daß das Innere der Vorrichtung zugänglich bleibt, sodaß dort die Mutter auf den Gewindestift des Balkens (oder der Gewindestift der Vorrichtung) direkt gedreht werden kann; dabei muß allerdings eine Durchbrechung als Serviceöffnung dienen; an diese kann kein Balken angeschlossen werden.

Anhand der beiliegenden Figuren werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert; es zeigt: Fig. 1 eine perspektivische Darstellung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie (Π-ΙΙ) in Fig. 1; Fig. 3 eine perspektivische Darstellung der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie (IV-IV) in Fig. 3, aber mit angeschlossenem Balken; Fig. 5 einen Gewindestift in Seitenansicht zum Einsetzen in einen Balken, der an die erfindungsgemäße Vorrichtung angeschlossen werden soll; Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie (VI-VI) in Fig. 5; und Fig. 7 eine Platte zur Verwendung in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

In den Fig. 1-4 hat die erfindungsgemäße Vorrichtung die Form eines hohlen Würfels (1), von dem alle sechs Seiten durchbrochen sind; die Durchbrechungen (2,3,4,5) und (6) (die sechste ist in dien Fig. nicht sichtbar) sind alle quadratisch, wobei die Randkanten der Durchbrechungen parallel zu den Kanten des Würfels sind. Von dem Würfel (1) bleiben somit nur 12 Stege entsprechend seinen 12 Kanten stehen.

Bei der ersten Ausführungsform (Fig. 1-2) ist in allen Durchbrechungen (2*6) eine Platte (11,12,13,14, 15) bzw. (16) befestigt Diese Platten (11-16) weisen in der Mitte eine Bohrung (22,23,24,25) (die anderen beiden Bohrungen sind in den Hg. nicht sichtbar) auf, hinter denen sich jeweils eine Mutter (31,32,33,34,35) (die sechste Mutter ist nicht sichtbar) befindet

Diese Muttem (31-35) sind mit den zugehörigen Platten (11-16) fest verbunden, z. B. verschweißt

Die einfachste Weise zur Herstellung einer derartigen Vorrichtung dürfte folgende sein: man stellt zunächst den Würfel (1) her, z. B. als Alu-Guß. Dann baut man aus den Platten (11-16) einen zweiten Würfel, dessen Außenmaß geringfügig kleiner ist als die Größe der Durchbrechungen (2-6). Der innere Würfel kann z. B. aus einem Vierkantrohr hergestellt werden, von dem man ein entsprechendes Stück herunterschneidet alte vier Seiten durchbohrt und mit Muttem versieht Unabhängig davon stellt man aus zwei Platten die fehlenden Seiten her und schweißt sie auf die beiden Stirnseiten des Vierkantrohres auf. Diesen inneren Würfel schiebt man dann in den Würfel (1) ein und befestigt ihn mit einigen Schweißpunkten. Alternativ dazu ist es aber natürlich auch möglich, jede Platte (11-16) unabhängig in die entsprechende Durchbrechung (2-6) zu schweißen.

Bei der zweiten Ausführungsform (Fig. 3,4 und 7) ähnelt der Würfel (101) dem Würfel (1) der ersten Ausführungsform. Ein Unterschied ist, daß die 12 Stege des Würfels (außer bei der oberen Durchbrechung (6)) innen stufenförmig äbgesetzt sind. (In den Fig. 3 und 4 sind nur die Absätze (41,42,43) und (44) zu sehen). Die obere Durchbrechung (6) ist etwas größer als die übrigen. Durch die obere Durchbrechung (6) können nun Ins zu fünf Platten (112,113,114) und (115) eingelegt werden; diese Platten (111-115) liegen dann an den Absätzen (41-44) an. Es ist zweckmäßig, wenn die Platten (111-115) im Bereich, wo sie an den Absätzen (41-44) anliegen, etwas nach innen versetzt sind, weil sie sich dann in den Durchbrechungen (2-6) automatisch zentrieren, sobald sie einer Kraft nach außen ausgesetzt werden. Es ist weiters zweckmäßig, wenn die Platten (111-115) an den Ecken Aussparungen (116) (Fig. 7) aufweisen, damit benachbarte Platten (111-115) nicht kollidieren.

Auch die Platten (111-115) weisen in der Mitte eine Bohrung (121-125) auf. Dahinter sind jedoch keine Muttem befestigt; diese werden erst auf einem Gewinde (52) eines Gewindebolzens (51) aufgeschraubt, nachdem dieses durch eine Bohrung (in Fig. 4 bei Bohrung (123) und Mutter (33) gezeigt) gesteckt wurde.

