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Die Erfindung betrifft ein Verbindungssystem für ein Tragwerk umfassend ein Verbindungselement, das mindestens einen ersten Magneten aufweist, und ein mit dem Verbindungselement zusammenwirkendes Gegenelement, das mindestens einen Gegenpol mit mindestens einem zweiten Magneten und/oder mindestens einen zumindest bereichsweise magnetisierbaren Gegenpol umfasst, wobei das Verbindungselement (2, 102) und/oder das Gegenelement (3, 103) in einer Weise ausgebildet sind, dass zumindest in einem gekoppelten Zustand durch eine relative Verdrehung von Verbindungselement (2, 102) und Gegenelement (3, 103) und/oder Teilen davon um eine Längsachse (L) des Verbindungssystems (1) eine Position des mindestens einen ersten Magneten (23, 24) relativ zu dem mindestens einen Gegenpol in Richtung der Längsachse (L) und/oder senkrecht dazu zumindest teilweise variierbar ist, wobei das Verbindungselement (2, 102) und das Gegenelement (3, 103) korrespondierende Kontaktflächen mit jeweils mindestens einem exzentrisch zur Längsachse (L) angeordneten Extremum in Richtung der Längsachse (L) aufweisen. Die Erfindung betrifft weiter ein Tragwerk mit Streben mit einem erfindungsgemäßen Verbindungssystem und ein Verfahren zum Aufbau oder Abbau eines Tragwerks mittels eines erfindungsgemäßen Verbindungssystems.
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Ein Tragwerk mit einem Verbindungssystem der eingangs genannten Art ist beispielsweise aus
DE 196 52 969 C1 bekannt. Das Tragwerk findet beispielsweise im Bereich des Messebaus und im Regalbau Verwendung. Das Verbindungssystem ist als Steckverbindungssystem gestaltet. Bei diesem Steckverbindungssystem können durch die Steckverbindung zwischen Streben und Verbindungsknoten hohe Kräfte aufgenommen werden, wobei gleichzeitig durch die magnetischen Kräfte eine hohe Sicherheit gegen ein versehentliches Lösen der Verbindung gegeben ist. Zum willentlichen Lösen der Verbindung sind jedoch vergleichsweise hohe Kräfte erforderlich.
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Aus der Übersetzung
DE 602 11 412 T2 der europäischen Patentschrift
EP 1 249 551 B1 ist ein gattungsgemäßes Tragwerk mit Streben und Verbindungsknoten bekannt.
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Weiterer Stand der Technik ist aus der
US 3,516,697 und der
US 2003/0180090 A1 bekannt.
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verbindungssystem für ein Tragwerk, ein Tragwerk und ein Verfahren zum Aufbau und Abbau eines Tragwerks zu schaffen, welche eine Handhabung für einen Auf- und Abbau, insbesondere ein Lösen der Verbindung, erleichtern.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verbindungssystem mit den Merkmalen von Anspruch 1.
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Das Tragwerk umfasst ein Verbindungselement, das mindestens einen ersten Magneten aufweist, und ein mit dem Verbindungselement zusammenwirkendes Gegenelement, das mindestens einen Gegenpol mit mindestens einem zweiten Magneten und/oder mindestens einen zumindest bereichsweise magnetisierbaren Gegenpol umfasst, wobei das Verbindungselement und/oder das Gegenelement in einer Weise ausgebildet sind, dass zumindest in einem gekoppelten Zustand durch eine relative Verdrehung von Verbindungselement und Gegenelement und/oder Teilen davon um die Längsachse eine Position des mindestens einen ersten Magneten relativ zu dem mindestens einen Gegenpol in Richtung der Längsachse und/oder senkrecht dazu zumindest teilweise variierbar ist.
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Als Längsachse des Verbindungssystems wird eine Achse bezeichnet, entlang welcher die Elemente für eine Verbindung bewegt werden.
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Als magnetisierbares Material wird im Zusammenhang mit der Anmeldung ein ferrimagnetisches oder ferromagnetisches Material bezeichnet. Als Magnet wird im Zusammenhang mit der Anmeldung ein Dauermagnet oder Permanentmagnet aus einem magnetisierten Material bezeichnet, welcher sein statisches Magnetfeld behält.
