DE10112313A1

DE10112313A1 - Netzartiges Raumtragwerk

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Publication number: DE10112313A1
Application number: DE10112313A
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-03-17
Filing date: 2001-03-14
Publication date: 2001-09-20
Anticipated expiration: 2021-03-15
Also published as: DE10112313B4

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein netzartiges Raumtragwerk mit einer Anordnung von Basiselementen, von denen zumindest ein Teil als dreieckförmige Basiselemente (163) ausgeführt sind, wobei die dreieckförmigen Basiselemente (163) jeweils aus drei stabförmigen Grundelementen (161, 164, 165 bzw. 161, 166, 167) gebildet sind und bei wenigstens einem Teil der dreieckförmigen Basiselemente (163) Enden der drei stabförmigen Grundelemente (161, 164, 165 bzw. 161, 166, 167) jeweils in einem Knotenkörper so gelagert sind, daß Winkel zwischen den Längsachsen benachbarter, stabförmiger Grundelemente veränderbar sind, und wobei ein erstes und ein zweites (164, 165) der drei stabförmigen Grundelemente (161, 164, 165) eines Basiselements des wenigstens einen Teils der dreieckförmigen Basiselemente (163) eine feste Länge aufweisen und die Länge eines dritten (161) drei stabförmigen Grundelemente (161, 164, 165) des Basiselements veränderbar ist. Das dritte Grundelement (161) des Basiselements bildet ein drittes (161) der drei stabförmigen Grundelemente (161, 166, 167) mit veränderbarer Länge eines zu dem Basiselement benachbarten Basiselements, woobei ein erstes und ein zweites der drei stabförmigen Grundelemente des benachbarten Basiselements eine feste Länge aufweisen.

Description

Die Erfindung betrifft ein netzartiges Raumtragwerk mit einer Anordnung von Basiselemen ten, von denen zumindest ein Teil als dreieckförmige Basiselemente ausgeführt sind, wobei die dreieckförmigen Basiselemente jeweils aus drei stabförmigen Grundelementen gebildet sind und bei wenigstens einem Teil der dreieckförmigen Basiselementenden der drei stabför migen Grundelemente jeweils in einem Knotenkörper so gelagert sind, daß Winkel zwischen den Längsachsen benachbarter, stabförmiger Grundelemente veränderbar sind, und wobei ein erstes und ein zweites der drei stabförmigen Grundelemente eines Basiselements des wenig stens einen Teils der dreieckförmigen Basiselemente eine feste Länge aufweisen und die Län ge eines dritten der stabförmigen Grundelemente des Basiselements veränderbar ist.

Raumtragwerke die ihre Stabilität aus der dreidimensionalen Verformung ihrer Oberfläche beziehen sind aus der Literatur bekannt. In der Regel werden sie unter dem Oberbegriff der Schalentragwerke oder der formaktiven Tragwerke zusammengefasst.

Wird die Oberfläche dieser Tragwerke in Stäbe aufgelöst, so spricht man im allgemeinen von Gitterschalen, wenn sie auf Druck beansprucht werden, oder von Seilnetzen, wenn sie auf Zug beansprucht werden.

Bei der Stabilisierung der Systeme haben sich zwei unterschiedliche Möglichkeiten durchge setzt. Einerseits können Schalen mit viereckigen gleichmaschigen Feldern bzw. einer geraden Anzahl der sie begrenzenden Stäbe vorgesehen sein. Obwohl mit derartigen Konstruktionen fast alle geometrischen Formen realisiert werden können, haben sie den Nachteil, daß ge radzahlige Vielecke keine stabilisierende Wirkung entfalten können. Daher werden bei derar tigen Konstruktionen die Vielecke mittels aussteifender Flächenelemente stabilisiert oder die Winkel der Stäbe werden mit Hilfe geeigneter Knotenkörper zueinander festgelegt. Bei der letztgenannten Methode treten Momentenkräfte in den Stäben auf. In der Regel ist deshalb eine zugfeste Verankerung der Schalenwände im Boden notwendig, um die entstehenden Ho rizontalkräfte aufzunehmen. Der Vorteil dieser Systeme liegt darin, daß sie aus gleichlangen Stäben zusammengesetzt werden können. Die Verformung zu einer gekrümmten Fläche er folgt dann in der Regel dadurch, daß quadratische Maschen in ein System von Rauten über führt werden, wobei sich entweder die Stäbe biegen müssen oder die Knoten von Gelenken gebildet werden, die anschließend fixiert werden. Auf derartige Tragwerke bezieht sich zum Beispiel die Druckschrift DE 41 01 276 C2.

Die grundsätzlich andere Methode räumlich gekrümmte Tragschalen herzustellen, besteht darin, diese aus Dreiecksflächen zusammenzusetzen, wobei die Dreiecke zwangsläufig ebene, unverschiebbare Flächen bilden. Werden derartige Tragwerke aus Stäben hergestellt, so kön nen diese auch gelenkig verbunden werden. Momentenkräfte in den Stäben werden so ver mieden.

