DE102011119271A1

DE102011119271A1 - Verbindungselement und Raumgitter

Info

Publication number: DE102011119271A1
Application number: DE201110119271
Authority: DE
Inventors: Sarah Evelyn Junghans; Maria-Natascha Jost
Original assignee: Individual
Current assignee: KLEIN, SARAH EVELYN, DE; Korn Maria-Natascha De
Priority date: 2011-11-24
Filing date: 2011-11-24
Publication date: 2013-05-29
Anticipated expiration: 2031-11-25
Also published as: DE102011119271B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verbindungselement und ein zwei- oder dreidimensionales Raumgitter. Um ein neues Verbindungselement zu schaffen, das es ermöglicht, mit Stäben von quadratischem Querschnitt ohne zusätzliche Knotenverbindungselemente zwei- oder dreidimensionale Raumgitter zu errichten, wird im Rahmen der Erfindung vorgeschlagen, daß das Verbindungselement im Wesentlichen L-förmig ausgebildet sind, wobei beide Schenkel des L im Wesentlichen gleiche Dimensionen aufweisen. Es hat sich im Rahmen der Erfindung überraschend gezeigt, daß mit einem derartigen Verbindungselement alle relevanten zwei- oder dreidimensionalen Knotenpunkte (zwei- und dreidimensionale Wandknoten sowie Eckknoten) ausgebildet werden können, die für ein Raumgitter erforderlich sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verbindungselement und ein zwei- oder dreidimensionales Raumgitter.
Aus der DE 197 30 776 A1 ist ein Fachwerkstab und ein hiermit zusammengesetztes Fachwerk flächiger oder räumlicher Dimension bekannt, welches ohne zusätzliche Knotenverbindungselemente auskommt. Hierfür ist jedes Ende eines im Querschnitt gleichseitig dreieckigen Stabes zur Achse des Stabes schräg geneigt, so daß die dadurch entstehende Auflage auf eine Seitenfläche eines anschließenden Stabes aufgesetzt und mit diesem verbunden werden kann. Allerdings sind im Querschnitt dreieckige Stäbe aufwendig in der Herstellung und daher teuer.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neues Verbindungselement zu schaffen, das es ermöglicht, mit Stäben von quadratischem Querschnitt ohne zusätzliche Knotenverbindungselemente zwei- oder dreidimensionale Raumgitter zu errichten.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Verbindungselement im Wesentlichen L-förmig ausgebildet ist, wobei beide Schenkel des L im Wesentlichen gleiche Dimensionen aufweisen.
Es hat sich im Rahmen der Erfindung überraschend gezeigt, daß mit einem derartigen Verbindungselement alle relevanten zwei- oder dreidimensionalen Knotenpunkte (zwei- und dreidimensionale Wandknoten sowie Eckknoten) ausgebildet werden können, die für einen dreidimensionalen Raum erforderlich sind.
Die Verbindungselemente können beispielsweise durch Verkleben miteinander verbunden werden.
Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß mechanische Verbindungsmittel zum Verbinden der Verbindungselemente vorgesehen sind.
In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, daß als Verbindungsmittel jeweils zwei symmetrisch angeordnete Gewindebohrungen auf den beiden gleich orientierten Flächen des Verbindungselementes sowie zwei symmetrisch angeordnete Durchgangsbohrungen durch die dazwischen liegende Fläche vorgesehen sind.
In diesem Fall können die Verbindungselemente mittels Schrauben, die durch die Durchgangsbohrungen gesteckt werden und in deren Gewinde in die Gewindebohrungen eintritt, miteinander verbunden werden.
Eine Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß mindestens ein freies Ende eines Stabes mit quadratischem Querschnitt als erfindungsgemäßes Verbindungselement ausgebildet ist.
Hierzu wird das freie Ende (bzw. die freien Enden) eines Stabes durch Abtrennen eines rechteckigen Elementes stufenförmig ausgebildet. In diesem Falle bestehen das Verbindungselement und der Stab aus dem gleichen Werkstoff. Vorzugsweise sind die Verbindungselemente spiegelsymmetrisch an dem Stab angeordnet, wobei in bestimmten Fällen auch eine rotationssymmetrische Anordnung zweckmäßig ist.
Eine andere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß ein erfindungsgemäßes Verbindungselement mit mindestens einem freien Ende eines Stabes mit quadratischem Querschnitt verbunden ist.
Bei dieser Ausgestaltung wird ein Verbindungselement (bzw. zwei Verbindungselemente) auf die freien Enden eines Stabes aufgebracht und mit diesem verbunden, wobei der Werkstoff des Verbindungselementes und derjenige des Stabes sowohl gleich als auch unterschiedlich sein können.
Bei dieser zweiten Ausgestaltung kann die Verbindung zwischen Verbindungselement und Stab als Klebeverbindung ausgebildet sein.
Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß zur Verbindung zwischen dem Verbindungselement und dem Stab Gewindestangen vorgesehen sind.
