Die Erfindung betrifft einen Bauteilsatz zur Erstellung von rahmenartigen Flächen- oder Raumgebilden, enthaltend Tragkörper, mindestens ein Anschlusselement und mindestens eine Verbindungsvorrichtung.
Unter Flächen- und Raumgebilden im Sinne der Erfindung sind zwei- bzw. dreidimensionale Konstruktionen zu verstehen, die im wesentlichen aus fachwerkartig zusammengefügten Rahmenfeldern bestehen. Die einzelnen Rahmenfelder sind dabei z.B. durch stabförmige Tragkörper begrenzt. Letztere können grundsätzlich in an sich bekannter Weise - insbesondere im Bereich ihrer Endabschnitte - stoffschlüssig, etwa durch Klebung, miteinander verbunden werden, jedoch kommen auch formschlüssige und vorzugsweise lösbare Verbindungsvorrichtungen für diesen Zweck in Betracht.
Bei handelsüblich bekannten Bauteilsätzen der eingangs genannten Art sind Rohre mit Kreisringquerschnitt als stabförmige Tragkörper zur Begrenzung von Rahmenfeldern sowie kugelförmige Anschlusselemente für die Endverbindung zusammenstossender Tragkörper vorgesehen. Als Verbindungsvorrichtungen dienen Schraub-Ankerelemente, die in Durchgangsbohrungen der kugelförmigen Anschlusselemente angeordnet sind und in entsprechend fluchtende Gewindebohrungen der Tragkörperenden eingreifen.
Aufgabe der Erfindung ist demgegenüber die Schaffung eines Bauelementsystems für Flächen- und Raumgebilde mit stabförmigen Tragkörpern, das sich durch folgende Eigenschaften auszeichnet:
- Optimierung der Längsgliederung und der Querschnittsform der stabförmigen Tragkörper hinsichtlich ihres Profils gemäss Kriterien der Beanspruchungsverteilung und nach ästhetischen Gesichtspunkten,
- optimierte Gestaltung der Endabschnitte der stabförmigen nach Kriterien der Verbindungsstabilität und eines ästhetisch befriedigenden Überganges zu anstossenden Nachbarelementen,
- Optimierung des Verlaufes der Tragkörper-Stabachse im Hinblick auf vorgegebene Formen des Flächen- bzw.
Raumgebildes sowie auf die Kraftflüsse innerhalb der fachwerkartigen Struktur des Gebildes,
- Formanpassung der Anschlusselemente für die Herstellung von Stossverbindungen zwischen den verschiedenen Bauelementen der Fachwerkstruktur,
- optimierte Zusammensetzung von Bauteilsätzen im Hinblick auf die vorgenannten Kriterien.
Die vorstehende Aufzählung gibt Aufgabenkomponenten wieder, die durch die verschiedenen möglichen Ausführungsformen der Erfindung alternativ oder auch kumulativ erfüllt werden können.
Die erfindungsgemässe Lösung ist bestimmt durch die Merkmale des Patentanspruchs 1.
Die abschnittsweise unterschiedliche Profilgestaltung der stabförmigen Tragkörper, insbesondere ein Wechsel zwischen Abschnitten mit geradlinig oder konvex gekrümmt begrenztem und mit ganz oder teilweise konkav begrenztem Aussenprofil ermöglicht die Vereinigung von interessanten ästhetischen Formeffekten mit einer weitgehend vollständigen Ausnutzung der Gesamt-Querschnittsabmessungen für die Maximierung des Widerstandsmomentes in den Bereichen höchster Biegebeanspruchung. Mit Vorteil werden dabei in den Stabendbereichen konkav begrenzte Profilabschnitte vorgesehen. Wesentlich für eine harmonische Formgestaltung ist ferner ein kalottenförmiger, insbesondere zum konkav begrenzten Abschnitt hin stetiger Profilübergang.
In manchen Anwendungsfällen kann eine freizügige Formgestaltung der Tragkörper ohne grundsätzliche Einschränkung auf prismatische oder allgemein-zylindrische Stabformen bei Anwendung entsprechender Fertigungsmethoden, wie Formpressen oder Giessen, gegebenenfalls aber auch spanabhebende Formgebung aus geeigneten, strangförmigen Grundkörpern, vorgesehen werden. Hierzu sieht eine Weiterbildung der Erfindung an den Stabenden das einstückige Anformen von Übergangskörpern bzw. von Übergangsoberflächen vor, die eine Formanpassung bezüglich anstossender Tragkörper oder anderer Bauelemente verwirklichen.
