DE102004038920A1

DE102004038920A1 - Verbindungsknoten

Info

Publication number: DE102004038920A1
Application number: DE200410038920
Authority: DE
Inventors: Joe Laubner; Egon Kurth
Original assignee: Kurth Egon Dipl-Ind-Designer
Current assignee: Kurth Egon Dipl-Ind-Designer
Priority date: 2004-08-11
Filing date: 2004-08-11
Publication date: 2006-03-02

Abstract

Die Erfindung betrifft Verbindungsknoten mit auf Würfelflächen (10) angeordneten Kontaktflächen (10a, 10b, 10c, 10d) zum Verbinden von Baukonstruktionen, insbesondere für transportable Bauten und Möbel, wobei die Kontaktflächen (10a, 10c, 10c, 10d) streifenförmig ausgebildet sind und vorzugsweise sich in jeder Würfelfläche (10) kreuzen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Verbindungsknoten gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Es sind allgemein würfelförmige Verbindungsknoten bekannt, die zur Herstellung von räumlichen Gitterstrukturen dienen. Derartige Verbindungsknoten werden beispielsweise für Baukonstruktionen, insbesondere für transportable Bauten und Möbel, Tragwerke mit Verbindungsstreben und/oder Plattenelemente zur Ausgestaltung von Wänden oder Wandsystemen im Messe- und Ausstellungsbau verwendet. Die bekannten würfelförmigen Verbindungsknoten setzen sich aus achteckigen Seitenflächen zusammen, die jeweils Durchbrüche aufweisen, wobei die Durchbrüche zur Befestigung der Verbindungsstreben und/oder Plattenelemente dienen. Es werden somit in einem Winkel zueinander stehende Montageflächen gebildet. Die Kanten des bekannten Verbindungsknotens sind abgeschnitten und geschweißt. Bei dem bekannten Verbindungsknoten ist es von Nachteil, dass dieser nicht zusammenlegbar und somit schwer transportierbar ist. Gerade im Messe- und Ausstellungsbau ist eine flexible Handhabung durch den oftmaligen Wechsel von Ab- und Zusammenbau erforderlich.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Verbindungsknotens, der Platz sparend transportiert werden kann, hoch belastbar ist und eine schnellere Montage erlaubt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit dem Merkmal des unabhängigen Anspruchs gelöst. Bei dem erfindungsgemäßen Verbindungsknoten sind die auf Würfelflächen angeordneten Kontaktflächen zum Verbinden von Baukonstruktionen streifenförmig ausgebildet. Die streifenförmig ausgebildeten Kontaktflächen überschneiden sich dabei vorzugsweise in jeder Würfelfläche. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Teilelemente als plattenförmige, insbesondere rechteckige Körper ausgebildet, wobei jeweils wenigstens eine ihrer Schmalseiten eine der Kontaktflächen bildet. Dies hat den Vorteil, dass die Teilelemente im demontierten Zustand übereinander gestapelt und nur ein Drittel des Volumens des bekannten Verbindungsknotens ausmachen. Der erfindungsgemäße Verbindungsknoten kann somit im demontierten Zustand wesentlich leichter und Platz sparender transportiert werden.

Insbesondere können wenigstens drei, vorzugsweise vier Teilelemente vorgesehen sein, die so zusammensteckbar sind, dass die Kontaktflächen jeweils zweier Teilelemente im montierten Zustand sich auf einer gedachten Würfelfläche kreuzen. Es entstehen dabei vorteilhafterweise an den Verbindungspunkten mit dem zu verbindenden Tragwerk keine Unterbrechungen der Profilschenkel. Die durchgehende Profilkontur wirkt dadurch leichter, schlanker, filigran und transparent. Durch das Zusammenstoßen der Kreuzprofilschenkel ist auch eine vollständige Ausfachung mit allen denkbaren Materialien wie beispielsweise Paneelen, Textilien, Kassetten und dgl. möglich.

