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Die
Erfindung betrifft eine Anordnung zum Verbinden von Profilen eines
Tragwerks gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Die
Erfindung befasst sich bevorzugt mit dem Einsatz im Holzbau. Dort
ist es üblich,
dass Holzbalken bzw. -träger
als Profile zu einem räumlichen
Tragwerk miteinander verbunden werden. Zur Verbindung der Profile
kommen neben den klassischen Verbindungstechniken mittels Zapfen,
Blattstößen, Überblattungen,
Versätzen,
Dollen und dergleichen auch Verbindungen mittels Stahlblechen und
Stahlblechformteilen, wie beispielsweise Balkenschuhen, Sparrenpfettenankern,
Winkelverbindern, Nagelplatten, Bolzen und dergleichen, zum Einsatz. Die
handwerklich korrekte Ausführung
der klassischen Verbindungen ist jedoch zeitaufwändig und somit kostenintensiv.
Auf der anderen Seite genügen die
Verbindungen mittels Stahlblechen und Stahlblechformteilen nicht
gehobenen Ansprüchen
an das optische Erscheinungsbild einer solchen Profilverbindung.
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Hiervon
ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, Anordnungen
der eingangs genannten Art weiterzuentwickeln.
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Eine
Anordnung zur Lösung
dieser Aufgabe weist die Merkmale des Anspruchs 1 auf. Es ist demnach
vorgesehen, dass jedem Profil ein Ankerstück zugeordnet ist, wobei mehrere
Profile miteinander im Bereich der Ankerstücke zu einem Knotenpunkt des Tragwerks verbindbar
sind. Selbstverständlich
kann die erfindungsgemäße Lösung nicht
nur im Holzbau, sondern auch zur Verbindung von Profilen in anderen Bereichen
eingesetzt werden.
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Bevorzugte
Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben
sich aus den Unteransprüchen
und der Beschreibung im übrigen sowie
aus der Zeichnung.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die
Ankerstücke
jeweils im Bereich einer Stirnseite der Profile befestigbar sind.
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Vorzugsweise
ist weiterhin vorgesehen, dass die Profile im Bereich der Ankerstücke durch
ein Verbindungsmittel zu einem Knotenpunkt verbindbar sind.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist vorgesehen, dass das Verbindungsmittel zentral
im Bereich aller Ankerstücke
des Knotenpunkts angeordnet ist und die Verbindung zwischen den
Ankerstücken
des Knotenpunkts durch Drehen des Verbindungsmittels herstellbar
und/oder lösbar ist.
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Eine
Besonderheit ist darin zu sehen, dass das Verbindungsmittel durch
Drehung in eine die Ankerstücke
wenigstens teilweise hintergreifende Stellung bringbar ist, zur
Verbindung der Ankerstücke
untereinander. Auf diese Weise können
die Verbindungen zwischen den Profilen auf einfache Weise hergestellt
werden.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das
Verbindungsmittel einen zentralen, im wesentlichen zylindrischen Schaft
und wenigstens ein daran angeordnetes Verriegelungsmittel aufweist.
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Vorzugsweise
ist vorgesehen, dass das oder jedes Verriegelungsmittel im Bereich
von seitlichen freien Enden des Schafts angeordnet ist. In einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist vorgesehen, dass zwei Verriegelungsmittel am Schaft
angeordnet sind.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass jedes
Verriegelungsmittel eine im wesentlichen scheibenförmige Gestalt aufweist,
mit quergerichteten Halteflanschen, die seitlich gegenüber der
scheibenförmigen
Gestalt vorspringen und die mit den Ankerstücken in Eingriff bringbar sind,
zur Verbindung der Profile.
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Vorzugsweise
ist vorgesehen, dass sich die Haltflansche kreisförmig am
Umfang der Verriegelungsmittel entlang erstrecken und nur im Bereich
einer Einführöffnung unterbrochen
sind, die zum Einführen
eines Ankerstücks
bei entsprechender Stellung des Verriegelungsmittels dient.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist vorgesehen, dass die Ankerstücke einen Verriegelungsvorsprung
aufweisen, der bei Verbindung der Ankerstücke durch das Verbindungsmittel
durch die Verriegelungsmittel bzw. die Halteflansche derselben vorzugsweise
seitlich und beidseitig hintergriffen wird.