Eine andere wesentliche Weiterbildung der Erfindung zielt darauf ab, eine Aufeinanderfolge von Tragkörperabschnitten unterschiedlichen Profils mit formangleichenden Profilübergängen zu verwirklichen, ohne den mit der Herstellung von Stabkörpern nicht durchgehend gleicher Profilform verbundenen, erhöhten Aufwand in Kauf nehmen zu müssen. Dazu sieht die Erfindung Tragkörper von allgemein-zylindrischer oder polygonal-prismatischer Querschnittsform vor, die miteinander durch geeignete, z.B. an sich bekannte, form- oder stoffschlüssige Befestigungsmittel miteinander verbunden sind, und zwar vorzugsweise im Bereich ihrer Endabschnitte und im mit im wesentlichen fluchtenden Stabachsen. In Verbindung damit sieht die Erfindung nun relativ kurze Anschlusselemente zur Formanpassung bezüglich benachbarter Tragkörper oder anderer Bauelemente vor.
Diese Anschlusselemente ermöglichen durch ihre Formanpassung auch besonders tragfähige Anschlussverbindungen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden anhand der in den Zeichnungen - soweit nichts anderes angemerkt in perspektivischer Ansicht - schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert. Hierin zeigt:
Fig. 1 eine Teil-Seitenansicht einer ersten Ausführung eines erfindungsgemässen Tragkörpers mit einem für Anschlusszwecke formangepassten Endabschnitt,
Fig. 2 einen durch Zusammenstoss verschiedenartiger Tragkörper nach der Erfindung gebildeten Eckbereich eines rahmenartigen Raumgebildes,
Fig. 3 einen Endabschnitt einer Hohlprofilausführung eines erfindungsgemässen Tragkörpers,
Fig. 4 bis Fig. 11 verschiedene Ausführungen für Anschlusszwecke formangepasster Endabschnitte von stabförmigen Tragkörpern,
Fig.
12 eine erste Ausführung eines erfindungsgemässen Anschlusselementes in Verbindung mit dem formangepassten Endabschnitt eines stabförmigen Tragkörpers,
Fig. 13 und Fig. 14 je eine abgewandelte Ausführung eines erfindungsgemässen Anschlusselementes,
Fig. 15 einen mittels einer weiteren Ausführung eines erfindungsgemässen Anschlusselementes, im übrigen ähnlich Fig. 2 gebildeten Eckbereich eines rahmenartigen Raumgebildes,
Fig. 16 in perspektivischer Ansicht und
Fig. 17 in Draufsicht eine für vielachsigen räumlichen Anschluss von Rahmenbauelementen ausgebildete Ausführung eines erfindungsgemässen Anschlusselementes,
Fig. 18 ein Anschlusselement für vielachsigen räumlichen Anschluss ähnlich Fig.
16 und 17 mit in Form eines Raumkreuzes angesetzten Tragkörpern, jedoch mit formschlüssigen, lösbaren Verbindungsvorrichtungen für die verschiedenen Anschlussachsen, dargestellt als Schnittansicht in der zu zwei Anschlussachsen parallelen Schnittebene A-A in Fig. 19,
Fig. 19 eine Schnittansicht des Anschlusselementes mit Innenaufbau der Befestigungsvorrichtung in einer Diagonal-Schnittebene B-B gemäss Fig. 18,
Fig. 20 eine abgewandelte Ausführung des Anschlusselementes mit Verbindungsvorrichtung in einer Teilschnittansicht entsprechend Fig. 18,
Fig. 21 einen Querschnitt eines stabförmigen Tragkörpers mit formangepasstem Füllelement,
Fig. 22 zwei benachbart mit gegenseitigem Abstand angeordnete, stabförmige Tragkörper in Draufsicht parallel zu den Stabachsen, mit einem laschenartigen Querverbindungselement,
Fig.
23 eine Ausführung eines stabförmigen Tragkörpers nach der Erfindung mit kreisbogenförmig verlaufender Stabachse, in Ansicht auf die Kreisbogenebene,
Fig. 24 in grösserem Massstab den Querschnitt des Tragkörpers gemäss Schnittebene C-C in Fig. 23,
Fig. 25 und Fig. 26 schematisch vereinfachte Darstellungen von Möbelkörpern mit rahmenartigem Gestell aus Tragkörpern nach der Erfindung und
Fig. 27 den Endabschnitt einer vereinfachten Ausführung eines stabförmigen Tragkörpers mit konvexer und konkaver Profilkontur.
Der in Fig. 1 angedeutete Tragkörperbereich umfasst einen ersten, prismatisch ausgebildeten Längsabschnitt 1 mit quadratischem Vollquerschnitt. Dieser Abschnitt hat das innerhalb der gegebenen Seitenabstände des Profilquerschnitts grösstmögliche Widerstandsmoment, d.h. Biegefestigkeit, und erstreckt sich über den nicht dargestellten, im allgemeinen einer maximalen Biegebeanspruchung ausgesetzten Mittelbereich des Tragkörpers. Gegen das Stabende schliesst sich ein zweiter Längsabschnitt 2 an, der vier symmetrisch über den Umfang verteilte, bogenförmig-konkave Profilabschnitte 2a und dazwischen angeordnete Stege 2b aufweist. Die Scheitel der Profilabschnitte 2a fluchten in Stablängsrichtung gesehen mit den vorspringenden Längskanten des Längsabschnitts 1.