Ein passgenaues Zusammenstecken der Teilelemente kann dadurch ermöglicht werden, dass die Teilelemente in ihren Flachseiten zueinander korrespondierende Ausnehmungen aufweisen, in welche ein Teilelement in das andere einführbar ist. Als Teilelemente können ein Zentralelement, zwei Zwischenelemente und ein Passelement vorgesehen sein, wobei die zwei Zwischenelemente in der Steckverbindung mit dem Zentralelement durch Klemmsitz gehalten werden können. Die Flachseiten der Zwischenelemente sind vorzugsweise von etwa der halben Abmessung des Zentralelements. Das Passelement und das Zentralelement weisen vorzugsweise eine einander entsprechende Bohrung auf, die zur Aufnahme eines gemeinsamen Befestigungselements, beispielsweise einer Schraube, für die Endmontage dient. Es ist auch eine Verbindung mit einem Querbolzen (Spannstift), einer Querverschraubung, Verschweißen, Verkleben und dgl. denkbar. Bei einer derartigen Konstruktion ist es von Vorteil, dass die Teile erst vor Ort zusammengesteckt oder miteinander verbunden und anschließend mit dem Befestigungselement gesichert werden. Die Endmontage kann dabei einfach und schnell erfolgen. Außerdem sind die bei der Endmontage erforderlichen üblichen Spannschloss-Schrauben frei zugänglich, was darüber hinaus den Montagevorgang beschleunigt.

In einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Teilelemente in ihren Flachseiten Durchbrüche auf, wodurch Gewicht eingespart werden kann. Außerdem können die Durchbrüche vorteilhafterweise zur Aufnahme von zusätzlichen Bauelementen wie z.B. Stromschienen, Rollos, Rohren, Stangen und als Befestigungslöcher für Seilverspannungen dienen.

Die einzelnen Teilelemente können jeweils in einem Rastermaß ausgebildet sein, so dass die Herstellungskosten auf ein Minimum reduziert werden können. Mögliche Herstellungsverfahren sind beispielsweise Wasserstrahlschneiden, Laserschneiden, Drahterodieren oder Span abhebende Techniken wie beispielsweise CNC Fräsen. Bei der Herstellung entsprechender Stückzahlen kann auch eine Herstellung durch Gusstechniken angebracht sein. Zur Fertigstellung der einzelnen Werkstücke können die Teilelemente auf entsprechende Fräspaletten montiert werden, wodurch auf rationelle und zeitsparende Art und Weise fast alle relevanten Fräsvorgänge realisiert werden können, ohne dass ein Umspannen erforderlich ist.

An den im montierten Zustand des Verbindungsknotens außen bzw. auf den Schmalseiten liegenden Teilelementen können Profilnuten vorgesehen sein, die eine besonders einfache Steckverbindung mit dem korrespondierenden Tragwerk ermöglichen. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform können die Profilnuten als T-Nuten ausgebildet sein, die im Profilquerschnitt bezüglich der Festigkeit optimiert sind. Das zu verbindende Tragwerk kann dabei T-förmig ausgeformte Schmalseiten aufweisen, die in die T-Nuten des Verbindungsknotens eingefädelt werden. Die Profilnuten weisen vorzugsweise abgerundete Innenkanten auf, was eine erhöhte Stabilität zur Folge hat, insbesondere wenn bei der Endmontage das Spannschloss in der Nut auseinandergespreizt wird. Es ergibt sich dabei vorteilhafterweise eine besonders kraftschlüssige Verbindung. Die Profilnuten können in einem Kreuzungspunkt durchgehend ausgebildet sein, wobei das Einfädeln des Tragwerks nur von einer Richtung erfolgen kann. In einer bevorzugten Ausführungsform können die Profilnuten in dem Kreuzungspunkt unterbrochen sein, wodurch ein Einfädeln des Tragwerks von beiden Richtungen ermöglicht wird.