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Das magnetische Feld des Magneten übt auf den Gegenpol eine Anziehungskraft aus, welche als Haltekraft bezeichnet wird. Die auf den Gegenpol einwirkende Haltekraft ist unter anderem abhängig von dessen Abstand zu dem Magneten. Erfindungsgemäß sind das Verbindungselement und/oder das Gegenelement so ausgebildet, dass durch eine relative Verdrehung von Verbindungselement und Gegenelement und/oder Teilen davon eine Position des Magneten relativ zu dem Gegenpol in Richtung der Längsachse und/oder senkrecht dazu zumindest teilweise variierbar ist, sodass sich die auf das Gegenelement ausgeübte Haltekraft ändert.
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Das Verbindungssystem ist für ein Tragwerk umfassend miteinander verbindbare Streben und/oder Verbindungsknoten und Streben geeignet und bestimmt. Es ermöglicht ein schnelles, werkzeugloses Verbinden der Bauteile. Dabei können Magneten mit hoher Haltekraft für eine hohe Sicherheit der Verbindung eingesetzt werden, da trotz der hohen Haltekräfte, insbesondere in Richtung der Längsachse, ein schnelles und einfaches Lösen der Verbindung zwischen Streben und Verbindungsknoten durch Verdrehen des Verbindungselements und/oder des Gegenelements um die Längsachse möglich ist. Das Verbindungssystem ist daher insbesondere für Systeme geeignet, welche in kurzer Zeit und/oder häufig verändert, aufgebaut oder demontiert werden sollen, wie beispielsweise Messebauten.
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In einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Verbindungselement und das Gegenelement Stellelemente zum Umwandeln einer Drehbewegung des Verbindungselements und/oder Gegenelements und/oder Teilen davon um die Längsachse in eine Verschiebung des mindestens einen ersten Magneten relativ zu dem mindestens einen Gegenpol in Richtung der Längsachse L und/oder senkrecht aufweisen. Der mindestens eine erste Magnet und/oder der mindestens eine Gegenpol sind dabei in einer Ausgestaltung rotationssymmetrisch zur Längsachse angeordnet und/oder aufgebaut. Die Stellelemente umfassen in einer Ausgestaltung ein Schraubgetriebe.
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In einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Verbindungselement und das Gegenelement korrespondierende Kontaktflächen mit jeweils mindestens einem exzentrisch zur Längsachse angeordneten Extremum in Richtung der Längsachse aufweisen. Das Verbindungselement und das Gegenelement berühren einander an den Kontaktflächen. Als Extrema werden Bereiche der Kontaktfläche mit einer maximalen oder einer minimalen Erstreckung in Richtung der Längsachse bezeichnet.
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Durch die relative Verdrehung können Extrema in Deckung oder außer Deckung gebracht werden, sodass je nach relativer Lage der Extrema ein Abstand zwischen dem mindestens einen ersten Magneten und dem Gegenpol in Richtung der Längsachse verändert wird. Die Extrema wirken auch als Stellelemente, mittels welcher eine Drehbewegung des Verbindungselements und/oder des Gegenelements und/oder Teilen davon um die Längsachse in eine Verschiebung des mindestens einen ersten Magneten relativ zu dem mindestens einen Gegenpol in Richtung der Längsachse L und/oder senkrecht dazu bewirkt wird. Die Kontaktflächen sind in einer Ausgestaltung an Planseiten des ersten Magneten und des Gegenpols angeordnet. In vorteilhaften Ausgestaltungen sind die Kontaktflächen des Verbindungselements und des Gegenelements getrennt von dem ersten Magneten und dem Gegenpol angeordnet. Die Kontaktflächen sind vorzugsweise so angeordnet, dass sie den ersten Magneten und/oder den Gegenpol umschließen. Sie weisen hierfür in vorteilhaften Ausgestaltungen einen kreisringförmigen Querschnitt auf. Die Kontaktflächen sind so gestaltet, dass sie bei einem Verdrehen aneinander abgleiten. Eine Ebene senkrecht zur Längsachse wird als Kontaktebene bezeichnet. In einer Ausgestaltung liegen die Kontaktflächen jeweils zumindest annähernd in einer schrägen Ebene bezüglich der Kontaktebene.