Mögliche Arten eine Kuppel aus Dreiecksflächen zu bilden, sind z. B. Rahmen-, Rippen-, La mellen-, Rost-, Schwedlerkuppeln oder geodätische Kuppeln. Vor- und Nachteile der einzel nen Arten sind aus der Literatur bekannt (O. Büttner, E. Hampe, Bauwerk Tragwerk Tragstruktur, Bd. 2, VEB Verlag für Bauwesen, Berlin, Seiten 245ff.). Allen diesen Trag werken ist gemeinsam, daß sie nur über einem kreisförmigen Grundriß entwickelt werden können, und daß teilweise eine hohe Anzahl unterschiedlicher Stäbe verwendet wird, wodurch diese Tragwerke sehr unwirtschaftlich sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein netzartiges Raumtragwerk der eingangs genannten Art zu schaffen, das eine hohe Flexibilität hinsichtlich der möglichen ausbildbaren Oberflächenfor men gewährleistet und kostengünstig herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird bei einem netzartigen Raumtragwerk nach dem Oberbegriff des An spruchs 1 erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das dritte Grundelement des Basiselements ein drittes der drei stabförmigen Grundelemente mit veränderbarer Länge eines zu dem Basis element benachbarten Basiselements bildet, wobei ein erstes und ein zweites der drei stab förmigen Grundelemente des benachbarten Basiselements eine feste Länge aufweisen.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile gegenüber bekannten Konstruktionen bestehen unter anderem darin, daß auch unregelmäßig gekrümmte Oberflächen einfach und wirtschaftlich errichtet werden können. Insbesondere die Zusammensetzung des Tragwerkes aus Dreiecks flächen ermöglicht es, die Konstruktion schlank zu halten, da Momentenkräfte in den einzel nen Stäben vermieden werden. Dadurch, daß Dreiecke zwangsläufig eben sind, ergeben sich auch Vorteile bei der Ausfachung der einzelnen Felder gegenüber nichtplanen Vierecken.

Die Krümmungsradien der Gitterschale können vergleichsweise klein werden. Bei rechtecki gen Maschen, bei denen die Verformung oft durch Biegung der Stäbe erfolgt, müssen die Ra dien sehr groß gewählt werden. Darüber hinaus ist das Bildungsprizip beliebig skalierbar, was eine Anwendung nicht nur im Bauwesen sondern auch auf anderen Gebieten, wie Maschinen bau oder Feinmechanik ermöglicht.

Eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß das dritte Grundelement Fest stellmittel zum Arretieren des dritten Grundelements in wenigstens zwei gestreckten Längen stellungen aufweist, so daß eine Länge des dritten Grundelements in den wenigstens zwei gestreckten Längenstellungen jeweils nicht veränderbar ist. Das Arretieren des dritten Grund elements in Stellungen, in denen das dritte Grundelement jeweils eine andere Länge auf weist, erweitert die Anwendungsmöglichkeiten des netzartigen Raumtragwerk, da die Vielfalt der ausbildbaren Oberflächenformen erhöht wird.

Eine sichere und zuverlässig stabilisierte Oberflächenform des netzartigen Raumtragwerks wird bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung dadurch erreicht, daß eine der wenig stens zwei Längenstellungen eine Endstellung ist, in welcher das dritte Grundelement eine maximale Länge aufweist. Hierdurch wird auch bei maximaler Streckung des dritten Grund elements ein stabiles Raumtragwerk sichergestellt.

Der Aufbau der räumlichen Form des netzartigen Raumtragwerks wird bei einer Ausfüh rungsform der Erfindung zweckmäßig dadurch erreicht, daß das dritte Grundelement Mittel zum aktiven Verstellen der Länge des dritten Grundelements aufweist. Diese Anwendung ist besonders in kleinerem Maßstab interessant, weil so zum Beispiel dreidimensionale Displays oder ähnliches realisiert werden können. Die aktive Veränderbarkeit der Tragstruktur ermög licht es, auch auf äußere Kräfte zu reagieren, und durch lokale Änderung der Struktur mehr Stabilität zu erreichen.

Zur Stabilisierung und Fixierung der Raumform kann bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, daß in dem jeweiligen Knotenkörper Mittel zum Feststellen der Enden von wenigstens zwei der drei stabförmigen Grundelemente vorgesehen sind, derart, daß die wenigstens zwei der drei stabförmigen Grundelemente in einer relativen räumlichen Anordnung zueinander fixiert sind.

Eine auch bei häufiger Benutzung mechanisch zuverlässige Verstellbarkeit des dritten Grund elements, die auch eine leichte Bedienbarkeit gewährleistest, ist bei einer bevorzugten Aus führungsform der Erfindung dadurch gebildet, daß das dritte Grundelement zum Verstellen der Länge eine Kolben-Zylinder-Anordnung umfaßt.