Die Teilelemente können jeweils abgeschrägte Ecken aufweisen, um bei der Herstellung kontinuierliche Fräsabläufe zu ermöglichen. Außerdem sind Freibohrungen, beispielsweise in Form von abgeschrägten Ecken, in der Frästechnik erforderlich, um beim Einsatz eines umlaufenden Zylinderfräsers scharfkantige Aussparungen zu erreichen, welche ein flächenbündiges Ineinanderhaken der einzelnen Teile ermöglichen. Entstehende scharfe Kanten an den Eckschnittpunkten der T-Nuten können gefasst werden, um eine Bruch- oder Verletzungsgefahr zu vermeiden.

Der erfindungsgemäße Verbindungsknoten eignet sich insbesondere für wieder verwendbare Bauteile, die in modularer Bauweise zusammensetzbar sind. Bevorzugter Anwendungsbereich ist im Messe- und Ausstellungsbau, jedoch auch im Systembau generell (auch Doppelstock), „Raum im Raum"-Bau, Ladenbau, Regalbau, für temporäre Bauten aller Art, Schnellbau, Bühnenaufbauten, architektonische Strukturen, Möbel, Racks, Podeste, Pavillons. usw.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher beschrieben, aus denen sich auch unabhängig von der Zusammenfassung in den Patentansprüchen weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben.
Es zeigen in schematischer Darstellung:
1 eine perspektivische Ansicht eines herkömmlichen Verbindungsknotens;
2a, b, c einzelne Teilelemente eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verbindungsknotens mit einem Zentralelement (a), zwei kleineren Zwischenelementen (b) und einem Passelement (c);
3 die Teilelemente des Ausführungsbeispiels nach 1 in einer Art Explosionsdarstellung;
4 einen Verbindungskonten im montierten Zustand mit damit verbundenem Tragwerk;
5a, b einen Querschnitt durch eine Profilnut an einer der Schmalseiten eines Teilelements nach dem Stand der Technik (a) und mit abgerundeten Innenkanten (b); und
6a, b perspektivische Ansicht einer Ecke einer Profilnut nach dem Stand der Technik (a) und in abgeschrägter Form (b).
In 1 ist ein herkömmlicher Verbindungsknoten in perspektivischer Ansicht dargestellt mit auf Würfelflächen 10 angeordneten achteckigen Seiten- bzw. Kontaktflächen 10a zum Verbinden von Baukonstruktionen, insbesondere für transportable Bauten und Möbel. Die Kontaktflächen 10a weisen jeweils 8 streifenförmige, symmetrisch angeordnete, vom Mittelpunkt strahlenartig nach außen verlaufende Durchbrüche 11a auf, welche zur Befestigung von Verbindungsstreben 35 dienen. Es werden damit in einem Winkel zueinander stehende Montageflächen gebildet, wobei die Durchbrüche 11a zur Befestigung von Tragwerken 42 für Baukonstruktionen, insbesondere für transportable Bauten und Möbel, dienen. Der Verbindungsknoten weist abgerundete Kanten 36 auf, wodurch die Konstruktion leichtgewichtiger wird. Außerdem entsteht zusätzlich dadurch ein designerischer Effekt.