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In vorteilhaften Ausgestaltungen weisen die Kontaktflächen zueinander korrespondierende umlaufende Profilierungen mit mindestens einer Erhebung und mindestens einer Vertiefung auf. Als umlaufende Verbindung wird eine sich in Umfangsrichtung fortsetzende Profilierung bezeichnet. Für ein vollständiges Verbinden von Verbindungselement und Gegenelement greift die Erhebung, auch als Nocke bezeichnet, in die zugehörige Vertiefung. Ein Abstand zwischen einander zugewandten Oberflächen des Magneten und des Gegenpols ist bei einem vollständigen Verbinden minimal, vorzugsweise Null. Trifft die Erhebung oder Nocke bei einem Verbinden auf einen anderen Bereich als die Vertiefung, so verhindert der Kontakt ein vollständiges Verbinden und es verbleibt ein Spalt zwischen den einander zugewandten Oberflächen des Magneten und des Gegenpols bzw. wird ein bei einem vollständigen Verbinden vorhandener Spalt vergrößert. Durch die Profilierung ist auch sichergestellt, dass nur geeignete Elemente miteinander verbunden werden. Die Form der Profilierung ist durch den Fachmann in Abhängigkeit eines gewünschten Versatzes und/oder eines Gleitverhaltens geeignet wählbar. Vorzugsweise sind die Profilierungen jeweils mit alternierenden Erhebungen und Vertiefungen versehen. In einer Ausgestaltung ist ein Sägezahnprofil an den Kontaktflächen vorgesehen. Dadurch ist eine Drehung um die Längsachse nur in einer Richtung möglich, wobei in die andere Richtung Kräfte übertragbar sind.
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In vorteilhaften Ausgestaltungen sind die Profilierungen als Wellenprofil gestaltet. Als Wellenprofil werden Profilierungen mit mindestens einer Erhebung und mindestens einer Vertiefung bezeichnet, wobei die Übergänge zu den Flanken kontinuierlich und/oder abgerundet sind. In vorteilhaften Ausgestaltungen weist das Wellenprofil einen zumindest annähernd sinusförmigen Verlauf auf.
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Alternativ oder zusätzlich ist in einer weiteren Ausgestaltung vorgesehen, dass der mindestens eine erste Magnet und/oder der mindestens eine Gegenpol rotationsasymmetrisch zur Längsachse gestaltet und/oder exzentrisch zur Längsachse an dem Verbindungselement bzw. dem Gegenelement angeordnet sind. Die rotationsasymmetrische Gestaltung ist in einer Ausgestaltung durch an den einander zugewandten Oberflächen des Magneten und/oder des Gegenpol vorgesehene Trennelemente aus einem nicht magnetisierbaren Material erzielt. Die Trennelemente sind in einer Ausgestaltung als Beschichtung realisiert. Beispielsweise sind in einer Ausgestaltung an den einander zugewandten Oberflächen des Magneten und/oder des Gegenpols mit einem kreisförmigen Querschnitt segmentförmige Trennelemente und segmentförmige Wirkbereiche alternierend angeordnet. Durch die rotationsasymmetrische und/oder exzentrische Anordnung werden bei einer Verdrehung der Elemente relativ zueinander der Magnet und der Gegenpol bzw. deren Wirkbereiche senkrecht zur Längsachse verlagert. Dadurch ist es beispielsweise möglich, den Gegenpol bzw. dessen Wirkbereich in einen Bereich zu bringen, welcher nicht oder nur geringfügig von den Feldlinien des Magneten durchdrungen wird. Der mindestens eine erste Magnet und/oder der mindestens eine Gegenpol sind dabei in einer Ausgestaltung drehbar um die Längsachse in dem Verbindungselement bzw. dem Gegenelement gelagert.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Verbindungselement und das Gegenelement an den im gekoppelten Zustand einander zugewandte Seiten jeweils zwei Magnetpole aufweisen. Die Magnetpole sind vorzugsweise beide exzentrisch zu der Längsachse angeordnet. Durch ein Verdrehen verlaufen die magnetischen Feldlinien nur noch teilweise durch den jeweils zugeordneten Magneten des anderen Elements. Vorzugsweise weisen das Verbindungselement und das Gegenelement zwei ungleichnamige Magnetpole auf, wobei durch Verdrehen gleichnamige Magnetpole an dem Verbindungselement und dem Gegenelement in Deckung gebracht werden können, sodass sie einander abstoßen. Dadurch wird die Magnetkraft zum Lösen unterstützend verwendet.
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Das Verbindungssystem ist vorzugsweise ein Steckverbindungssystem, wobei das Verbindungselement und das Gegenelement zumindest teilweise ineinander steckbar gestaltet sind. Eine Steckbewegung erfolgt entlang der Längsachse. Das Verbindungselement und das Gegenelement sind dabei insbesondere mit einer Buchse und einem Stift gestaltet.