Eine zweckmäßige Fortbildung der Erfindung sieht vor, daß wenigstens ein Teil der Enden der drei stabförmigen Grundelemente an dem jeweiligen Knotenkörper mittels einer Schraub verbindung befestigt ist. Hierdurch ist eine mechanisch einfache Ankopplung der Grundele mente an dem Knotenkörper gewährleistet.

Eine mit geringem Zeitaufwand lösbare und leicht bedienbare Ankopplung der Grundele mente an dem Knotenkörper ist bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung dadurch erreicht, daß wenigstens ein Teil der Enden der stabförmigen Grundelemente an dem jeweili gen Knotenkörper mittels einer lösbaren Feder-Schnappverbindung befestigt ist.

Eine gute Verstellbarkeit der Längsachsen der stabförmigen Grundelemente zueinander ist bei einer zweckmäßigen Fortbildung der Erfindung dadurch erreicht, daß wenigstens ein Teil der Enden der drei stabförmigen Grundelemente an dem jeweiligen Knotenkörper mittels einer Gelenkverbindung befestigt ist.

Eine stufenlose Einstellbarkeit der relativen Anordnung der Längsachsen der Grundelemente zueinander ist bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dadurch gebildet, daß die Gelenkverbindung ein Kugelgelenk umfaßt.

Bei einer zweckmäßigen Fortbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß der Knoten körper aus einem elastisch verformbaren Kunststoff ist und an dem Knotenkörper wenigstens teilweise in dem Kunststoff angeordnete Ankoppelmittel zum Befestigen der drei stabförmi gen Grundelemente an dem Knotenkörper angeordnet sind. Hierdurch ist eine hohe Flexibili tät und große Vielfalt der möglichen relativen Anordnungen der Längsachsen der Grundele mente zueinander gewährleistet.

Eine hinsichtlich der mechanischen Belastbarkeit, insbesondere bei stark gekrümmten Ober flächenformen, bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der Knotenkörper zwei gelenkig miteinander verbundene Abschnitte umfaßt.

Die mechanische Stabilisierung der mit Hilfe des netzartigen Raumtragwerk gebildeten Ober flächenformen wird bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung dadurch unterstützt, daß zwischen dem Knotenkörper und zwei an dem Knotenkörper aneinander gegenüberlie gend angeordnete Grundelemente jeweils eine starre Verbindung ausgebildet ist, wobei eines der zwei Grundelemente mit einem der zwei Abschnitte des Knotenkörpers und das andere der zwei Grundelemente mit dem anderen der zwei Abschnitte des Knotenkörpers verbunden sind.

Zum Bedecken der mit Hilfe des netzartigen Raumtragwerk gebildeten Raumkonstruktion mit einem Bespannungsmaterial kann bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung vor gesehen sein, daß zumindest eines der drei stabförmigen Grundelemente Mittel zum Befesti gen eines Bespannungsmaterials aufweist. Eine Befestigung des Bespannungsmaterials kann zusätzlich oder alternativ an den Knotenkörpern erfolgen.

Ein Flattern oder unbeabsichtigtes Lösen des Bespannungsmaterials von dem netzartigen Raumtragwerk wird bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung dadurch verhindert, daß die Mittel zum Befestigen des Bespannungsmaterials eine Führung umfassen, die in Längsrichtung des zumindest einen der drei stabförmigen Grundelemente ausgebildet ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf eine Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigen:

Fig. 1A, 1B, 1C ein netzartiges Raumtragwerk in einer Ausgangsstellung, einer teilweise raumartigen Ausbildung bzw. einer abschließenden Raumausbildung;

Fig. 2 eine mögliche Raumform, die mit einem netzartigen Raumtragwerk gebildet ist;

Fig. 3 mehrere dreieckförmige Basiselemente eines netzartigen Raum tragwerks;

Fig. 4A und 4B eine Knotenkörper mit hieran angeordneten Enden von Grundele menten in Draufsicht und einer teilweisen Schnittdarstellung;

Fig. 5A und 5B einen weiteren Knotenkörper mit hieran angeordneten Enden von Grundelementen in Draufsicht und einer perspektivischen Darstel lung;

Fig. 6 eine weitere Ausführungsform von dreieckförmigen Basiselemen ten;

Fig. 7A und 7B einen Knotenkörper aus Kunststoff in Draufsicht und einer per spektivischen Darstellung;

Fig. 8A und 8B einen weiteren Knotenkörper aus Kunststoff in Draufsicht und ei ner perspektivischen Darstellung;

Fig. 9A und 9B einen anderen Knotenkörper aus Kunststoff in Draufsicht und einer perspektivischen Darstellung;

Fig. 10 einen Knotenkörper, bei dem Grundelemente mittels Kugelgelen ken an dem Knotenkörper angeordnet sind;

Fig. 11A und 11B einen Knotenkörper, an dem Grundelemente mittels einer Feder- Schnappverbindung befestigt sind, sowie eine schematische Dar stellung einer Feder-Schnappverbindung;