Die 2a, b, c zeigen schematisch einen erfindungsgemäßen Verbindungsknoten im demontierten Zustand mit vier Teilelementen 15, 20, 25, 30, deren Kontaktflächen 10a, 10b, 10c, 10d streifenförmig ausgebildet sind. Gleiche oder im Wesentlichen gleich bleibende Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Der Einfachheit halber sind nur einige der Kontaktflächen 10a, 10b, 10c, 10d mit Bezugszeichen beziffert. Die Teilelemente 15, 20, 25, 30 setzen sich aus einem Zentralelement 15, einem gleich großen Passelement 30 und zwei Zwischenelementen 20, 25 zusammen. Die Flachseiten 27b, 27c der Zwischenelemente 20, 25 haben eine Dimensionierung von etwa einer halben Abmessung des Zentralelements 15. Die Teilelemente 15, 20, 25, 30 sind jeweils als plattenförmige Körper ausgebildet, wobei wenigstens einer ihrer Schmalseiten 12 eine der Kontaktflächen 10a, 10b, 10c, 10d bildet. Die Teilelemente 15, 20, 25, 30 haben eine im Wesentlichen rechteckigen Grundform, wobei die Teilelemente 15, 30 eine quadratische Grundform aufweisen. In ihren Flachseiten 27a, 27b, 27c, 27d weisen die Teilelemente 15, 20, 25, 30 zueinander korrespondierende Ausnehmungen 17, 22, 26, 31 auf, die ein passgenaues Zusammenstecken mit korrespondierenden Elementen eines nicht dargestellten Tragwerks ermöglichen. Das Zentralelement 15 weist eine T-förmige Ausnehmung 17 auf mit einem geraden zentralen Einstich 18 und einem innen liegenden, mittig angeordneten Querbalken 19. Die zwei Zwischenelemente 20, 25 weisen jeweils eine gerade Ausnehmung 22, 26 auf, die von der Mitte einer der längeren Schmalseiten 12a ins Innere der Zwischenelemente 20, 25 führt. Die Länge der Ausnehmungen 22, 26 entspricht ungefähr der halben Länge der kürzeren Schmalseiten 12b.
Die Teilelemente 15, 20, 25, 30 weisen in ihren Flächen kleine quadratische Durchbrüche 11a, 11b, 11c, 11d auf, wobei nur einige mit einem Bezugszeichen gekennzeichnet sind. Das Zentralelement 15 und das Passelement 30 umfassen insgesamt vier Durchbrüche 11a, 11d, die jeweils in einem Rastermaß angeordnet sind, und die Zwischenelemente 20, 25 jeweils zwei Durchbrüche 11b, 11c. Das Zentralelement 15 und das Passelement 30 weisen eine einander entsprechende Bohrung 32a, 32d auf, die zur Aufnahme eines gemeinsamen, nicht dargestellten Befestigungselements für die Endmontage dient. An den im montierten Zustand außen liegenden Schmalseiten 12 der Teilelemente 15, 20, 25, 30 sind durchgehende T-förmige Profilnuten 13 angeordnet, welche ein Einfädeln der korrespondierend ausgestalteten Schmalseiten eines nicht dargestellten Tragwerks in einer Richtung ermöglichen. Die Profilnuten 13 weisen abgeschrägte Ecken 34a, 34b, 34c, 34d auf.
Die Reihenfolge der Montage der einzelnen Teilelemente 15, 20, 25, 30 ist in einer Art Explosionsdarstellung in 3 illustriert. Bei der Montage wird zunächst das Zentralelement 15 dermaßen hochkant gestellt, dass die Ausnehmung 17 nach oben offen ist. Anschließend wird eines der zwei Zwischenelemente 20, 25 in vertikaler Stellung mit der Ausnehmung 22, 26 von oben in die Ausnehmung 17 des Zentralelements 15 eingefädelt und dermaßen in eine horizontale Stellung umgekippt, dass die Ausnehmung 22, 26 in einen Teil des T-förmigen Querbalkens 19 eingreift. Das zweite Zwischenelement 20 oder 25 wird entsprechend montiert. Die zwei Zwischenelemente 20, 25 werden in der Steckverbindung mit dem Zentralelement 15 durch Klemmsitz gehalten.
