DE102010046093B4

DE102010046093B4 - Konstruktionsknoten

Info

Publication number: DE102010046093B4
Application number: DE102010046093A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-09-21
Filing date: 2010-09-21
Publication date: 2013-01-03
Anticipated expiration: 2030-09-22
Also published as: DE202009012789U1; DE102010046093A1

Abstract

Konstruktionsknoten (k) einer räumlich tragenden Struktur (T), umfassend sechs stabförmige Tragelemente (1a, 1b; 2a, 2b; 3a, 3b), die paarweise entlang dreier sich orthogonal schneidenden Systemachsen angeordnet und lösbar mittels Nuten (Q1; Q2; Q3) in den Tragelementen zusammensteckbar sind, wobei die zueinander parallelen Tragelemente (1a, 1b; 2a, 2b; 3a, 3b) eines jeden Tragelementepaares (1, 2, 3) voneinander beabstandet angeordnet sind und zwischen sich die Tragelemente jeweils eines sich orthogonal erstreckenden Tragelementepaares aufnehmen, wobei jedes Tragelement (1a, 1b; 2a, 2b; 3a, 3b) jeweils zumindest eine Quernut (Q1; Q2; Q3) besitzt, mit der das jeweilige Tragelement mit einem anderen Tragelement zusammensteckbar ist, wobei nach Einsetzen eines letzten der sechs Tragelemente die Tragelemente (1a, 1b; 2a, 2b; 3a, 3b) von den Quernuten (Q1, Q2, Q3) relativ zueinander fixiert sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Konstruktionsknoten eines räumlichen Tragwerks, umfassend sechs stabförmige Tragelemente, die paarweise entlang dreier sich orthogonal schneidenden Systemachsen angeordnet und lösbar mittels Nuten in den Tragelementen zusammensteckbar sind.
Übliche räumliche Konstruktionsknoten benötigen mechanische Verbindungsmittel oder Klebungen bzw. Schweißungen, um räumlich miteinander verbunden zu werden, oder die Tragelemente müssen zur Erlangung des Kraftschlusses im Knoten zueinander um ihre Achsen gedreht, bzw. die Tragelementeachsen zueinander verschoben werden und können somit nicht zu räumlichen, verbindungsmittellos gefügten Systemen zusammengesetzt werden.
Aus den Schriften DD 79 430 A1 , FR 2161375 A5 und US 1,455,009 A sind Geduldsspiele bekannt, bei denen mit Auskehlungen versehene Stäbchen knotenartig zusammenfügbar sind. Dabei sind die jeweils in einer Achse verlaufenden Stäbchen mit Längsseiten aneinanderliegend angeordnet. Gemäß DD 79 430 A1 besitzen sechs in drei orthogonal angeordneten Achsen verlaufende Stäbchen jeweils unterschiedlich ausgebildete Nuten.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Konstruktionsknoten der genannten Art zu schaffen, dessen Tragelemente mit geringem Fertigungsaufwand maschinell vorgefertigt werden können und ohne Verdrehen zueinander oder axiale Längsverschiebung zu dem Konstruktionsknoten zusammengefügt werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Konstruktionsknoten gemäß Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Der vorliegend vorgeschlagene Konstruktionsknoten wird nur gesteckt. Die Achsen der Tragelemente werden beim Fügungsvorgang zu dem Konstruktionsknoten nicht zueinander verdreht oder axial verschoben. Die stabförmigen Tragelemente des Konstruktionsknotens lassen sich ohne Verschieben und Drehen um die Tragachsen kraftschlüssig zusammenfügen. Durch das Einfügen des letzten Tragelements wird die Formschlüssigkeit im Konstruktionsknoten hergestellt. Die Kraftübertragung zwischen den sechs in dem Knoten gefügten Profilen erfolgt über den Kontakt der Berührungsflächen in Nuten und kommt ohne mechanische Verbindungselemente, Klebe- oder Schweißverbindungen aus. Der zusammengesteckte Konstruktionsknoten ermöglicht die Addition von linienförmigen, durchlaufenden Tragprofilen über beliebig viele Kreuzungspunkte hinweg zu räumlichen, tragenden Strukturen.
Die Tragelemente für den Knoten können mit geringem Fertigungsaufwand maschinell vorgefertigt werden und benötigen zur Fixierung in der Montage kein Werkzeug. Die Fügung des Konstruktionsknotens ist vorteilhafterweise zerstörungsfrei wieder lösbar.
Mehrere Konstruktionsknoten können additiv zu tragenden Raumgittern und zu unverschieblichen, räumlichen Konstruktionen zusammengesetzt werden.
Die Tragelemente werden vorteilhafterweise über Nuten in den Profilen zusammengesteckt und ggf. wieder zerstörungsfrei gelöst.
Die Nutenbreite kann vorteilhafterweise der Dicke der zu fügenden Profile entsprechen.
Der Knoten kann aus verschiedenen Materialien gefertigt werden.
In den Zeichnungen zeigen:
1: einen Konstruktionsknoten gemäß einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung, wobei das Zusammenfügen der Tragelemente des Konstruktionsknotens in verschiedenen Schritten dargestellt ist,
2: eine perspektivische Explosionsdarstellung des Konstruktionsknotens und der den Konstruktionsknoten bildenden Tragelementepaare, und
3: ein aus mehreren Konstruktionsknoten additiv zusammengesetztes Raumsystem.
Wie 1 zeigt, umfasst der Konstruktionsknoten eines räumlichen Tragwerks T sechs stabförmige Tragelemente 1a, 1b; 2a, 2b; 3a, 3b, die paarweise entlang dreier sich orthogonal schneidenden Systemachsen angeordnet und lösbar mittels Nuten in den Tragelementen zusammensteckbar sind.
Die Tragelemente 1a, 1b; 2a, 2b; 3a, 3b eines jeden Tragelementepaares 1, 2, 3 sind voneinander beabstandet angeordnet und nehmen zwischen sich die Tragelemente jeweils eines sich orthogonal erstreckenden Tragelementepaares auf.
Die Tragelemente 1a, 1b eines ersten, vorzugsweise mit der Längsachse stehend angeordneten Tragelementepaares 1 besitzen auf einander zugewandten Seiten jeweils eine Quernut Q1, die Tragelemente 2a, 2b eines zweiten, vorzugsweise mit der Längsachse liegend angeordneten Tragelementepaares 2 besitzen auf einander zugewandten Seiten jeweils zwei voneinander beabstandete Quernuten Q2 zur Aufnahme der Tragelemente 1a, 1b des ersten Tragelementepaares 1, und die Tragelemente 3a, 3b eines dritten, vorzugsweise ebenfalls mit der Längsachse liegend angeordneten Tragelementepaares 3 besitzen unterschiedlich gestaltete Quernuten Q3.
Eines der Tragelemente 3a des dritten Tragelementepaares weist auf einer dem anderen Tragelement 3b des dritten Tragelementepaares zugewandten Seite zwei voneinander beabstandete Quernuten Q3a zur Aufnahme der Tragelemente 2a, 2b des zweiten Tragelementepaares 2 auf und ist in den Quernuten Q1 der Tragelemente 1a, 1b des ersten Tragelementepaares 1 aufgenommen, während das andere Tragelement 3b des dritten Tragelementepaares 3 auf gegenüberliegenden Seiten jeweils eine Quernut Q3b zur Aufnahme der Tragelemente 1a, 1b des ersten Tragelementepaares 1 aufweist.