Die Gewindestangen können sowohl an dem Verbindungselement angeordnet sein und in Bohrungen des Stabes eingeführt werden als auch an dem Stab angeordnet sein und in eine Bohrung an der Unterseite des Verbindungselementes eingeführt werden.
Weiterhin ist es vorteilhaft, daß kubische Abschlußelemente mit einer Kantenlänge, die der Hälfte der Kantenlänge des Verbindungselementes entspricht, vorgesehen sind.
Diese kubischen Abschlußelemente, von denen für jeden Knoten maximal zwei benötigt werden, können zum Ergänzen eines Knotenpunktes zu einem Kubus verwendet werden.
Es ist zur Erfindung gehörig, daß die Abschlußelemente eine zentrale Durchgangsbohrung aufweisen.
Schließlich liegt auch ein zwei- oder dreidimensionales Raumgitter, das mit erfindungsgemäßen Verbindungselementen erstellt wurde, im Rahmen der Erfindung.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen
1a bis c einen Stab mit zwei erfindungsgemäßen Verbindungselementen in Gesamtansicht, Detailansicht sowie die Darstellung der Verbindung zwischen Verbindungselement und Stab,
2a und b die Ausbildung eines zweidimensionalen Wandknotens mit erfindungsgemäßen Verbindungselementen,
3a und b die Ausbildung eines Eckknotens mit erfindungsgemäßen Verbindungselementen,
4a und b die Ausbildung einer Vierstabverbindung mit erfindungsgemäßen Verbindungselementen,
5 ein Raumgitter, das mit erfindungsgemäßen Verbindungselementen erstellt wurde.
Wie aus 1 ersichtlich, ist das Verbindungselement 1 im Wesentlichen L-förmig ausgebildet wobei beide Schenkel des L im Wesentlichen gleiche Dimensionen aufweisen. Es liegt somit ein stufenförmiges Verbindungselement 1 vor. Vorzugsweise sind zwei Verbindungselemente 1 spiegelsymmetrisch an den freien Enden eines Stabes 2 angeordnet, wie in 1a dargestellt.
Es ist sowohl möglich, daß mindestens ein freies Ende eines Stabes 2 mit quadratischem Querschnitt als erfindungsgemäßes Verbindungselement 1 ausgebildet ist oder daß ein erfindungsgemäßes Verbindungselement 1 mit mindestens einem freien Ende eines Stabes 2 mit quadratischem Querschnitt verbunden ist, wie dies in 1c mittels zweier Gewindestangen 3, die an dem Verbindungselement 1 befestigt sind und die in entsprechende Bohrungen 4 des Stabes 2 eingreifen, dargestellt ist.
Die Verbindungselemente 1 können miteinander sowohl durch Kleben als auch durch mechanische Verbindungsmittel verbunden werden. In den vorliegenden Ausführungsbeispielen ist eine mechanische Verbindung dargestellt. Hierfür sind als Verbindungsmittel jeweils zwei symmetrisch angeordnete Gewindebohrungen 5 auf den beiden gleich orientierten Flächen 6, 7 des Verbindungselementes 1 (den beiden „Stufen” des Verbindungselementes 1) sowie zwei symmetrisch angeordnete Durchgangsbohrungen 8 durch die dazwischen liegende Fläche 9 vorgesehen sind.
Das so ausgebildete Verbindungselement 1 kann, wie nachfolgend erläutert, zur Ausbildung verschiedener Knoten verwendet werden.
Die 2a und 2b zeigen einen zweidimensionalen Wandknoten, der vier Stäbe 2 miteinander verbindet. Jeweils zwei horizontal bzw. vertikal aneinanderstoßende Stäbe 2 werden so ausgerichtet, daß die Verbindungselemente 1 an deren freien Enden ineinandergreifen, wobei die vier obersten „Stufen” 10 der Verbindungselemente 1 zusammen einen Kubus bilden.
Durch die Durchgangsbohrungen 8 werden Schrauben 11 geführt, deren Gewinde in Muttern 12 eingreifen, welche auf der dem Schraubenkopf gegenüberliegenden Seite angeordnet sind. Vorzugsweise weisen die Durchgangsbohrungen 8 Senkbohrungen zur Aufnahme der Köpfe der Schrauben 11 und der Muttern 12 auf.
Die 3a und 3b zeigen einen Eckknoten, der in entsprechender Weise ausgebildet wird. Da hier nur drei Verbindungselemente 1 ineinandergreifen, kommen noch zwei kubische Abschlußelemente 13 mit einer Kantenlänge, die der Hälfte der Kantenlänge des Verbindungselementes 1 entspricht, zur Anwendung. Die Abschlußelemente 13 weisen eine zentrale Durchgangsbohrung auf, so daß sich die Schrauben 11 ebenfalls durch diese erstrecken können.
Die 4a und 4b zeigen eine Vierstabverbindung, wobei drei Stäbe 2 in einer Ebene angeordnet sind und der vierte Stab 2 dazu senkrecht angeordnet ist. Bei dieser Vierstabverbindung werden die Schrauben 11 in die Gewindebohrungen 5 des Verbindungselementes 1 eingebracht.
5 zeigt schließlich ein mit erfindungsgemäßen Verbindungselementen 1 erstelltes dreidimensionales Raumgitter. Alle dort auftretenden Knotenpunkte können mit den Verbindungselementen 1 einfach und schnell erstellt werden.
Die Verbindungselemente 1 können aus beliebigen Werkstoffen hergestellt werden, wobei sich Metalle, insbesondere Stahl und Gußeisen, Kunststoffe und Holz besonders eignen.
Sie können beispielsweise im Bauwesen, im Möbelbau, im Modellbau, im Maschinenbau und als Spielzeug verwendet werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 19730776 A1 [0002]