Anschließend wird das Passelement 30 mit seiner Ausnehmung 31 vertikal von oben nach unten in den Einstich 18 der Ausnehmung 17 gesteckt. Die Endmontage erfolgt mittels eines gemeinsamen als Schraube ausgestalteten Befestigungselements 33, das in eine Bohrung 32a des Zentralelements 15 und eine der Bohrung 32a entsprechende Bohrung 32d des Passelements 30 eingeführt und verschraubt wird.
Die Teilelemente 15, 20, 25, 30 sind insgesamt so zusammensteckbar, dass sich Kontaktflächen 10a, 10b, 10c, 10d von jeweils zwei Teilelementen 15, 20, 25, 30 im montierten Zustand sich auf einer gedachten Würfelfläche 10 kreuzen, wobei zwei Kreuzungspunkte 16, 21 in der 4 ersichtlich sind. Die Kreuzungspunkte 16, 21 entstehen dadurch, dass die streifenförmigen Kontaktflächen 10a, 10b, 10c, 10d sich in jeder Würfelfläche 10 kreuzen. Das Zentralelement 15 bildet im montierten Zustand mit dem Passelement 30 einen Kreuzungspunkt 16 aus, und mit dem Zwischenelement 20 einen Kreuzungspunkt 21. Es werden damit in einem Winkel zueinander stehende Montageflächen gebildet zum Verbinden von Baukonstruktionen, insbesondere für transportable Bauten und Möbel. Die Schenkel der Kreuzungspunkte 16, 21 stoßen bündig zusammen, so dass eine vollständige Ausfachung mit Füllmaterial, wie beispielsweise mit Paneelen 37, möglich ist. Die Verbindung an den Kreuzungspunkten 16, 21 mit den Baukonstruktionen erfolgt mittels Profilnuten 13, welche als T-Nuten ausgebildet sind.
Eine Detailansicht der Profilnuten im Schnitt ist in der 5a dargestellt. Bei dem erfindungsgemäßen Verbindungsknoten weisen die T-förmig ausgebildeten Profilnuten 13 abgerundete Innenkanten 14 auf, was die Stabilität der Verbindung erhöht, wenn beispielsweise ein nicht dargestelltes Spannschloss bei der Endmontage in der Nut auseinandergespreizt wird, um eine kraftschlüssige Verbindung herzustellen.
In den 6a und 6b ist eine perspektivische Ansicht einer Ecke von Profilnuten 13 dargestellt. Die 6a zeigt schematisch eine herkömmliche Ecke nach dem Stand der Technik mit zwei nahe am Eckpunkt liegenden Aussparungspaaren 39a, b, 40a, b in den Profilnuten 13, die sowohl für das Einführen des umlaufenden Zylinderfräsers erforderlich sind als auch für das Einfädeln des nicht dargestellten Tragwerks in die Profilnuten 13. Es entsteht dadurch eine sehr scharfe Kante 41 an dem Eckschnittpunkt der Profilnute, die leicht abbrechen kann, und an welcher man sich leicht verletzen kann.
In der 6b ist eine erfindungsgemäße abgeschrägte Ecke 34a der Profilnute 13 dargestellt. Dadurch wird bei der Herstellung ein kontinuierlicher Arbeitsablauf des umlaufenden Zylinderfräsers ermöglicht, weil durch die erfindungsgemäße Ausfasung an den Ecken nicht mehr abgesetzt werden muss. Außerdem können somit scharfkantige Aussparungen erreicht werden, welche ein flächenbündiges Ineinanderhaken der einzelnen Teile ermöglichen.