Der Übergang zwischen den vorspringenden Kanten des Längsabschnitts 1 und den konkaven Profilabschnitten des Längsabschnitts 2 wird durch Kalotten 2c vermittelt, deren im Stablängsschnitt erscheinende Profilkontur stetig in diejenige der Profilabschnitte 2a übergeht. Es werden so nicht nur abrupte Querschnittsänderungen mit Spannungskonzentrationen im Falle von Biegebelastungen vermieden, sondern auch eine harmonisch wirkende Längsgliederung des Stabes erreicht.
Das Stabende ist als Kopfabschnitt 3 ausgebildet, der in einem sich über den Stabumfang erstreckenden Kragen 3a wieder das volle Querschnittsprofil des Längsabschnitts 1 annimmt. Der Übergang zwischen dem Kragen 3a und den konkaven Profilabschnitten 2a des Längsabschnitts 2 einerseits bzw. der Stirnfläche 3b des Stabes andererseits wird wiederum durch Kalotten 2d bzw. 3c vermittelt. Auf diese Weise ergeben sich am Umfang des Kragens im Anschluss an die Stege 2b verbreiterte Flächenabschnitte 3d, die eine dem Querschnittsprofil des Längsabschnitts 2 entsprechende Umrisskontur aufweisen und als Queranschlussflächen (mit hier nicht dargestellten Zentrier- und Verbindungsmitteln) für das knick- und absatzfreie Anfügen von sich rechtwinklig zur Stablängsachse erstreckenden Nachbarbauelementen mit gleichem Anschlussquerschnitt, insbesondere angrenzenden Tragkörpern, dienen können.
In gleicher Weise ergibt sich durch die Anordnung der Kalotten 3c auch für die Stirnfläche 3b eine dem Querschnittsprofil des Längsabschnitts 2 entsprechende Umrisskontur, so dass auch hier mit kontinuierlichem Oberflächenverlauf entsprechende Bauelemente angefügt werden können. Insbesondere bietet diese Kopfgestaltung die Möglichkeit, aus bis zu 6 zusammenstossenden stabförmigen Tragkörpern ein Teil- oder Voll-Raumkreuz innerhalb der Rahmenstruktur des Raumgebildes herzustellen.
Fig. 2 zeigt eine Raumecke mit einem vertikalen stabförmigen Tragkörper 4 quadratischen Querschnitts und zwei zueinander rechtwinklig anstossenden horizontalen Tragkörpern 5 einerseits sowie 6 und 7 andererseits. Der Tragkörper 5 hat ein Z-förmiges Querschnittsprofil mit zwei einander gegenüberliegenden, konkav-bogenförmigen Konturabschnitten 5a und zwei ebenfalls einander gegenüberliegenden, geradlinigen Konturabschnitten 5b. So ergibt sich ein im wesentlichen rotationssymmetrischer Querschnitt, der eine vielfältige Anwendung in verschiedenen Querschnittsorientierungen ermöglicht. Von besonderem Vorteil ist ferner die an der Profiloberseite gebildete, ebene Auflagefläche, die eine Befestigung von plattenförmigen Bauelementen wie Tischplatten und dergl. begünstigt.
Andererseits bietet das hier als Beispiel gezeigte, Z-artige Gesamtprofil mit seinen Bogenprofilabschnitten eine funktionsgerechte Anordnung von möbelarchitektonisch vielfach angestrebten Hohlkehlen im Randbereich unterhalb solcher Plattenelemente. In diesem Zusammenhang führt eine bezüglich der anstossenden Stabprofile formangepasste Kalotte KA am Tragkörper 4 zu einer glattflächig über die Raumecke durchlaufenden Hohlkehle.
Das Beispiel zeigt ferner die Zusammensetzung eines Z-Profils aus zwei aneinanderliegend befestigten L-Profilen mit zwei zueinander im Winkel angeordneten geradlinigen Konturabschnitten und einem konkav-bogenförmigen Konturabschnitt. Für die vorgenannten Zwecke lassen sich solche L-Profile allein ebenfalls verwenden, und zwar mit dem besonderen Vorteil verminderten Aufwandes. Sinngemäss Entsprechendes gilt auch für nicht näher dargestellte Varianten mit T- und I-förmigem Profil.
Fig. 3 zeigt das Beispiel eines Hohlprofil-Tragkörpers 8 mit zwei am Profilumfang nebeneinaderliegend angeordneten, konkav-bogenförmigen Profilabschnitten 8a, die einen dazwischen angeordneten Steg 8b mit sich tangential zum Profilumfang erstreckender Scheitelfläche bilden. Die vorgenannten architektonischen Vorteile sind hier mit den hohen Festigkeitswerten eines Hohlkörpers vereinigt. Strichliert ist ferner eine Variante mit einer Profilkontur des Hohlraumes 9 mit konvex-bogenförmigen Abschnitten 9a angedeutet, die parallel zu den Aussenkonturabschnitten 8a verlaufen und eine im wesentlichen konstante Wandstärke des Hohlprofils ergeben.