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Die Aufgabe wird weiter gelöst durch ein Tragwerk mit Streben, wobei eine Verbindung zwischen Endbereichen zweier Streben und/oder zwischen Endbereichen der Streben und Verbindungsknoten ein erfindungsgemäßes Verbindungssystem umfasst. Zwei Streben sind zum Aufbau einer langen Strebe direkt oder mittels Verbindungsknoten verbindbar. Die Streben und ggf. die Verbindungsknoten sind je nach Anforderung mit Verbindungselementen oder Gegenelementen gestaltet. Beispielsweise sind in einer Ausgestaltung die Streben als Verbindungselemente gestaltet, wobei jeweils ein Endbereich der Streben zur Aufnahme des mindestens einen ersten Magneten gestaltet ist. In einer anderen Ausgestaltung sind die Verbindungsknoten als Verbindungselemente gestaltet. Die Form der Verbindungsknoten ist dabei je nach Anforderung geeignet wählbar.
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In einer Ausgestaltung weisen die Streben mindestens eine Buchse und/oder mindestens einen Stift zur Steckverbindung mit einer weiteren Strebe und/oder mit einem Verbindungsknoten auf. Die zwei Endbereiche der Streben sind in einer Ausgestaltung unterschiedlich gestaltet. In anderen Ausgestaltungen sind die Endbereiche einheitlich gestaltet.
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Nicht zuletzt wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Aufbau oder Abbau eines Tragwerks mittels eines Verbindungssystems umfassend ein Verbindungselement, das mindestens einen ersten Magneten aufweist, und ein mit dem Verbindungselement zusammenwirkendes Gegenelement, das mindestens einen Gegenpol mit mindestens einem zweiten Magneten und/oder mindestens einen zumindest bereichsweise magnetisierbaren Gegenpol umfasst, wobei das Verbindungselement und/oder das Gegenelement und/oder Teile davon zum Lösen der Verbindung in einem gekoppelten Zustand relativ zueinander um eine Längsachse des Verbindungssystems verdreht werden, sodass eine Position des mindestens einen ersten Magneten relativ zu dem mindestens einen Gegenpol in Richtung der Längsachse und/oder senkrecht dazu zumindest teilweise variiert wird.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen der Erfindung im Zusammenhang mit den Zeichnungen. Einzelmerkmale der unterschiedlichen, in den Figuren gezeigten Ausführungsformen können dabei in beliebiger Weise kombiniert werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu überschreiten.
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In den Zeichnungen zeigen:
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1: eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Verbindungssystems gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung in einem gesteckten Zustand;
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2: eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Verbindungssystems gemäß 1 nach einer relativen Verdrehung von Verbindungselement und Gegenelement;
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3: eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Verbindungssystems gemäß 1 in einem gelösten Zustand;
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4: eine Seitenansicht eines Verbindungsknotens für ein Tragwerk mit einem erfindungsgemäßen Verbindungssystem gemäß 1;
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5: eine geschnittene Seitenansicht eines Verbindungsknotens und einer Strebe für ein Tragwerk mit einem erfindungsgemäßen Verbindungssystem gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
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6: eine Draufsicht der Strebe gemäß 5;
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7: eine Draufsicht des Verbindungsknotens gemäß 5;
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8: eine Draufsicht auf einen Verbindungsknoten mit einem Verbindungselement eines Stecksystems ähnlich 5.
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Die 1 bis 3 zeigen schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel eines Verbindungssystems 1 für ein in 1 bis 3 nicht dargestelltes Tragwerk.
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Das Verbindungssystem 1 gemäß 1 bis 3 umfasst ein Verbindungselement 2 und ein Gegenelement 3. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Verbindungselement 2 als Buchse mit einer Hülse 20 gestaltet und das Gegenelement 3 weist einen in die Hülse 20 einführbaren Stift 32 auf. Bei dem dargestellten Verbindungssystem 1 handelt es sich somit um ein Steckverbindungssystem, wobei eine über die Steckverbindung übertragbare Kraft abhängig von einer Passung und/oder einer Länge des Stifts 32 ist. Eine Achse, entlang welcher der Stift 32 in die Hülse 20 des Verbindungselements 2 einführbar ist, wird als Längsachse L bezeichnet.
