DE102011119271B4

DE102011119271B4 - Verbindungssystem und Raumgitter

Info

Publication number: DE102011119271B4
Application number: DE102011119271.2A
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: 2017-05-24
Anticipated expiration: 2031-11-25
Also published as: DE102011119271A1

Abstract

Verbindungssystem, bestehend aus
• im Wesentlichen L-förmig ausgebildeten Verbindungselementen (1), wobei die Länge, Breite und Höhe der Verbindungselemente im Wesentlichen gleich groß ist, und
• mechanischen Verbindungsmitteln (5, 8, 11, 12) zum Verbinden der Verbindungselemente (1), die als jeweils zwei Gewindebohrungen (5) auf zwei gleich orientierten Flächen (6, 7) des Verbindungselementes (1) sowie zwei Durchgangsbohrungen (8) durch die dazwischen liegende Fläche (9) jeweils symmetrisch zur Mittelsenkrechten zur Mittellängsachse der jeweiligen Fläche angeordnet ausgestaltet sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verbindungssystem und ein Raumgitter.
Aus der DE 197 30 776 A1 sind 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.
Die DE 20 2007 011 071 U1 beschreibt eine Knotenverbindung zur Verbindung von Plattenelementen und/oder Rahmenelementen, die an den zu verbindenden Stoßfugen entlang einer Verbindungslinie eine Profilierung aufweisen, wobei die Knotenverbindung Knotenstecker beinhaltet, die durch rotationssymmetrische Profilabschnitte gebildet werden, wobei die Knotenstecker in Einschnitte oder Aussparungen, die in den Plattenelementen und/oder Rahmenelementen in Richtung der Verschiebungslinie angeordnet sind, gesteckt werden.
Aus der DE 20 2007 016 562 U1 ist ein Verbinder für Metallrohre mit einem ersten Verbindungsabschnitt und einem zweiten Verbindungsabschnitt bekannt, die jeweils zur Ausbildung einer Preßpassung einen mit Bezug auf die jeweilige Innenkontur der miteinander zu verbindenden Metallrohre auf Übermaß ausgebildeten Paßabschnitt aufweisen und die aus Holz oder einem Holzwerkstoff gebildet sind.
Ein Verbindungsknoten für Baukonstruktionen, der an wenigstens zwei Seiten je ein Verbindungselement in Form eines Zapfens aufweist, ist aus der DE 296 01 355 U1 bekannt.
Aus der US 2011/0194892 A1 ist ein hexagonaler Adapter mit einem Grundkörper bekannt, der Bohrungen aufweist, die mit Gewinden versehen sind. Über Verbindungselemente kann dieser Adapter mit anderen Elementen verbunden werden.
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 durch ein Verbindungssystem, bestehend aus

• im Wesentlichen L-förmig ausgebildeten Verbindungselementen, wobei die Länge, Breite und Höhe der Verbindungselemente im Wesentlichen gleich groß ist, und
• mechanischen Verbindungsmitteln zum Verbinden der Verbindungselemente, die als jeweils zwei Gewindebohrungen auf zwei gleich orientierten Flächen des Verbindungselementes sowie zwei Durchgangsbohrungen durch die dazwischen liegende Fläche jeweils symmetrisch zur Mittelsenkrechten zur Mittellängsachse der jeweiligen Fläche angeordnet ausgestaltet sind

Ebenfalls wird die Aufgabe durch ein Verbindungssystem, bestehend aus

• im Wesentlichen L-förmig ausgebildeten Verbindungselementen, wobei die Länge, Breite und Höhe der Verbindungselemente im Wesentlichen gleich groß ist,
• mechanischen Verbindungsmitteln zum Verbinden der Verbindungselemente, die als jeweils zwei Gewindebohrungen auf zwei gleich orientierten Flächen des Verbindungselementes sowie zwei Durchgangsbohrungen durch die dazwischen liegende Fläche jeweils symmetrisch zur Mittelsenkrechten zur Mittellängsachse der jeweiligen Fläche angeordnet ausgestaltet sind und
• kubischen Abschlußelementen mit einer Kantenlänge, die der Hälfte einer Kantenlänge des Verbindungselementes entspricht,

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.
Gemäß der vorliegenden Erfindung können die Verbindungselemente mittels Schrauben, die durch die Durchgangsbohrungen gesteckt werden und in deren Gewinde in die Gewindebohrungen eintreten, miteinander verbunden werden. Die Verbindungselemente können beispielsweise auch durch Verkleben 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 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.

Claims

Verbindungssystem, bestehend aus • im Wesentlichen L-förmig ausgebildeten Verbindungselementen (1), wobei die Länge, Breite und Höhe der Verbindungselemente im Wesentlichen gleich groß ist, und • mechanischen Verbindungsmitteln (5, 8, 11, 12) zum Verbinden der Verbindungselemente (1), die als jeweils zwei Gewindebohrungen (5) auf zwei gleich orientierten Flächen (6, 7) des Verbindungselementes (1) sowie zwei Durchgangsbohrungen (8) durch die dazwischen liegende Fläche (9) jeweils symmetrisch zur Mittelsenkrechten zur Mittellängsachse der jeweiligen Fläche angeordnet ausgestaltet sind.
Verbindungssystem, bestehend aus • im Wesentlichen L-förmig ausgebildeten Verbindungselementen (1), wobei die Länge, Breite und Höhe der Verbindungselemente im Wesentlichen gleich groß ist, • mechanischen Verbindungsmitteln (5, 8, 11, 12) zum Verbinden der Verbindungselemente (1), die als jeweils zwei Gewindebohrungen (5) auf zwei gleich orientierten Flächen (6, 7) des Verbindungselementes (1) sowie zwei Durchgangsbohrungen (8) durch die dazwischen liegende Fläche (9) jeweils symmetrisch zur Mittelsenkrechten zur Mittellängsachse der jeweiligen Fläche angeordnet ausgestaltet sind, und • kubischen Abschlußelementen (13) mit einer Kantenlänge, die der Hälfte einer Kantenlänge des Verbindungselementes (1) entspricht.
Verbindungssystem gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein freies Ende eines Stabes (2) mit quadratischem Querschnitt als erfindungsgemäßes Verbindungselement (1) ausgebildet ist.
Verbindungssystem gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein erfindungsgemäßes Verbindungselement (1) mit mindestens einem freien Ende eines Stabes (2) mit quadratischem Querschnitt verbunden ist.
Verbindungssystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbindung zwischen dem Verbindungselement (1) und dem Stab (2) Gewindestangen (3) vorgesehen sind.
Verbindungselement gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschlußelemente (13) eine zentrale Durchgangsbohrung (8) aufweisen.
Zwei- oder dreidimensionales Raumgitter, erstellt mit einem Verbindungssystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6.