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Weiterhin
können
die Ankerstücke
Durchbrüche
zur Aufnahme von Befestigungsmitteln aufweisen, vorzugsweise zur
Befestigung der Ankerstücke an
einer Stirnseite eines Profils.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass
es sich bei den Profilen vorzugsweise um Holzträger handelt, die zu einem flächigen Tragwerk
im Bereich der Knotenpunkte miteinander verbunden sind.
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Im
Regelfall bilden vier Ankerstücke
einen Knotenpunkt. Dabei weisen die miteinander verbundenen Ankerstücke etwa
eine rechteckige Gestalt auf, wobei vorzugsweise die Abmessungen,
insbesondere Breite und Länge,
der Ankerstücke
quer zur Längserstreckung
der Träger
den Querschnittsabmessungen der Träger entsprechen.
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Vorzugsweise
ist vorgesehen, dass die miteinander verbundenen Ankerstücke im wesentlichen eine
quadratische Gestalt aufweisen, wobei umlaufend an vier Seitenflächen ein
Träger
befestigt ist und wobei zwei gegenüberliegende Seitenflächen zur Verbindung
und/oder Lösung
der Ankerstücke
mit dem Verbindungsmittel frei sind.
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Eine
weitere Besonderheit besteht darin, dass die miteinander verbundenen
Ankerstücke
in dieser Stellung arretierbar sind, insbesondere derart, dass einem
ungewollten Verdrehen des Verbindungsmittels entgegengewirkt wird.
Vorzugsweise ist weiterhin vorgesehen, dass einem ungewollten Verdrehen
des Verbindungsmittels durch Arretierung des Schafts durch Muttern
entgegengewirkt wird.
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Nachfolgend
wird ein typisches Ausführungsbeispiel
der Erfindung in der Zeichnung erläutert. In dieser zeigen:
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1 eine
räumliche
schematische Darstellung eines Knotenpunkts,
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2 eine
teilweise geschnittene räumliche Darstellung
des Knotenpunkts gemäß 1,
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3 ein
Ankerstück
in einer Seitenansicht,
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4 ein
Ankerstück
in einer Draufsicht,
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5 ein
Ankerstück
in einer räumlichen Darstellung,
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6 einen
Vertikalschnitt durch das Ankerstück entlang Schnittlinie VI-VI
in 3,
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7 einen
Vertikalschnitt durch das Ankerstück entlang Schnittlinie VII-VII
in 4,
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8 ein
Verriegelungsmittel in einer Seitenansicht,
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9 eine
weitere Seitenansicht des Verriegelungsmittels gemäß 8,
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10 eine
dritte Seitenansicht des Verriegelungsmittels gemäß 8 und 9,
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11 einen
Vertikalschnitt durch das Verriegelungsmittel entlang Schnittlinie
XI-XI in 8,
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12 eine
räumliche
Darstellung des Verriegelungsmittels,
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13 eine
räumliche
Darstellung eines zentralen Schafts eines Verbindungsmittels,
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14 eine
Seitenansicht des Schafts gemäß 13,
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15 einen
Längsschnitt
durch den Schaft entlang Schnittlinie XV-XV in 14,
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16 einen
Vertikalschnitt durch den Schaft entlang Schnittlinie XVI-XVI in 14,
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17 eine
Seitenansicht des Knotenpunkts gemäß 1 in einer
geöffneten
Stellung,
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18 einen
Vertikalschnitt entlang Schnittlinie XVIII-XVIII in 17,
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19 eine
Seitenansicht des Knotenpunkts gemäß 1 in einer
geschlossenen Stellung, und
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20 einen
Vertikalschnitt entlang Schnittlinie XX-XX in 19.
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Die
in den 1 bis 20 dargestellte Anordnung dient
zum Verbinden von Profilen 30 eines nicht gezeigten Tragwerks.
Erläutert
wird die Erfindung am Beispiel eines Knotenpunkts 32 des
Tragwerks, in dem sich vier Profile 30 treffen.