In den Fig. 4 bis 7 sind verschiedene Varianten von Vollprofil-Tragkörpern gezeigt, bei denen das Stabende unter Bildung einer dem Querschnitt von Nachbarelementen angepassten Anschlussfläche AF durch eine am Stabumfang angeordnete Kalotte KA bzw. mehrere derselben im Querschnitt verjüngt ausgebildet ist. Dies ermöglicht - durch geeignete Kombination von einander diametral gegenüberliegenden bzw. nebeneinanderliegenden Kalotten mit Bildung von Eckvorsprüngen - einen formharmonischen Profilübergang zwischen verschiedenartigen Tragkörpern ohne besondere Anschluss- oder Übergangselemente. Besonders ist auf die Ausführungen nach Fig. 6 mit einem Rundstab-Tragkörper sowie nach Fig. 7 mit Kombination von Kalotte KA und Hohlkehle HKB hinzuweisen, die einen harmonischen Profilübergang auch für extrem verschiedenartige Konturtypen ermöglichen.
Die Beispiele gemäss Fig. 8 bis 10 zeigen Tragkörper-Endabschnitte mit allgemein-zylindrischen bzw. -kegelförmigen Hohlkehlenabschnitten HKZ bzw. HKK, deren Generatrix bzw. - im Falle von rotationssymmetrischen Formen - Zylinderachse Z oder Kegelachse K im Winkel, insbesondere rechtwinklig zur Stabachse I angeordnet ist. Es versteht sich, dass hier auch pyramidenförmige Hilfsflächen in Betracht kommen.
Solche Hilfsflächen ermöglichen die Bildung von durchlaufenden Hohlkehlen an Kreuzungs- und Eckpartien innerhalb einer Rahmenstruktur, gegebenenfalls mit Übergang zwischen unterschiedlich tiefen Profileinbuchtungen, und können auch als seitliche Anlage- oder Aschlussflächen für die formschlüssige Verbindung von Tragkörpern dienen.
Fig. 12 zeigt ein allgemein-zylindrisch begrenztes Bauelement 10 mit kreuzartigem Profil in Verbindung mit einem achsparallel, seitlich versetzt angeordneten Tragkörper 11 von ähnlicher, jedoch vergrösserter Profilform. Der Stabendabschnitt 11a ist an den vorspringenden Profilrippen durch konkav-bogenförmige Abschnitte verjüngt ausgebildet, so dass sich trotz extremer Profildifferenzen ein harmonischer und im stetigähnlicher Formübergang ergibt.
In den Fig. 13 und 14 sind Anschlusselemente mit rotationssymmetrisch, nämlich zylindrisch ausgebildeten Übergangs- oder Anschlussflächen für angrenzende Tragkörper oder sonstige Bauelemente in Form von Hohlkehlen HKZ dargestellt. Gemäss Fig. 13 erstrecken sich zwei Hohlkehlen rechtwinklig zu Halb-Anschlussachsen Ia und IIIa, die einen einseitigen Anschluss benachbarter Bauelemente ermöglichen, sowie parallel zu einer Voll-Anschlussachse II für zweiseitigen Anschluss. Auf diese Weise lassen sich bequem T-förmige wie auch kreuzförmige Tragkörperverbindungen herstellen. Zufolge Fig.14 sind drei zueinander rechtwinklige Voll-Anschlussachsen I, II und III mit einer zur Achse II parallelen Hohlkehle vorgesehen.
Den Anschlussachsen zugeordnete, stirnseitige Anschlussflächen mit bezüglich der zugeordneten Tragkörper formangepasster Umrisskontur werden durch die Stirnkanten der Hohlkehlen sowie von zusätzlich eingeformten Kalotten KA gebildet.
Fig. 15 zeigt eine Rahmen-Raumecke ähnlich Fig. 2 (entsprechende Elemente sind übereinstimmend bezeichnet), jedoch mit einem Eck-Anschlusselement 12, das ausser der Kalotte KA eine gegenüberliegende, konvex vorspringende Hohlkehle HK mit sattelförmiger, vorzugsweise wenigstens über einen Teil ihrer Bogenerstreckung rotationssymmetrischer Oberfläche aufweist. Auf diese Weise lassen sich Anschlüsse der vorliegenden Art mit vergleichsweise geringem Aufwand herstellen.