Fig. 12A und 12B eine perspektivische Darstellung eines stabförmigen Grundele ments, dessen Länge veränderbar ist, sowie eine Schnittdarstellun gen von Feststellmitteln;

Fig. 13A und 13B eine schematische Darstellung eines längenveränderlichen Ele ments mit Feder-Schnappmitteln zum Ankoppeln des Elements an einen Knotenkörper;

Fig. 14 eine Darstellung von zwei dreieckförmigen Basiselementen;

Fig. 15 eine netzartige Anordnung mit Basiselementen nach Fig. 14;

Fig. 16A und 16B eine perspektivische Darstellung und eine Schnittdarstellung eines Abschnitts eines Grundelements mit Mitteln zum Befestigen eines Bespannungsmaterials;

Fig. 17A und 17B eine perspektivische Darstellung und eine Schnittdarstellung eines anderen Grundelements mit Mitteln zum Befestigen eines Bespan nungsmaterials; und

Fig. 18A und 18B eine perspektivische Darstellung und eine Schnittdarstellung eines weiteren Grundelements mit Mitteln zum Befestigen eines Bespan nungsmaterials.

In den Fig. 1A, 1B und 1C ist ein netzartiges Raumtragwerk 1 in einer ebenen Ausgangs stellung, einer teilweise ausgebildeten Raumstruktur bzw. einer räumlich ausgebildeten End struktur gezeigt. Das netzartige Raumtragwerk 1 wird von dreieckförmigen Basiselementen 2 gebildet. Die dreieckförmigen Basiselemente 2 umfassen jeweils drei stabförmige Grundele mente 3. Benachbarte, dreieckförmige Basiselemente 4, 5 nutzen eines der jeweils drei Grund elemente 6 gemeinsam.

Das netzartige Raumtragwerk 1 befindet sich zunächst in einer ebenen Ausgangsstellung (vgl. Fig. 1A). Zum Ausbilden einer räumlichen Oberfläche werden einige der Basiselemente 2 angehoben (vgl. Fig. 1B). Das Anheben einiger der Basiselemente 2 kann einerseits mit Hil fe äußerer, auf das netzartige Raumtragwerk 1 wirkender Kräfte erfolgen. Hierbei werden die dreieckförmigen Basiselemente 2 teilweise mit Hilfe geeigneter Vorrichtungen gehoben. Es ist andererseits auch möglich, daß ein Teil der Grundelemente 3 Mittel aufweist, mit denen die Lägenausdehnung einzelner Grundelemente aktiv verändert wird. Die Aktivveränderung der Längenausdehnung einzelner Grundelemente führt ebenfalls zum Ausbilden einer räumli chen Oberflächenstruktur mittels des netzartigen Raumtragwerks 1. Die Basiselemente 2 kön nen auf diese Weise in eine Endstellung gebracht werden (vgl. Fig. 1C), in welcher eine ge wünschte Raumstruktur gebildet ist.

In Fig. 2 ist eine mittels eines netzartigen Raumtragwerks 20 ausgebildete Oberflächenform 21 dargestellt, die mehrere Oberflächenbereiche 22a, 22b, . . . mit verschiedenen Oberflächen krümmungsradien aufweist.

Fig. 3 zeigt einen Abschnitt 30 einer netzartigen Raumstruktur, bei der Enden 31 von stab förmigen Grundelementen 32 mittels jeweiliger Gelenkverbindungen 33 an einem Knoten körper 34 befestigt sind.

Die Fig. 4A und 4B zeigen eine vergrößerte Darstellung eines der Knotenkörper nach Fig. 3 in Draufsicht bzw. einer perspektivischen Aufrissdarstellung. Mittels des Knotenkörpers 34 sind die Grundelemente 32 so miteinander verbunden, daß die Längsachsen der Grundele mente 32 räumlich in verschiedenen Winkelstellungen zueinander angeordnet werden können. Dieses ermöglicht die Ausbildung dreidimensionaler Oberflächenformen (vgl. Fig. 1B, 1C oder 2).

Gemäß den Darstellungen in den Fig. 3, 4A und 4B umfaßt der Knotenkörper 34 einen ersten und einen zweiten Abschnitt 35, 36, die mittels einer Gelenkverbindung 37 miteinander verbunden sind. Sowohl an den ersten als auch an den zweiten Abschnitt 35, 36 ist ein Grund element 38 bzw. 39 starr gekoppelt. Die Längsachse der Grundelemente 38, 39 verläuft senkrecht zur Längsachse der Gelenkverbindung 37, so daß die Grundelemente 38, 39 im we sentlichen nur in einer Ebene schwenkbar sind, die senkrecht zur Längsachse der Gelenkver bindung 37 verläuft.