Claims

Verbindungselement, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement (1) im Wesentlichen L-förmig ausgebildet ist, wobei beide Schenkel des L im Wesentlichen gleiche Dimensionen aufweisen.
Verbindungselement gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mechanische Verbindungsmittel (5, 8, 11, 12) zum Verbinden der Verbindungselemente (1) vorgesehen sind.
Verbindungselement gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Verbindungsmittel jeweils zwei symmetrisch angeordnete Gewindebohrungen (5) auf den beiden gleich orientierten Flächen (6, 7) des Verbindungselementes (1) sowie zwei symmetrisch angeordnete Durchgangsbohrungen (8) durch die dazwischen liegende Fläche (9) vorgesehen sind.
Verbindungselement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein freies Ende eines Stabes (2) mit quadratischem Querschnitt als erfindungsgemäßes Verbindungselement (1) ausgebildet ist.
Verbindungselement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein erfindungsgemäßes Verbindungselement (1) mit mindestens einem freien Ende eines Stabes (2) mit quadratischem Querschnitt verbunden ist.
Verbindungselement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbindung zwischen dem Verbindungselement (1) und dem Stab (2) Gewindestangen (3) vorgesehen sind.
Verbindungselement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß kubische Abschlußelemente (13) mit einer Kantenlänge, die der Hälfte der Kantenlänge des Verbindungselementes (1) entspricht, vorgesehen sind.
Verbindungselement gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschlußelemente (13) eine zentrale Durchgangsbohrung (8) aufweisen.
Zwei- oder dreidimensionales Raumgitter, erstellt mit Verbindungselementen (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8.