In Fig. 16 und 17 ist ein Anschlusselement mit Kalotten KA und rippenartigen Eckvorsprüngen KE vergleichsweise starker Konturkrümmung dargestellt. Dadurch ergeben sich formangepasste Anschlussflächen für Voll-Anschlussachsen I und III sowie für eine Halb-Anschlussachse II. An der letzterer gegenüberliegenden Stirnfläche des Anschlusselementes ist ein Eckvorsprung KR geringerer Konturkrümmung als äusserer Formabschluss vorgesehen. Die Besonderheit dieser Ausführung besteht in zusätzlichen Diagonal-Anschlussachsen D mit entsprechenden Anschlussbohrungen, die als Zentrierelemente und in Form von Gewindebohrungen gegebenenfalls auch für Befestigungszwecke dienen. Die Diagonalachsen sind unter einem spitzen Winkel von vorzugsweise etwa 45 DEG gegen die Ebenen der Hauptachsen I, II, III angeordnet.
Die Fig. 18 und 19 zeigen eine Rahmen-Raumecke mit zusammenstossenden Tragkörpern TK und einem Eck-Anschlusselement ASK, das ähnlich Fig. 16 und 17 ausgebildet und mit Diagonal-Anschlussachsen D versehen ist. Zusätzlich ist das Anschusselement mit einer Verbindungsvorrichtung versehen. Diese umfasst koaxial zu den Haupt-Anschlussachsen (hier nur dargestellt für die Hauptachse II) in die Enden der anstossenden Tragkörper eingeschraubte Ankerbolzen AK mit hinterschnittenen Kopfabschnitten KO sowie als Spannvorrichtung zugehörige Druck-Gewindebolzen SP, die in Diagonalbohrungen entsprechend den Achsen D eingeschraubt sind und mit ihren Stirnflächen an den Hinterschneidungen der Ankerbolzen-Kopfabschnitte KO angreifen.
Ausserdem ist in Fig. 19 der Anschluss eines Verstrebungstragkörpers TKD in eine der Diagonal-Gewindebohrungen angedeutet.
Fig. 20 zeigt eine Rahmen-Raumecke ähnlich den Fig. 18 und 19, ebenfalls mit einer Spann-Befestigungsvorrichtung, wobei jedoch das Anschlusselement ASK mit Zentrierkegelansätzen ZK versehen ist, die in entsprechende Kegelbohrungen KB der anstossenden Tragkörper TK eingreifen und für eine genau koaxiale Zentrierung sowie für eine besonders tragfähige Anschlussverbindung sorgen.
Aus Fig. 21 ist der Querschnitt eines Kreuzprofil-Tragkörpers TKK mit konkav-bogenförmigen Profilflanken ersichtlich. In eine der Profilausnehmungen ist ein stabförmiger Füllkörper FK eingesetzt, der einerseits einen dem Tragkörperprofil angepassten, konvex-bogenförmigen Profilabschnitt und andererseits einen Aussenprofilabschnitt mit hinsichtlich des Einsatzes an Möbelkanten funktionsgerechter Rundung aufweist.
Fig. 22 zeigt als Zubehör für erfindungsgemässe Bauteilsätze ein laschenartiges Querverbindungselement QV für die Endabschnitte von parallelen, gegenseitig beabstandeten Stab- Tragkörpern TK. Z.B. zapfenförmige Zentrierelemente Z1 der letzteren stehen in Formschlussverbindung mit komplementären Zentrierelementen Z2 des Querverbindungselementes.
Der aus Fig. 23 und 24 ersichtliche Kreuzprofil-Tragkörper TKB weist eine kreisbogenförmig verlaufende Stabachse auf. Auch hier können an den Tragkörperenden Kreuz-Anschlusselemente ASK für die Bildung von vielfältigen Knotenkonstruktionen angefügt werden.
Die Fig. 25 und 26 zeigen in stark vereinfachter Darstellung Beispiele von Bauteilsätzen für Möbelkörper mit tragender Rahmenstruktur, die aus geradlinigen bzw. bogenförmigen Stab-Tragkörpern TK bzw. TKB mit entsprechenden, nicht dargestellten Anschlusselementen und Verbindungsvorrichtungen besteht. Ausserdem sind innerhalb der durch die Tragkörper gebildeten Rahmenfelder rechteckige bzw. kreissegmentartige, plattenförmige Füllelemente FE bzw. FES angeordnet.
Endlich zeigt Fig. 27 einen insbesondere für die Kantenbildung und Randbegrenzung an Möbelaussenflächen geeigneten Stab-Tragkörper TKS, der mit dem Vorteil geringen Herstellungsaufwandes als langgestrecktes Zylindersegment mit zueinander parallel verlaufenden, kreisbogenförmigen Profilkonturabschnitten P1 und P2 ausgebildet ist. Zweckmässig erstreckt sich der Kreisringquerschnitt eines solchen Tragkörpers über etwa 90 DEG .
The invention relates to a set of components for creating frame-like flat or spatial structures, containing support bodies, at least one connection element and at least one connecting device.