Claims

Konstruktionsknoten (k) einer räumlich tragenden Struktur (T), umfassend sechs stabförmige Tragelemente (1a, 1b; 2a, 2b; 3a, 3b), die paarweise entlang dreier sich orthogonal schneidenden Systemachsen angeordnet und lösbar mittels Nuten (Q1; Q2; Q3) in den Tragelementen zusammensteckbar sind, wobei die zueinander parallelen Tragelemente (1a, 1b; 2a, 2b; 3a, 3b) eines jeden Tragelementepaares (1, 2, 3) voneinander beabstandet angeordnet sind und zwischen sich die Tragelemente jeweils eines sich orthogonal erstreckenden Tragelementepaares aufnehmen, wobei jedes Tragelement (1a, 1b; 2a, 2b; 3a, 3b) jeweils zumindest eine Quernut (Q1; Q2; Q3) besitzt, mit der das jeweilige Tragelement mit einem anderen Tragelement zusammensteckbar ist, wobei nach Einsetzen eines letzten der sechs Tragelemente die Tragelemente (1a, 1b; 2a, 2b; 3a, 3b) von den Quernuten (Q1, Q2, Q3) relativ zueinander fixiert sind.
Konstruktionsknoten (k) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Tragelemente (1a, 1b) eines ersten, vorzugsweise stehend angeordneten Tragelementepaares (1) auf einander zugewandten Seiten jeweils eine Quernut (Q1) besitzen, die Tragelemente (2a, 2b) eines zweiten, vorzugsweise liegend angeordneten Tragelementepaares (2) auf einander zugewandten Seiten jeweils zwei voneinander beabstandete Quernuten (Q2) zur Aufnahme der Tragelemente (1a, 1b) des ersten Tragelementepaares (1) besitzen, und die Tragelemente (3a, 3b) eines dritten, vorzugsweise liegend angeordneten Tragelementepaares (3) unterschiedlich gestaltete Quernuten (Q3) besitzen, wobei eines der Tragelemente (3a) des dritten Tragelementepaares auf einer dem anderen Tragelement (3b) des dritten Tragelementepaares zugewandten Seite zwei voneinander beabstandete Quernuten (Q3a) zur Aufnahme der Tragelemente (2a, 2b) des zweiten Tragelementepaares (2) aufweist und in den Quernuten (Q1) der Tragelemente (1a, 1b) des ersten Tragelementepaares (1) aufgenommen ist, während das andere Tragelement (3b) des dritten Tragelementepaares (3) auf gegenüberliegenden Seiten jeweils eine Quernut (Q3b) zur Aufnahme der Tragelemente (1a, 1b) des ersten Tragelementepaares (1) aufweist.
Konstruktionsknoten (k) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das genannte andere Tragelement (3b) des dritten Tragelementepaares (3) eine dritte Quernut (Q3c) aufweist, die auf der dem zugehörigen Tragelement (3a) des genannten dritten Tragelementepaares (3) zugewandten Seite ausgebildet und zur Aufnahme der beiden Tragelemente (2a, 2b) des zweiten Tragelementepaares (2) vorgesehen ist.
Konstruktionsknoten (k) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei alle Tragelemente (1a, 1b; 2a, 2b; 3a, 3b) jeweils einen rechteckigen Querschnitt besitzen, wobei die Tragelemente eines jeden Tragelementepaares einander mit Flachseiten zugewandt sind.
Konstruktionsknoten (k) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Tragelemente (1a, 1b; 2a, 2b; 3a, 3b) frei von mechanischen Verbindungsmitteln und frei von Klebungen oder Schweißungen allein formschlüssig durch die Quernuten zusammengefügt sind.
Verwendung des Konstruktionsknotens (k) nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Bildung einer räumlich tragenden Struktur (T) umfassend mehrere, voneinander beabstandete Konstruktionsknoten (K) und durch mehrere Konstruktionsknoten (k) durchlaufende Tragelemente.