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Im
Bereich von Stirnseiten 34 der Profile 30 sind
jeweils Ankerstücke 36 angeordnet,
die mit einem Verbindungsmittel 38 verbindbar sind, zur
Verbindung der Profile 30.
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Zur
Verbindung der Ankerstücke 36 werden diese
in Anlage aneinander gebracht und durch Verdrehung des zentrisch
zwischen den Ankerstücken 36 angeordneten
Verbindungsmittels 38 verbunden. Je nach Stellung des Verbindungsmittels 38 können dabei
einzelne Profile 30 separat gelöst bzw. verankert werden. Zudem
ist eine Sicherungseinrichtung 40 vorgesehen, die einer
ungewollten Verdrehung des Verbindungsmittels 38 und damit
einer Lösung der
Verbindung zwischen den Ankerstücken 36 entgegenwirkt.
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Das
Ankerstück 36 ist
in 3 bis 7 im Detail dargestellt. Im
vorliegenden Fall ist vorgesehen, dass im Knotenpunkt 32 vier
Profile 30 miteinander verbunden werden. Entsprechend haben
die vier Knotenpunkte 32 eine derartige Gestalt, dass durch Zusammenfügen der
vier Ankerstücke 36 ein
würfelförmiger Knotenpunkt 32 gebildet
werden kann, dessen Seitenflächen
in etwa die gleichen Abmessungen aufweisen wie die Profile 30.
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Wie 3 zeigt,
erfüllt
das Ankerstück 36 zwei
Funktionen. Die einstückigen
Ankerstücke
sind 36 im Prinzip aus zwei Teilen gebildet, nämlich einem unteren
Halteteil 42 zur Verbindung mit dem Profil 30 und
einem oberen Verriegelungszapfen 44. Das Halteteil 42 verfügt im vorliegenden
Fall über
eine ebene Unterseite 46, die dazu bestimmt ist, im Bereich
der Stirnseite 34 des anzuschließenden Profils 30 angeordnet
zu werden. Die Unterseite 46 kann aber auch als Gitter
geformt sein.
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Zur
Befestigung des Ankerstücks 36 am
Profil 30 weist das Verriegelungszapfen 44 zwei
oder mehr vorzugsweise schräggerichtete
Bohrungen 48 auf, durch die hindurch das Ankerstück 36 mit Schrauben
oder Nägel
am Profil 30 befestigbar ist. Eingangsseitig sind die Bohrungen 48 aufgeweitet, so
dass die Schrauben- oder Nägelköpfe im Befestigungsteil 42 versenkbar
sind.
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Der
Verriegelungszapfen 44 steht über das Halteteil 42 oberseitig
hinaus und ist im Bereich eines mittigen Steges 50 mit
diesem verbunden. Beiderseitig des Steges 50 kragt der
Verriegelungszapfen 44 aus und weist zwei Verriegelungsvorsprünge 52 auf.
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Eine
Oberseite 54 des Halteteils 42 und eine Oberseite 56 des
Verriegelungszapfens 44 sind zum Zentrum des Knotenpunkts 32 hin
gekrümmt
ausgebildet. An diesen Oberseiten 54, 56 liegen
zugeordnete Teile des Verbindungsmittels 38 an.
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Das
Verbindungsmittel 38 besteht im Wesentlichen aus zwei Teilen,
nämlich
einen im Wesentlichen zylindrischen Schaft 58 und einem
Verriegelungsmittel 60. Der Schaft 58 befindet
sich im Zentrum des Knotenpunkts 32. Zu den freien seitlichen Enden
hin ist der Schaft 58 mit einer im Querschnitt rechteckigen
bzw. passgenau geformten Einschnürung
versehen. Diese passgenau geformten Querschnittsbereiche dienen
zur Aufnahme der Verriegelungsmittel 60 am Schaft 58.
Nach Montage des Knotenpunkts 32 liegt die Umfangsfläche des
Schafts 58 zwischen den beiden Vertiefungen an der Oberseite 56 des
Verriegelungszapfens 44 des Ankerstücks 36 an. Der Querschnittsbereich
des Schafts 58 zur Aufnahme der Verriegelungsmittel 60 wird
nachfolgend als Aufnahmebereich 62 bezeichnet. Der Schaft 58 kann
zudem eine (Gewinde-)Bohrung enthalten.