Surface and spatial structures in the sense of the invention are to be understood as two- or three-dimensional constructions which essentially consist of framework fields joined together in the manner of a framework. The individual frame fields are e.g. limited by rod-shaped supporting bodies. The latter can in principle be connected to one another in a manner known per se, in particular in the region of their end sections, for example by gluing, but form-fitting and preferably releasable connecting devices are also suitable for this purpose.
In commercially known component sets of the type mentioned, tubes with an annular cross section are provided as rod-shaped supporting bodies for delimiting frame fields, and spherical connecting elements for the end connection of colliding supporting bodies. Screw anchor elements are used as connecting devices, which are arranged in through bores of the spherical connecting elements and engage in correspondingly aligned threaded bores in the ends of the supporting bodies.
In contrast, the object of the invention is to create a component system for flat and spatial structures with rod-shaped supporting bodies, which is distinguished by the following properties:
- Optimization of the longitudinal structure and the cross-sectional shape of the rod-shaped support bodies with regard to their profile in accordance with the criteria of the stress distribution and from an aesthetic point of view,
- Optimized design of the end sections of the rod-shaped elements based on criteria of connection stability and an aesthetically satisfactory transition to adjacent elements,
- Optimization of the course of the support body-rod axis with regard to given shapes of the surface or
Spatial structure as well as the force flows within the framework structure of the structure,
- Adaptation of the shape of the connection elements for the production of butt connections between the various components of the framework structure,
- Optimized composition of component sets with regard to the aforementioned criteria.
The above list shows task components which can be fulfilled alternatively or cumulatively by the various possible embodiments of the invention.
The solution according to the invention is determined by the features of patent claim 1.
The section-wise different profile design of the rod-shaped supporting body, in particular a change between sections with a straight or convexly curved limited and with a partially or completely concave limited external profile enables the combination of interesting aesthetic shape effects with a largely complete utilization of the overall cross-sectional dimensions for maximizing the section modulus in the Areas of extreme bending stress. Advantageously, concave profile sections are provided in the rod end areas. Also essential for a harmonious shape is a dome-shaped profile transition, in particular to the concavely delimited section.
In some applications, a revealing shape of the support body can be provided without any fundamental restriction to prismatic or generally cylindrical rod shapes using appropriate manufacturing methods, such as compression molding or casting, but if necessary also cutting shaping from suitable, strand-like base bodies. For this purpose, a development of the invention provides for the integral molding of transition bodies or transition surfaces on the rod ends, which bring about a shape adaptation with respect to abutting support bodies or other components.
Another essential development of the invention aims to implement a succession of supporting body sections of different profiles with shape-matching profile transitions without having to accept the increased effort associated with the production of rod bodies which are not consistently of the same profile shape. For this purpose, the invention provides supporting bodies of generally cylindrical or polygonal-prismatic cross-sectional shape, which are connected to one another by suitable, e.g. known, form-fitting or integral fastening means are connected to each other, preferably in the region of their end sections and in the substantially aligned rod axes. In connection with this, the invention now provides relatively short connecting elements for adapting the shape with respect to adjacent supporting bodies or other components.
Due to their shape adaptation, these connection elements also enable particularly load-bearing connection connections.
Further features and advantages of the invention will be explained with reference to the exemplary embodiments shown schematically in the drawings, unless otherwise noted in a perspective view. Herein shows:
1 is a partial side view of a first embodiment of a support body according to the invention with an end section that has been adapted in shape for connection purposes,
2 shows a corner region of a frame-like spatial structure formed by a collision of different types of support body according to the invention,
3 shows an end section of a hollow profile design of a support body according to the invention,
4 to 11 different designs for connection purposes of shape-adapted end sections of rod-shaped supporting bodies,
Fig.
12 shows a first embodiment of a connecting element according to the invention in connection with the shape-adapted end section of a rod-shaped support body,
13 and FIG. 14 each a modified embodiment of a connection element according to the invention,
15 shows a corner region of a frame-like spatial structure formed by means of a further embodiment of a connecting element according to the invention, otherwise similar to FIG. 2,
16 in perspective view and
17 is a top view of an embodiment of a connecting element according to the invention designed for multi-axis spatial connection of frame components,
18 shows a connection element for multi-axis spatial connection similar to FIG.
16 and 17 with support bodies attached in the form of a space cross, but with form-fitting, releasable connecting devices for the different connection axes, shown as a sectional view in the sectional plane A-A in FIG. 19 parallel to two connection axes,
19 shows a sectional view of the connection element with the internal structure of the fastening device in a diagonal sectional plane B-B according to FIG. 18,
20 shows a modified embodiment of the connection element with connecting device in a partial sectional view corresponding to FIG. 18,
21 shows a cross section of a rod-shaped support body with a shape-matching filling element,
22 shows two rod-shaped support bodies arranged adjacent to one another at a spacing from one another in a top view parallel to the rod axes, with a tab-like cross-connection element,
Fig.