10: Würfelfläche
10a: Kontaktfläche
10b: Kontaktfläche
10c: Kontaktfläche
10d: Kontaktfläche
11a: Durchbruch
11b: Durchbruch
11c: Durchbruch
11d: Durchbruch
12: Schmalseite
12a: Längere Schmalseite
12b: Kürzere Schmalseite
13: Profilnuten
14: Innenkante
15: Zentralelement
16: Kreuzungspunkt
17: Ausnehmung
18: Einstich
19: Querbalken
20: Zwischenelement
21: Kreuzungspunkt
22: Ausnehmung
25: Zwischenelement
26: Ausnehmung
27a: Flachseite
27b: Flachseite
27c: Flachseite
27d: Flachseite
30: Passelement
31: Ausnehmung
34a: Abgeschrägte Ecke als
: Freibohrung
34b: Abgeschrägte Ecke
34c: Abgeschrägte Ecke
3d: Abgeschrägte Ecke
35: Verbindungsstreben
36: Kante
37: Paneel
39: Aussparung
40: Aussparung
41: Kante
42: Tragwerk

Claims

Verbindungsknoten mit auf Würfelflächen (10) angeordneten Kontaktflächen (10a, 10b, 10c, 10d) zum Verbinden von Baukonstruktionen, insbesondere für transportable Bauten und Möbel, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktflächen (10a, 10b, 10c, 10d) streifenförmig ausgebildet sind.
Verbindungsknoten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die streifenförmigen Kontaktflächen (10a, 10b, 10c, 10d) sich in jeder Würfelfläche (10) überschneiden.
Verbindungsknoten nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktflächen (10a, 10b, 10c, 10d) sich auf wenigstens drei separate, vorzugsweise vier Teilelemente (15, 20, 25, 30) verteilen.
Verbindungsknoten nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass vier separaten Teilelemente (15, 20, 25, 30) so zusammensteckbar sind, dass Kontaktflächen (10a, 10b, 10c, 10d) von jeweils zwei Teilelementen (15, 20) im montierten Zustand sich auf einer Würfelfläche (10) überschneiden.
Verbindungsknoten nach zumindest einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilelemente (15, 20, 25, 30) als plattenförmige Körper ausgebildet sind und wenigstens eine ihrer Schmalseiten (12) eine der Kontaktflächen (10a, 10b, 10c, 10d) bildet.
Verbindungsknoten nach zumindest einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilelemente (15, 20, 25, 30) in ihren Flachseiten (27a, 27b, 27c, 27d) zueinander korrespondierende Ausnehmungen (17, 22, 26, 31) aufweisen, die ein passgenaues Zusammenstecken ermöglichen.
Verbindungsknoten nach zumindest einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Teilelemente (15, 20, 25, 30) ein Zentralelement (15), zwei Zwischenelemente (20, 25), deren Flachseiten (27b, 27c) von etwa einer halben Abmessung des Zentralelements (15) sind, und ein Passelement (30) vorgesehen sind.
Verbindungsknoten nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Zwischenelemente (20, 25) in der Steckverbindung mit dem Zentralelement (15) durch Klemmsitz gehalten sind.
Verbindungsknoten nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Zentralelement (15) und das Passelement (30) eine einander entsprechende Bohrung (32a, 32d) aufweisen zur Aufnahme eines gemeinsamen Befestigungselements (33) für die Endmontage.
Verbindungsknoten nach zumindest einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilelemente (15, 20, 25, 30) im Wesentlichen rechteckig sind.
Verbindungsknoten nach zumindest einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilelemente (15, 20, 25, 30) in ihren Flachseiten (27, 27b, 27c, 27d) Durchbrüche (11a, 11b, 11c, 11d) aufweisen.
Verbindungsknoten nach zumindest einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass an den im montierten Zustand außen liegenden Schmalseiten (12) der Teilelemente (15, 20, 25, 30) Profilnuten (13) vorgesehen sind.
Verbindungsknoten nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilnuten (13) als T-Nuten ausgebildet sind.
Verbindungsknoten nach zumindest einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilnuten (13) abgerundete Innenkanten (14) aufweisen.
Verbindungsknoten nach zumindest einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilnuten (13) einer der sich kreuzenden Schmalseiten (12) in einem Kreuzungspunkt (16, 21) durchgehend ausgebildet sind.
Verbindungsknoten nach zumindest einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilnuten (13) in dem Kreuzungspunkt (16, 21) unterbrochen sind.
Verbindungsknoten nach zumindest einem der Ansprüche 2 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilelemente (15, 20, 25, 30) abgeschrägte Ecken (34a, 34b, 34c, 34d) aufweisen.