Die Grundelemente 32 sind gemäß Fig. 4B mit Hilfe einer jeweiligen Gelenkverbindung 33 an den ersten oder den zweiten Abschnitt 35, 36 gekoppelt. Die jeweilige Gelenkverbindung 33 ist so ausgebildet, daß die Grundelemente 32 einerseits um eine Achse drehbar sind, die senkrecht auf einer Deckfläche 40, 41 des ersten bzw. des zweiten Abschnitts 35, 36 steht. Andererseits erlaubt die Ausbildung der Gelenkverbindung 33 als Kugelgelenk eine Schwenkbarkeit um weitere Achsen.

In den Fig. 5A und 5B ist ein Knotenkörper 50 gezeigt, an welchem stabförmige Grund elemente 51 gelenkig angeordnet sind. Weitere stabförmige Grundelemente 52 sind starr mit dem Knotenkörper 50 verbunden. Die weiteren Grundelemente 52 sind in einer Grundstellung des Knotenkörpers 50, in welchem zwei Abschnitte 53, 54 in einer Ebene angeordnet sind, einander gegenüberliegend positioniert. Die beiden Abschnitte 53, 54 sind mittels einer Ge lenkverbindung 55 miteinander verbunden.

Aus den Darstellungen in den Fig. 5A und 5B ergibt sich, daß eine Gelenkachse der Ge lenkverbindung 55 sowie eine jeweilige Gelenkachse weiterer Gelenkverbindung 56, mittels derer die stabförmigen Grundelemente 51 an dem Knotenkörper 50 befestigt sind, in der ge zeigten Grundstellung in einer Ebene verlaufen.

Fig. 6 zeigt einen Abschnitt 60 eines netzartigen Raumtragwerks aus dreieckförmigen Basis elementen 61, die jeweils aus stabförmigen Grundelementen 62 gebildet sind. Enden 63 der Grundelemente 62 sind in einem jeweiligen Knotenkörper 64 miteinander verbunden, welcher bei dem Abschnitt 60 aus einem Kunststoff gebildet ist. Auf diese Weise ist ein elastisch ver formbarer Knotenkörper 64 geschaffen, der bei der Ausbildung einer räumlichen Oberflä chenstruktur die Verstellbarkeit von Winkeln zwischen Längsachsen der Grundelemente 62 gewährleistet.

In den Fig. 7A, 7B, 8A, 8B und 9A, 9B sind verschieden Ausführungsformen von Kno tenkörpern aus Kunststoff dargestellt. Ein Knotenkörper 70 sowie ein anderer Knotenkörper 80 weisen jeweils sternförmig angeordnete Anschlußabschnitte 71 bzw. 81 auf. Gewindestücke 72 bzw. 82 sind an den Anschlußabschnitten 71 bzw. 81 angeordnet und weisen jeweils einen Gewindeabschnitt 73 bzw. 83 auf. Auf den jeweiligen Gewindeabschnitt 73 bzw. 83 können stabförmige Grundelemente aufgeschraubt werden, um die Grundelemente an dem Knotenkörper 70 bzw. 80 zu befestigten. Die elastische Verformbarkeit des Kunststoffes der Knotenkörper 70 bzw. 80 gewährleistet beim Aufbauen eines netzartigen Raumtragwerks zu einer Oberflächenform nahezu beliebige Winkelstellungen der Längsachsen der ange schraubten Grundelemente zueinander.

In Fig. 9 ist ein weiterer Knotenkörper 90 aus einem elastisch verformbaren Kunststoff dar gestellt. An dem Knotenkörper 90 sind sternförmig Anschlußstücke 91 angeordnet, die teil weise in den Knotenkörper eingelassen sind. Die Anschlußstücke 91 weisen in einem von dem Knotenkörper abgewandten Endbereich 92 eine umlaufende Nut 93 auf. In die umlau fende Nut 93 greifen beim Befestigen von stabförmigen Grundelementen (nicht dargestellt) an dem Knotenkörper 90 Mittel zum Fixieren der stabförmigen Grundelemente an dem Knoten körper 90 ein.

Die Knotenkörper 70, 80 bzw. 90 aus Kunststoff sind unabhängig von der konkreten Ausprä gung der in dem jeweiligen Knotenkörper verbundenen stabförmigen Grundelemente und der hierbei genutzten Ankoppelmittel nutzbar. Die Verwendung des Kunststoffmaterials, bei spielsweise eines Gummimaterials, hat den Vorteil, daß kostengünstig Knotenkörper für Raumtragwerke hergestellt werden können. Derart ausgebildete Knotenkörper unterliegen weniger Verschleißeinwirkungen, insbesondere Witterungseinflüssen, die bei Knotenkörpern mit üblichen Gelenkverbindungen nach langer Nutzungsdauer zu Schwierigkeiten führen können.

Fig. 10 zeigt die Befestigung stabförmiger Grundelemente 100 an einem Knotenkörper 101 mit Hilfe von jeweiligen Kugelgelenken 102. Hierbei ist ein Kugelkopf 103 in einer an dem Knotenkörper 101 ausgebildeten Kugelpfanne 104 angeordnet. Der Kugelkopf 103 ist über eine Hals 105 mit dem jeweiligen Grundelement 100 verbunden. Der Kugelkopf 103 wird in der Kugelpfanne 104 mit Hilfe einer Platte 106 gehalten.