23 shows an embodiment of a rod-shaped support body according to the invention with a rod axis running in the shape of a circular arc, in view of the plane of the circular arc,
24 on a larger scale the cross-section of the support body according to section plane C-C in FIG. 23,
25 and FIG. 26 schematically simplified representations of furniture bodies with a frame-like frame made of supporting bodies according to the invention and
27 shows the end section of a simplified embodiment of a rod-shaped support body with a convex and concave profile contour.
The support body region indicated in FIG. 1 comprises a first, prismatic longitudinal section 1 with a square full cross section. This section has the greatest possible section modulus within the given side distances of the profile cross-section, i.e. Flexural strength, and extends over the central region of the support body, not shown, which is generally exposed to maximum bending stress. A second longitudinal section 2 adjoins the rod end, which has four arc-shaped concave profile sections 2a distributed symmetrically over the circumference and webs 2b arranged therebetween. The vertices of the profile sections 2a are aligned with the protruding longitudinal edges of the longitudinal section 1, as seen in the longitudinal direction of the bar.
The transition between the projecting edges of the longitudinal section 1 and the concave profile sections of the longitudinal section 2 is mediated by domes 2c, the profile contour of which appears in the longitudinal section of the bar continuously merges with that of the profile sections 2a. This not only avoids abrupt changes in cross-section with stress concentrations in the event of bending loads, but also a harmonious longitudinal structure of the rod is achieved.
The rod end is designed as a head section 3, which again assumes the full cross-sectional profile of the longitudinal section 1 in a collar 3a extending over the rod circumference. The transition between the collar 3a and the concave profile sections 2a of the longitudinal section 2 on the one hand and the end face 3b of the rod on the other hand is again mediated by domes 2d and 3c. This results in widened surface sections 3d on the circumference of the collar following the webs 2b, which have an outline contour corresponding to the cross-sectional profile of the longitudinal section 2 and as transverse connection surfaces (with centering and connecting means (not shown here)) for the kink-free and shoulder-free attachment of neighboring components extending at right angles to the longitudinal axis of the rod with the same connection cross section, in particular adjacent supporting bodies, can be used.
In the same way, the arrangement of the domes 3c also results in an outline contour corresponding to the cross-sectional profile of the longitudinal section 2 for the end face 3b, so that here too, corresponding components can be added with a continuous surface profile. In particular, this head design offers the possibility of producing a partial or full space cross within the frame structure of the spatial structure from up to 6 collapsing rod-shaped support bodies.
Fig. 2 shows a corner of the room with a vertical rod-shaped support body 4 square cross-section and two horizontal support bodies 5 abutting at right angles to each other on the one hand and 6 and 7 on the other. The supporting body 5 has a Z-shaped cross-sectional profile with two concave-arcuate contour sections 5a lying opposite one another and two rectilinear contour sections 5b likewise lying opposite one another. This results in an essentially rotationally symmetrical cross-section, which enables diverse use in different cross-sectional orientations. Also of particular advantage is the flat support surface formed on the upper side of the profile, which favors the fastening of plate-shaped components such as table tops and the like.
On the other hand, the Z-type overall profile shown here as an example, with its curved profile sections, offers a functionally appropriate arrangement of grooves, which are often sought in terms of furniture architecture, in the edge region below such plate elements. In this context, a calotte KA on the supporting body 4, which is adapted in shape with respect to the abutting rod profiles, leads to a fillet running smoothly over the corner of the room.
The example further shows the composition of a Z-profile from two L-profiles fastened to one another with two straight contour sections arranged at an angle to one another and a concave-arc-shaped contour section. Such L-profiles alone can also be used for the aforementioned purposes, with the particular advantage of reduced expenditure. The same applies analogously to variants with a T-shaped and I-shaped profile, not shown in any more detail.
Fig. 3 shows the example of a hollow profile support body 8 with two concave-arcuate profile sections 8a arranged side by side on the profile circumference, which form a web 8b arranged therebetween with an apex surface extending tangentially to the profile circumference. The aforementioned architectural advantages are combined with the high strength values of a hollow body. A variant with a profile contour of the cavity 9 with convex-arcuate sections 9a, which run parallel to the outer contour sections 8a and which result in a substantially constant wall thickness of the hollow profile, is also indicated by dashed lines.
4 to 7 show different variants of full-profile support bodies, in which the rod end is tapered in cross-section to form a connecting surface AF adapted to the cross section of neighboring elements by a calotte KA arranged on the rod circumference or a plurality thereof. This enables - through a suitable combination of diametrically opposed or juxtaposed domes with the formation of corner projections - a harmonious profile transition between different types of support bodies without special connection or transition elements. 6 with a round bar support body and FIG. 7 with a combination of calotte KA and fillet HKB, which enable a harmonious profile transition even for extremely different types of contours.