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Die
Verriegelungsmittel 60 sind im vorliegenden Fall in zweifacher
Ausführung
vorhanden und werden jeweils in einen Aufnahmebereich 62 auf
den Schaft 58 aufgesteckt und können durch eine Nase fixiert
werden. Die im wesentlichen identisch ausgebildeten Verriegelungsmittel 60 verfügen über eine
im wesentlichen scheibenartige Gestalt mit einer im wesentlichen
kreisförmigen
Grundplatte 64 und am Umfang der Grundplatte 64 angeordneten
Halteflanschen 66. Die Halteflansche 66 verlaufen
umlaufend um die Grundplatte 64 herum und stehen zu beiden Seiten über die
Grundplatte 64 seitlich ab.
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Um
ein Aufschieben der Verriegelungsmittel 60 auf den Schaft 58 zu
ermöglichen,
ist der Halteflansch 66 im Bereich einer Einführöffnung 68 unterbrochen.
Im Bereich der Einführöffnung 68 weist auch
der Verriegelungszapfen der Grundplatte 64 eine entsprechende
Aufnahmeöffnung 70 auf,
die im Querschnitt dem Aufnahmebereich 62 am Schaft 58 entspricht.
Die Aufnahmeöffnung 70 ist
derart ausgebildet, dass die Verriegelungsmittel 60 mit
dem Verriegelungszapfen der Grundplatte 64 formschlüssig am
Schaft 58 angeordnet werden können.
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Der
Außendurchmesser
der Halteflansche 66 entspricht dem Krümmungsradius der Oberseite 54 des
Halteteils 42, so dass die Verriegelungsmittel 60 bei
Montage des Knotenpunkts 32 entlang der Oberseite 54 geführt werden.
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An
einer Seitenfläche
der Grundplatte 64 sind die Halteflansche 66 beiderseits
der Einführöffnung 68 optimiert
abgeschrägt
ausgebildet, um die Verbindung mit dem Verriegelungszapfens 44 zu
erleichtern.
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Die
vorstehend beschriebene Anordnung funktioniert wie folgt:
Zunächst werden
die Ankerstücke 36 mit
den Profilen 30 verbunden. Dies erfolgt vorzugsweise im
Bereich der Stirnseite 34. Je nach Gestalt der Profile 30 oder dem
speziellen Einsatzzweck kann die Montage aber auch in anderen Bereichen
der Profile 30 erfolgen.
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Danach
wird das Ankerstück 36 in
das Verbindungsmittel 38 eingeführt. Dies erfolgt derart, dass
die Einführöffnungen 68 der
Verriegelungsmittel 60 dem Ankerstück 36 zugewandt sind.
In dieser Stellung kann der Verriegelungszapfen 44 zwischen den
Halteflanschen 66 hindurch eingeführt werden. Nachfolgend wird
das Verbindungsmittel 38 verdreht, so dass die Halteflansche 66 die
Verriegelungsvorsprünge 52 des
Ankerstücks 36 hintergreifen.
In dieser Lage ist das Ankerstück 36 am
Verbindungsmittel 38 gesichert.
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Nachfolgend
werden die drei weiteren Ankerstücke 36 auf
die gleiche Weise in das Verbindungsmittel 38 eingeführt und
durch Weiterdrehen desselben gesichert. 17 zeigt
einen Knotenpunkt 32, bei dem gerade ein oberes Profil 30 als letztes
Profil 30 eines Knotenpunkts 32 in das Verbindungsmittel 38 eingeführt wurde.
Dabei weisen die Einführöffnungen 68 in
Richtung des Ankerstücks 36 des
oberen Profils 30. In dieser Stellung werden die beiden
seitlichen und das untere Ankerstück 36 der übrigen Profile 30 durch
die Halteflansche 66 hintergriffen und auf diese Weise
gesichert. Durch weiteres Verdrehen des Verriegelungsmittels 38,
beispielsweise in die in 19 gezeigte
Stellung, ist gewährleistet,
dass keines der Ankerstücke 36 gelöst werden kann,
da alle Ankerstücke 36 wenigstens
teilweise durch die Halteflansche 66 gesichert sind.