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Zur Sicherung der Steckverbindung gegen ein unerwünschtes Lösen wird weiter eine magnetische Anziehungskraft genutzt. Das Verbindungselement 2 weist hierfür einen ersten, in den 1 bis 3 nicht sichtbaren Magneten auf. In dem dargestellten ersten Ausführungsbeispiel ist der Magnet im Inneren der Hülse 20 aufgenommen. Der Magnet ist beispielsweise in die Hülse 20 eingeklebt und/oder eingepresst.
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Das dargestellte Gegenelement 3 weist ebenfalls eine Hülse 30 auf, wobei der Stift 32 in der Hülse 30 gelagert ist. Beispielsweise ist der Stift 32 in die Hülse 30 eingeklebt und/oder eingepresst. Der Stift 32 fungiert auch als Gegenpol und ist als zweiter Magnet mit zu dem ersten Magneten entgegengesetzter Polausrichtung oder aus einem magnetisierbaren Material gestaltet. Der in der Hülse 20 angeordnete erste Magnet übt auf den Stift 32 und damit auf das Gegenelement 3 eine als Haltekraft bezeichnete Anziehungskraft aus. In anderen Ausgestaltungen ist das Verbindungselement 2 mit einem Stift, der einen Magneten aufweist und/oder bei dem es sich um einen Magneten handelt, und das Gegenelement als Buchse gestaltet, wobei in der Buchse ein Gegenpol aus einem magnetisierbaren Material angeordnet ist.
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An einander im gekoppelten Zustand sich berührenden Kontaktflächen der Hülsen 20, 30 sind korrespondierende, als Wellenprofil gestaltete umlaufende Profilierung 21, 31 vorgesehen. Die dargestellten Profilierungen 21, 31 umfassen jeweils zwei Wellentäler oder Vertiefungen und zwei Wellenberge oder Erhebungen, welche sich in Richtung der Längsachse erstrecken und alternierend angeordnet sind. In anderen Ausgestaltungen sind nur eine Erhebung und/oder nur eine Vertiefung oder mehr als zwei Wellentäler und Wellenberge vorgesehen, wobei die Profilierungen der einander zugewandten Kontaktflächen korrespondierend gestaltet sind.
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Das Verbindungselement 2 und das Gegenelement 3 sind relativ zueinander um die Längsachse L des Verbindungssystems 1 verdrehbar. Bei einem Einführen des Stifts 32 in die Hülse 20 greifen bei geeigneter Ausrichtung von Verbindungselement 2 und Gegenelement 3 Wellenberge und Wellentäler der Profilierungen 21, 31 ineinander, wie in 1 dargestellt. Die Länge des Stifts 32 und eine Position des (nichtsichtbaren) Magneten in der Hülse 20 sind so gewählt, dass in diesem Fall der Stift 32 den Magneten berührt. Dadurch ist eine maximale Haltekraft auf den Stift 32 und damit das Gegenelement 3 ausgeübt.
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Bei einer Verdrehung des Verbindungselements 2 oder des Gegenelements 3 treffen Wellenberge der Profilierungen 21, 31 aufeinander, wie in 2 dargestellt. Die Wellenberge verhindern ein vollständiges Einführen des Stifts 32, sodass ein in 2 nicht sichtbarer Spalt zwischen dem freien Ende des Stifts 32 und einer Oberfläche des in der Hülse 20 angeordneten Magneten 20 verbleibt. Aufgrund des Spalts ist eine auf den Stift 32 und damit auf das Gegenelement 3 wirkende Haltekraft geringer als bei einem vollständigen Einführen gemäß 1. Durch ein Verdrehen des Verbindungselements 2 oder des Gegenelements 3 kann der Einführvorgang zum Herstellen der Verbindung abgeschlossen werden.
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Zum Lösen der Verbindung zwischen dem Verbindungselement 2 und Gegenelement 3 wird genutzt, dass eine Haltekraft senkrecht zu den magnetischen Feldlinien geringer ist, als in Richtung der magnetischen Feldlinien. Ausgehend von dem in 1 dargestellten gekoppelten Zustand der Elemente 2, 3 ist daher eine relative Verdrehung von Verbindungselement 2 und Gegenelement 3 in den in 2 dargestellten Zustand mit einem geringeren Kraftaufwand möglich, als ein Lösen der Verbindung durch eine Bewegung entlang der Längsachse L. Die Profilierungen 21, 31 wirken dabei als Stellelemente, mittels welcher eine Verdrehbewegung in eine translatorische Bewegung umgewandelt wird. Durch das Verdrehen werden der Magnet und das Gegenpol in Richtung der Längsachse L relativ zueinander verschoben und die einander zugewandten Oberflächen werden voneinander beabstandet, sodass die auf das Gegenelement 3 ausgeübte Haltekraft reduziert wird.