Fig. 11 zeigt die Befestigung eines Grundelements 110 mittels einer Feder- Schnappverbindung 111 an einem Knotenkörper 112. Hierbei greift ein Vorsprung 113 eines mittels einer Feder 114 vorgespannten Betätigungshebels 115 in eine umlaufende Nut 116, die an einem Ankoppelteil 117 des Knotenkörper 112 ausgebildet ist. Der Knotenkörper 112 ist aus Kunststoff, vorzugsweise einem Gummimaterial, in welchen das Ankoppelteil 117 teilweise eingelassen ist. Fig. 11B zeigt eine vergrößerte Darstellung der Feder- Schnappverbindung. Zum Lösen des Grundelements 110 von dem Ankoppelteil 117 wird der um eine Achse 118 drehbare Hebel 115 gegen die Kraft der Feder 114 gedrückt, so daß sich der Vorsprung 113 aus der umlaufenden Nut 116 herausbewegt. Danach kann das Grundele ment 110 von dem Ankoppelteil 117 abgezogen werden.

In Fig. 12A ist eine perspektivische Darstellung der Elemente eines stabförmigen Grund elements 120 veränderlicher Länge dargestellt. Das Grundelement 120 umfaßt zwei Rohrab schnitte 121 und 122, die jeweils in Hülsen 123 eingeklebt oder eingelötet sind. Der Durch messer der Hülsen 123 entspricht dem Durchmesser der Rohrabschnitte 121, 122. In die Hül sen 123 werden Kugelgelenkköpfe 125 eingeschraubt, wobei ein Gewinde 124 mit einem In nengewinde 124a übereinstimmt. Gesichert werden die Kugelgelenkköpfe 125 mittels Mut tern 126 und U-Scheiben 126a.

Zur Längenänderung des Grundelements 120 wird der Rohrabschnitt 122 in dem Rohrab schnitt 121 bewegt. Die Arretierung der relativen Stellung der Rohrabschnitte 121, 122 zuein ander erfolgt anschließend mittels Drehens einer Überwurfmutter 127 auf dem Gewinde 127a, wobei das Gewinde 127a konisch ausgebildet ist, derart, daß ein Drehen der Überwurfmutter 127 in eine Richtung zu einer lokalen Verringerung des Durchmessers des Rohrabschnitts 121 führt, und daß ein Drehen in eine andere Richtung den Durchmesser wieder vergrößert. Zu diesem Zweck sind Nuten 127b in das Rohrende eingeschnitten.

Fig. 12B zeigt eine andere Form der Arretierung eines Teleskopstabes. Hierbei gleitet ein Stab 128 in einem Rohrabschnitt 129, wobei Nuten 128a in den Stab 128 eingestochen sind. In die Nuten 128a können Kugeln 129a eingreifen die in Bohrungen 129b sitzen. Eine relative Stellungsänderung des Stabs 128 und des Rohrabschnitts 129 zueinander kann mittels Zu rückschiebens einer Hülse 129e gegen den Widerstand einer Feder 129d erreicht werden. Hierdurch können die Kugeln 129a in die Aussparung der Hülse 129e gleiten, und der Stab 128 kann im Rohrabschnitt 129 bewegt werden.

Fig. 13A zeigt eine Schnittdarstellung eines längenveränderlichen Elements 139, das zwei Teilelemente 135 und 130 umfaßt. Das Teilelement 135 ist punktiert dargestellt. Die Längen änderung des Elements 139 erfolgt durch Auseinanderziehen der zwei Teilelemente 130 und 135. Dabei gleitet das Teilelement 130 in einem rohrförmigen Teil 133. Ein Arretieren der gewünschten Gesamtlänge erfolgt durch Verdrehen eines zylindrischen Endteils 131 des Teil elements 130 gegen einen Rohrabschnitt 134, welcher am Ende abgeschrägt ist. Durch die Drehung wird eine Gewindestange 136 (vgl. Fig. 13B) in einem abgeschrägten Endstück 137 gedreht, und das Endstück 137 und der Rohrabschnitt 134 verschieben sich gegeneinan der. Dadurch wird das Teilelement 130 im rohrförmigen Teil 133 verspreizt. Die Befestigung des Elements 139 an einem Knotenkörper erfolgt mittels Feder-Schnappverbindung 132 (vgl. Fig. 11A und 11B).