The examples according to FIGS. 8 to 10 show support body end sections with generally cylindrical or conical fillet sections HKZ or HKK, their generatrix or - in the case of rotationally symmetrical shapes - cylinder axis Z or cone axis K at an angle, in particular at right angles to rod axis I is arranged. It goes without saying that pyramid-shaped auxiliary surfaces can also be considered here.
Such auxiliary surfaces enable the formation of continuous fillets at intersections and corner parts within a frame structure, possibly with a transition between profile indentations of different depths, and can also serve as lateral contact or connection surfaces for the positive connection of supporting bodies.
12 shows a generally cylindrically delimited component 10 with a cross-like profile in connection with an axially parallel, laterally offset support body 11 of a similar but enlarged profile shape. The rod end section 11a is tapered on the projecting profile ribs by concave-arcuate sections, so that despite extreme profile differences there is a harmonious and continuously similar shape transition.
13 and 14 show connection elements with rotationally symmetrical, namely cylindrical transition or connection surfaces for adjacent supporting bodies or other components in the form of HKZ fillets. According to FIG. 13, two fillets extend at right angles to half-connection axes Ia and IIIa, which allow adjacent components to be connected on one side, and parallel to a full connection axis II for two-sided connection. In this way, T-shaped as well as cross-shaped support body connections can be made. According to Fig. 14, three mutually perpendicular full connection axes I, II and III are provided with a fillet parallel to axis II.
End connection surfaces assigned to the connection axes and having an outline contour adapted in shape with respect to the assigned support bodies are formed by the end edges of the fillets and by additionally molded-in calottes KA.
FIG. 15 shows a frame corner of the room similar to FIG. 2 (corresponding elements are designated in the same way), but with a corner connection element 12 which, in addition to the calotte KA, has an opposite, convexly projecting fillet HK with a saddle-shaped, preferably at least over part of its arc extent has rotationally symmetrical surface. In this way, connections of the present type can be produced with comparatively little effort.
16 and 17, a connection element with calottes KA and rib-like corner projections KE of comparatively strong contour curvature is shown. This results in shape-adapted connection surfaces for full connection axes I and III as well as for a semi-connection axis II. On the end face of the connection element opposite the latter, a corner protrusion KR of lesser contour curvature is provided as an external form closure. The peculiarity of this version consists of additional diagonal connection axes D with corresponding connection bores, which serve as centering elements and in the form of threaded bores, if necessary also for fastening purposes. The diagonal axes are arranged at an acute angle of preferably approximately 45 ° to the planes of the main axes I, II, III.
18 and 19 show a frame-room corner with colliding support bodies TK and a corner connection element ASK, which is similar to FIGS. 16 and 17 and is provided with diagonal connection axes D. In addition, the connection element is provided with a connecting device. This includes coaxial to the main connection axes (shown here only for the main axis II) anchor bolts AK screwed into the ends of the abutting supporting bodies with undercut head sections KO as well as associated pressure threaded bolts SP which are screwed into diagonal bores corresponding to the axes D and with attack their end faces on the undercuts of the anchor bolt head sections KO.
Furthermore, the connection of a strut support body TKD into one of the diagonal threaded bores is indicated in FIG. 19.
Fig. 20 shows a frame corner of the room similar to Figs. 18 and 19, also with a clamping fastening device, however, the connecting element ASK is provided with centering cone lugs ZK, which engage in corresponding conical bores KB of the abutting support body TK and for a precisely coaxial centering and ensure a particularly stable connection.
21 shows the cross section of a cross profile support body TKK with concave-arc-shaped profile flanks. In one of the profile recesses, a rod-shaped filler FK is inserted, which on the one hand has a convex-arch-shaped profile section adapted to the supporting body profile and on the other hand an outer profile section with a functionally appropriate rounding with regard to the use on furniture edges.
22 shows, as accessories for component sets according to the invention, a tab-like cross-connecting element QV for the end sections of parallel, mutually spaced rod support bodies TK. E.g. cone-shaped centering elements Z1 of the latter are in positive connection with complementary centering elements Z2 of the cross-connection element.
The cross-profile support body TKB shown in FIGS. 23 and 24 has a rod axis running in the form of a circular arc. Here too, cross-connection elements ASK can be added to the ends of the supporting body for the formation of a variety of knot constructions.
25 and 26 show, in a highly simplified representation, examples of component sets for furniture bodies with a load-bearing frame structure, which consists of straight-line or arc-shaped rod support bodies TK or TKB with corresponding connection elements and connecting devices, not shown. In addition, rectangular or circular segment-like, plate-shaped filler elements FE or FES are arranged within the frame fields formed by the support body.
Finally, FIG. 27 shows a rod support body TKS which is particularly suitable for edge formation and edge limitation on furniture outer surfaces and which, with the advantage of low manufacturing expenditure, is designed as an elongated cylinder segment with circular arc-shaped profile contour sections P1 and P2 running parallel to one another. The circular cross-section of such a support body expediently extends over approximately 90 °.