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Alternativ ist in einer anderen Ausgestaltung vorgesehen, dass zwischen dem Magneten oder magnetisierbaren Material in der Hülse 20 und dem Stift 32 in dem in 1 dargestellten Zustand ein Spalt verbleibt, wobei durch Verdrehung der Spalt vergrößert und so die ausgeübte Haltekraft reduziert wird.
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Die Profilierung 21, 31 sind in dem dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils an einem Ring 210, 310 ausgeformt, wobei diese Ringe 210, 310 mit den Hülsen 20, 30 verbindbar sind. Für die Ringe 210, 310 mit den Profilierungen 21, 31 sind dabei Materialien wählbar, welche einen geringen Verschleiß aufgrund eines Reibkontakts und/oder gute Gleiteigenschaften aufweisen. Die Ringe 210, 310 mit den Profilierungen 21, 31 sind in einer Ausgestaltung mit den Hülsen 20, 30 und/oder anderen Elementen des Verbindungssystems 1 starr verbunden, beispielsweise verklebt. In anderen Ausgestaltungen ist mindestens ein Ring 210, 310 drehbar gelagert, sodass zur Variation der ausgeübten Haltekraft lediglich dieser Ring 210, 310 und nicht das Verbindungselement 2 und/oder das Gegenelement 3 als Ganzes verdrehbar ist. In noch einer anderen Ausgestaltung weisen ein drehbar an einer Hülse gelagerter Ring und eine zugehörige Hülse zueinander korrespondierende Kontaktflächen mit jeweils mindestens einem exzentrisch zur Längsachse L angeordneten Extremum in Richtung der Längsachse L auf, wobei durch Verdrehen des Rings die damit gekoppelte Hülse, in welcher der Magnet oder der Gegenpol gelagert ist, verschoben wird. Der Ring fungiert dabei als Stellelement.
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Das Verbindungssystem 1 ist für ein Tragwerk umfassend mehrere Streben geeignet und bestimmt. Zusätzlich weist das Tragwerk in einer Ausgestaltung Verbindungsknoten auf. Die Realisierung des Verbindungssystems 1 an zwei miteinander koppelbaren Streben und/oder an Verbindungsknoten und Streben ist dabei in zahlreichen Varianten denkbar. In einer Ausgestaltung bildet beispielsweise ein Endbereich einer rohrförmigen oder stabförmigen ersten Strebe die Hülse 20. Die Hülse 30 ist weiter in einer Ausgestaltung ein Endbereich einer zweiten rohrförmigen oder stabförmigen Strebe. Alternativ oder zusätzlich ist ein Verbindungsknoten mit einem Gegenelement 3 zur Verbindung mit der ersten Strebe und/oder ein Verbindungsknoten mit einem Verbindungselement 2 zur Verbindung mit der zweiten Strebe vorgesehen.
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In einer anderen Ausgestaltung ist das Verbindungselement 2 einem Verbindungsknoten zugeordnet, wobei beispielsweise der Verbindungsknoten eine Ausnehmung aufweist, in welche die Hülse 20 einsetzbar ist. Durch die Hülse 20 wird der Stift 32 des Gegenelements 3 aufgenommen.
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In noch einer anderen Ausgestaltung ist der Stift 32 durch einen Endbereich einer Strebe gebildet, an welcher die Hülse 30 mit der Profilierung 31 als Manschette angebracht ist. In einer anderen Ausgestaltung ist die Hülse 30 an einem Endbereich einer Strebe ausgebildet, wobei der Stift 32 in den Endbereich eingesetzt ist.
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Die Verbindungsknoten können eine durch den Fachmann geeignet wählbare Form aufweisen. Beispielsweise sind polyederförmig, insbesondere quaderförmige Verbindungsknoten, kreuzförmige oder kugelförmige Verbindungsknoten denkbar.