In Fig. 14 ist eine Anordnung von zwei dreieckförmigen Basiselementen 140 und 141 dar gestellt. Das eine Basiselemente 140 umfaßt zwei Grundelemente 142, 143, die eine feste, nicht veränderbare Länge aufweisen. Ein weiteres Grundelement 144 ist aus einem Kolbenab schnitt 145 und einem Zylinderabschnitt 146 gebildet und mittels des Verschiebens des Kol benabschnitts 145 in dem Zylinderabschnitts 146 hinsichtlich der Längenausdehnung verän derbar. Das weitere Grundelement 144 bildet zusammen mit zwei Grundelementen 147 und 148 das zweite Basiselement 141. Die Enden der Grundelemente 142, 143, 144, 147 und 148 sind jeweils in Knotenkörpern 149a, 149b, 149c, 149d so gelagert, daß Winkel zwischen den Längsachsen der Grundelemente 142, 143, 144, 147 bzw. 148 einstellbar sind. Zur Ausbil dung der Knotenkörper 149a, . . ., 149d wird auf die Beschreibung von Knotenkörpern in den vorhergehenden Abschnitten verwiesen. An dem Knotenkörper 149b ist ein weiterer Kolben abschnitt 150 angeordnet. Ein weiterer Zylinderabschnitt 151 ist an dem Knotenkörper 149d befestigt.

Mit Hilfe der Anordnung nach Fig. 14 kann ein netzartiges Raumtragwerk 160 gebildet wer den, wie es in Fig. 15 dargestellt ist. Hierbei bilden Grundelemente 161, deren Länge ver stellbar ist, einen Bestandteil von zwei benachbarten Basiselementen 162, 163, die jeweils mittels zwei weiterer Grundelemente 164, 165 bzw. 166, 167 vervollständigt werden.

Beim Ausbilden einer Raumstruktur mit Hilfe des netzartigen Raumtragwerks 160 können die hinsichtlich der Längen jeweils veränderbaren Grundelemente 161 verschiedene Längenaus dehnungen annehmen. Die jeweilige Längenausdehnung richtet sich hierbei nach der Position des Grundelements 161 auf der Oberfläche der raumartigen Struktur. In Abhängigkeit von der Längenausdehnung können die Grundelemente 161 in einer jeweiligen Längenstellung arre tiert werden. Dieses ist für das Grundelement 146 in Fig. 14 mit Hilfe mehrerer Arretier punkte 152 schematisch dargestellt.

Um die mit Hilfe des netzartigen Raumtragwerks gebildete räumliche Struktur wenigstens teilweise mit einem Bespannungsmaterial zu bedecken, wie dieses beispielhaft in Fig. 2 ge zeigt ist, können die Grundelemente, die die dreieckförmigen Basiselemente des netzartigen Raumträgwerks bilden, Mittel zum Befestigen des Bespannungsmaterials aufweisen. In den Fig. 16A, 16B, 17A, 17B bzw. 18A, 18B sind verschiedene Ausführungsformen für der artige Mittel dargestellt. Bei einer ersten Ausführungsform nach den Fig. 16A und 16B ist auf einer äußeren Oberfläche 170, längs eines Grundelements 171 eine Führungsschiene 172 angeordnet. Das Bespannungsmaterial 174 weist an seinen Rändern Keder 175 auf, deren Durchmesser kleiner als der Schlitz 173 ist. Die zwei Keder 175 sind jeweils in den Innen raum der Führungsschiene 172 gedrückt. Dort werden die Keder 175 mittels eines T-förmigen Befestigungsmittels 176 am Herausrutschen gehindert.

Bei einer weiteren Ausführungsform gemäß den Fig. 17A und 17B ist ein Grundelement 180 so ausgebildet, daß es eine Führungsschiene 181 mit einem Schlitz 182 aufweist. Auch hier wird ein Bespannungsmaterial 184 das an den Rändern mit Kedern 183 und 186 versehen ist, in dem Innenraum der Schiene 181 eingebracht und dort mittels eines T-förmigen Befesti gungselements 185 am Herausrutschen geändert.

Bei einer anderen Ausführungsform weist ein Grundelement 190 gemäß den Fig. 18A und 18B längs des Grundelements 190 verlaufende U- und T-förmige Nute 191, 192 bzw. 193, 194 auf, die zur Befestigung des Bespannungsmaterials (nicht dargestellt) benutzt werden können.

Es kann vorgesehen sein, daß mehrere der beschriebenen netzartigen Raumtragwerke in über einder liegenden Ebenen bzw. Lagen angeordnet sind. Hierbei weisen die netzartigen Raum tragwerke jeweils eine oder mehrere der vorteilhaften Ausgestaltungen auf, wie sie in der vorhergehenden Beschreibung erläutert wurden. Zumindest die netzartigen Raumtragwerke in benachbarten Ebenen, d. h. Ebenen, die direkt übereinander angeordnet sind, sind mit Hilfe von Stäben fester oder veränderlicher Länge verbunden, so daß die netzartigen Raumtragwerke in den Ebenen zusammen ein "übergeordnetes" Raumtragwerk bilden. Mit Hilfe der Stäbe werden Abstände zwischen den netzartigen Raumtragwerken in den verschiedenen Ebenen mechanisch fixiert.

Die in der vorstehenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen von Bedeutung sein.