Um einen Balken an die Vorrichtung gemäß Fig. 3,4 und 7 anzuschließen, geht man zweckmäßigerweise folgendermaßen von

Zunächst versieht man den Balken (61) (s. Fig. 4) mit einer Bohrung (62); außerdem wird seine Stirnseite am Rand abgefräst, sodaß sich in der Mitte ein quadratischer Vorsprung (63) ergibt, der genau in die Durchbrechungen (2-5) paßt In die Bohrung (62) setzt man dann den Gewindebolzen (51) ein. Dieser hat an dem dem Gewinde (52) gegenüberliegenden Ende Durchbrechungen (53,54,55) und (56) (s. Fig. 5,6), durch die ein Sicherungsstift (71) gesteckt wird, um den Gewindebolzen (51) zu fixieren. (Dazu muß der Balken (61) natürlich zuvor mit einer Querbohrung versehen werden.) Alternativ zum Sicherungsstift (71) könnte natürlich der Gewindebolzen (51) dübelartig ausgebildet werden, sodaß er allein durch Reibung hält Auch könnte der Gewindebolzen (51) mit einem durchgehenden Gewinde ausgebildet sein, mit dem er in die Bohrung (62), die dann ein entsprechendes Untermaß aufweisen muß, eingeschraubt wird, bis nur mehr ca. 2 cm des Gewindes herausschauen.

Nun wird durch die Durchbrechung (6), die etwas größer als die übrigen Durchbrechungen (2-5) ist, z. B. in -3-

Claims (5)

1. AT396699B die Durchbrechung (3) die Platte (113) eingelegt und mit der Hand festgehalten. Nun wird der Balken (61) samt eingesetztem Gewindestift (51) von außen an die Durchbrechung (3) herangeführt, sodaß sein Vorsprung (63) in die Durchbrechung (3) hineinragt und das Gewinde (52) durch die Bohrung (123) ragt. Nun wird die Mutter (33) auf das Gewinde (52) geschraubt und festgezogen. Die Platte (113) liegt dabei an den Absätzen (42,43) an und zentriert sich selbst, weil sie am Rand etwas nach innen versetzt ist. Alternativ kann bei dieser Ausführungsform auch anstelle des Gewindebolzens (51) ein Rohr mit Innengewinde verwendet werden; in diesem Fall kommt dann anstelle der Mutter (33) ein entsprechender Gewindestift, z. B. eine Schraube, zur Anwendung. Um einen Balken an die Vorrichtung gemäß Fig. 1 und 2 anzuschließen, muß der Vorgang etwas modifiziert werden, weil die Muttem (32-35) nicht zugänglich sind. Es wird in diesem Fall zuerst der Gewindebolzen (51) in eine der Muttem (32-35) fest eingeschraubt, wobei darauf zu achten ist, daß die Lage der Durchbrechungen (53-56) ein Durchstecken des Sicherungsstiftes (71) ermöglicht Darm wird ein wie oben vorbereiteter Balken (61) aufgesteckt und mit dem Sicherungsstift (71) fixiert Bei beiden Ausführungsformen werden nicht benötigte Durchbrechungen durch Abdeckkappen formschön verschlossen. PATENTANSPRÜCHE 1. Knotenkörper in Form eines hohlen Polyeders, insbesondere eines hohlen Würfels, zum Verbinden mehrerer Balken, an deren Enden Gewindestifte oder Gewindebohrungen vorgesehen sind, wobei mehrere Seitenflächen des hohlen Polyeders durchbrochen sind und wobei der hohle Polyeder Elemente mit Gewindebohrung bzw. Gewindestifte als Gegenstück zum Gewindestift bzw. zur Gewindebohrung des Balkens aufweist dadurch gekennzeichnet daß die Elemente mit Gewindebohrung (31 bis 35) bzw. die Gewindestifte (51) innerhalb der Durchbrechungen (2 bis 5) vorgesehen sind.
2. 2. Knotenkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß alle Seitenflächen durchbrochen sind.
3. 3. Knotenkörper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß bei einem Würfel (1; 101) als Polyeder die Durchbrechungen (2 bis 5) quadratisch sind, wobei die Randkanten der Durchbrechungen (2 bis 5) parallel zu den Kanten des Würfels (1; 101) verlaufen.
4. 4. Knotenkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß in allen durchbrochenen Seitenflächen des Polyeders Platten (11 bis 16) nach innen versetzt befestigt sind, die eine Bohrung (22 bis 25) aufweisen, hinter der eine Mutter (31 bis 35) unbeweglich befestigt ist
5. 5. Knotenkörper nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einige Randkanten der Durchbrechungen (2 bis 5) an der Innenseite des hohlen Würfels (101) stufenförmig abgesetzt (Absätze (41 bis 44)) sind und daß an diesen Absätzen (41 bis 44) eine Platte (111 bis 115) anliegt die in der Mitte eine Bohrung (121 bis 125) zur Aufnahme des Gewindestiftes (51) des Balkens (61) oder des Gewindestiftes der Vorrichtung aufweist. Hiezu 3 Blatt Zeichnungen -4-