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Das
Lösen der
einzelnen Ankerstücke 36 erfolgt
auf umgekehrte Weise. Zunächst
wird das Verbindungsmittel 38 so gedreht, dass die Einführöffnungen 68 in
Richtung des zu lösenden
Ankerstücks 36 weisen.
In dieser Stellung kann das jeweilige Ankerstück 36 entnommen werden.
Danach können
die weiteren Ankerstücke 36 durch
entsprechende Drehung des Verbindungsmittels 38 entfernt
werden.
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Um
ein unbeabsichtigtes Verdrehen des Verbindungsmittels 38 zu
verhindern, ist vorgesehen, dass im Bereich eines freien Endes des
Schafts 58 eine Sicherungsmutter oder dergleichen als Sicherungseinrichtung 40 angeordnet
ist. Durch Festziehen dieser Mutter kann das Verbindungsmittel 38 gegen
Verdrehen gesichert werden.
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Das
Drehen des Verbindungsmittels 38 kann von Hand durch Drehung
der Halteflansche 66 erfolgen. Alternativ kann der Schaft 58 auch
so ausgebildet sein, dass von außen ein Betätigungsmittel zur Verdrehung
des Verbindungsmittels 38 angesetzt werden kann. Beispielsweise
kann im Bereich eines freien seitlichen Endes des Schafts 58 eine
Ausnehmung angeordnet sein, in die z.B. ein Sechskantschlüssel oder
dergleichen formschlüssig
einführbar ist,
so dass durch Drehung des Schlüssels
eine entsprechende Betätigung
des Verbindungsmittels 38 möglich ist.
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Es
versteht sich, dass die vorstehend beschriebene Anordnung auch so
gestaltet werden kann, dass eine größere oder geringere Anzahl
an Profilen 30 im Knotenpunkt 32 miteinander verbunden
werden. Dies kann durch eine entsprechende Gestalt der Ankerstücke 36 und
der Verbindungsmittel 38 gewährleistet werden. Denkbar ist
auch, dass nicht an allen Ankerstücken 36 Profile 30 angeordnet werden,
so dass einige Ankerstücke 36 ohne
ein damit verbundenes Profil 30 in den Knotenpunkt 32 eingesetzt
werden.
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Sowohl
das Ankerstück 36 als
auch das Verbindungsmittel 38 können aus Metall (fräsen, gießen, kanten
oder schmieden) und/oder aus Kunststoff hergestellt werden. Denkbar
ist beispielsweise eine Herstellung aus Aluminium im Druckgussverfahren
oder aus Kunststoff im Spritzgussverfahren. Denkbar ist auch die
Herstellung als Halbzeug (Tiefziehprofil), das durch Fräsen nachbearbeitet
wird. Bei geringeren Lasten bzw. bei kostengünstiger Herstellung ist auch
die Wahl eines Kunststoffmaterials (z.B. Polyamid 66 mit
Glasfaser als Verriegelungsmittel bzw. ohne Glasfaser als biegeelastischer
Verbindungszapfen) denkbar.
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In
einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung kann das Ankerstück 36 einstückig mit
dem jeweiligen Profil 30 hergestellt werden. Denkbar ist
es beispielsweise, das Ankerstück 36 direkt
in ein Profil 30 aus Holz einzufräsen.
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- 30
- Profil
- 32
- Knotenpunkt
- 34
- Stirnseite
- 36
- Ankerstück
- 38
- Verbindungsmittel
- 40
- Sicherungseinrichtung
- 42
- Halteteil
- 44
- Verriegelungszapfen
- 46
- Unterseite
- 48
- Bohrung
- 50
- Steg
- 52
- Verriegelungsvorsprung
- 54
- Oberseite
- 56
- Oberseite
- 58
- Schaft
- 60
- Verriegelungsmittel
- 62
- Aufnahmebereich
- 64
- Grundplatte
- 66
- Halteflansch
- 68
- Einfuhröffnung
- 70
- Aufnahmeöffnung