Claims

1. Netzartiges Raumtragwerk mit einer Anordnung von Basiselementen, von denen zu mindest ein Teil als dreieckförmige Basiselemente (163) ausgeführt sind, wobei die dreieckförmigen Basiselemente (163) jeweils aus drei stabförmigen Grundelementen (161, 164, 165 bzw. 161, 166, 167) gebildet sind und bei wenigstens einem Teil der dreieckförmigen Basiselemente (163) Enden der drei stabförmigen Grundelemente (161, 164, 165 bzw. 161, 166, 167) jeweils in einem Knotenkörper so gelagert sind, daß Winkel zwischen den Längsachsen benachbarter, stabförmiger Grundelemente verän derbar sind, und wobei ein erstes und ein zweites (164, 165) der drei stabförmigen Grundelemente (161, 164, 165) eines Basiselements des wenigstens einen Teils der dreieckförmigen Basiselemente (163) eine feste Länge aufweisen und die Länge eines dritten (161) der drei stabförmigen Grundelemente (161, 164, 165) des Basiselements veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte Grundelement (161) des Basiselements ein drittes (161) der drei stabförmigen Grundelemente (161, 166, 167) mit veränderbarer Länge eines zu dem Basiselement benachbarten Basiselements bildet, wobei ein erstes und ein zweites der drei stabförmigen Grundelemente des be nachbarten Basiselements eine feste Länge aufweisen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte Grund element (161) Feststellmittel zum Arretieren des dritten Grundelements (161) in we nigstens zwei gestreckten Längenstellungen aufweist, so daß eine Länge des dritten Grundelements (161) in den wenigstens zwei gestreckten Längenstellungen jeweils nicht veränderbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine der wenig stens zwei Längenstellungen eine Endstellung ist, in welcher das dritte Grundelement (161) eine maximale Länge aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß das dritte Grundelement Mittel (161) zum aktiven Verstellen der Länge des dritten Grundelements (161) aufweist.

5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß in dem jeweiligen Knotenkörper Mittel zum Feststellen der Enden von wenig stens zwei der drei stabförmigen Grundelemente vorgesehen sind, derart, daß die we nigstens zwei der drei stabförmigen Grundelemente in einer relativen räumlichen An ordnung zueinander fixiert sind.

6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß das dritte Grundelement (161) zum Verstellen der Länge eine Kolben- Zylinder-Anordnung (144, 145) umfaßt.

7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß wenigstens ein Teil der Enden der drei stabförmigen Grundelemente an dem jeweiligen Knotenkörper mittels einer Schraubverbindung befestigt ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß wenigstens ein Teil der Enden der drei stabförmigen Grundelemente an dem jeweiligen Knotenkörper mittels einer lösbaren Feder-Schnappverbindung (113, 114, 115, 116, 117) befestigt ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß wenigstens ein Teil der Enden der drei stabförmigen Grundelemente an dem jeweiligen Knotenkörper mittels einer Gelenkverbindung befestigt ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkverbin dung ein Kugelgelenk (102) umfaßt.

11. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß der Knotenkörper (70, 80 bzw. 90) aus einem elastisch verformbaren Kunst stoff ist und an dem Knotenkörper (70, 80 bzw. 90) wenigstens teilweise in dem Kunst stoff angeordnete Ankoppelmittel zum Befestigen der drei stabförmigen Grundelemente an dem Knotenkörper (70, 80 bzw. 90) angeordnet sind.

12. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß der Knotenkörper zwei gelenkig miteinander verbundene Abschnitte (35, 36 bzw. 53, 54) umfaßt.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Knotenkörper und zwei an dem Knotenkörper einander gegenüberliegend angeordneten Grundelementen (39, 38) jeweils eine starre Verbindung ausgebildet ist, wobei eines (38) der zwei Grundelemente (38, 39) mit einem (36) der zwei Abschnitte (35, 36) des Knotenkörpers und das andere (39) der zwei Grundelemente (38, 39) mit dem anderen (35) der zwei Abschnitte (35, 36) des Knotenkörpers verbunden sind.

14. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß zumindest eines der drei stabförmigen Grundelemente und/oder der Knoten körper Mittel zum Befestigen eines Bespannungsmaterials aufweist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Befestigen des Bespannungsmaterials eine Führung umfassen, die in Längsrichtung des zumindest einen der drei stabförmigen Grundelemente ausgebildet ist.

16. Knotenkörper (70, 80 bzw. 90) zum Verbinden von mehreren Grundelementen eines netzartigen Raumtragwerks, derart, daß eine relative räumliche Anordnung der mehre ren Grundelemente zueinander veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Knotenkörper aus einem Kunststoffmaterial ist.

17. Raumtragwerk, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei netzartige Raumtragwerke nach einem der Ansprüche 1 bis 15 übereinander liegende Ebenen bil den, wobei zumindest die netzartigen Raumtragwerke in benachbarten der übereinander liegenden Ebenen mit Hilfe von Abstandselementen mechanisch gekoppelt sind.