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4 zeigt eine mögliche Ausgestaltung eines Verbindungsknotens 4, welcher als Eckverbinder mit drei Ansatzstücken für jeweils eine Strebe gestaltet ist. Die Ansatzstücke sind jeweils als Gegenelement 3 eines Verbindungssystems 1 gemäß den 1 bis 3 mit einer Hülse 30, einer Profilierung 31 und einem Stift 32 gestaltet. Die Stifte 32 dienen zur Aufnahme der Streben. Hierfür ist auf die Stifte 32 jeweils eine Hülse 20 eines Verbindungselements 2 mit einer korrespondierenden Profilierung 21 aufsteckbar. Der Stift 32 ist in einer Ausgestaltung als Rundstabmagnet realisiert. In anderen Ausgestaltungen aus einem magnetisierbaren Material. In einer alternativen Ausgestaltung sind die Stifte 32 den Streben zugeordnet.
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5 zeigt eine geschnittene Seitenansicht eines Verbindungsknotens 104 und einer Strebe 105 für ein Tragwerk mit einem erfindungsgemäßen Verbindungssystem 101 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. 6 und 7 zeigen die Strebe 105 bzw. den Verbindungsknoten 104 jeweils in einer Draufsicht.
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Das Verbindungssystem 101 umfasst ein Verbindungselement 102 und ein Gegenelement 103, welche jeweils zwei Magneten 23, 24 bzw. 33, 34 aufweisen. Die Magneten 23, 24 bzw. 33, 34 sind jeweils als Rundstabmagneten ausgebildet. Die Magneten 23, 24 bzw. 33, 34 sind so ausgerichtet, dass das Verbindungselement 102 und das Gegenelement 103 an den im gekoppelten Zustand einander zugewandte Kontaktflächen jeweils zwei ungleichnamige Magnetpole N, S aufweisen. Diese Anordnung ist besonders vorteilhaft, es sind jedoch auch Ausgestaltungen denkbar, das Verbindungselement 102 und das Gegenelement 103 an den im gekoppelten Zustand einander zugewandte Kontaktflächen jeweils zwei gleichnamige Magnetpole N, S aufweisen.
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Bei der in 5 dargestellten Ausrichtung des Verbindungselements 102 und des Gegenelements 103 ziehen die ungleichnamigen Magnetpole N, S jeweils einander an. Bei einer Verdrehung um 180° um die Längsachse L von Verbindungselement 102 und Gegenelement 103 sind gleichnamige Pole einander gegenüberliegend angeordnet, sodass die gleichnamigen Pole einander abstoßen. Bereits bei einer Verdrehung um 90° um die Längsachse L verlaufen die magnetischen Feldlinien nur noch teilweise durch den jeweils zugeordneten Magneten mit ungleichnamigem Magnetpol des anderen Elements, sodass auch bei Drehung um 90° eine Haltekraft reduziert ist.
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Die Magneten 23, 24 bzw. 33, 34 sind jeweils in einem nicht magnetisierbaren und/oder abschirmenden Material eingebettet. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Magneten 23, 24 bzw. 33, 34 jeweils in einem Stab 25, 35 aus Holz eingebettet. In anderen Ausgestaltungen ist der Stab aus einem Kunststoff und/oder einem anderen geeigneten Material. Der Stab 25 ist in den Verbindungsknoten 104 eingesetzt, beispielsweise eingepresst und/oder eingeklebt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Stab 25 beabstandet zu einer Außenkante in eine Ausnehmung in dem Verbindungsknoten 104 eingesetzt, sodass eine Buchse für die Strebe 105 gebildet ist. Der an der Strebe 105 vorgesehene Stab 35 ragt von der Strebe 105 ab und ist in die korrespondierende Ausnehmung einsteckbar. In anderen Ausgestaltungen ragt der Stab 25 mit dem Magneten 23, 24 von dem Verbindungsknoten 104 ab und ist in die mit einer Buchse gestaltete Strebe 105 zur Verbindung mit der Strebe 105 einführbar. In wieder anderen Ausgestaltungen erfolgt eine Verbindung ohne Steckkontakt.
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Der Stab 35 mit den Magneten 33, 34 ist in der Hülse 30 angeordnet. Die Hülse 30 ist in einer Ausgestaltung einteilig mit der Strebe 105 gebildet oder starr mit dieser verbunden. In einer anderen Ausgestaltung ist die Hülse 30 verdrehbar an der Strebe 105 gelagert, wobei durch Drehen der Hülse 30 die Verbindung lösbar ist.
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8 zeigt eine Draufsicht auf einen Verbindungsknoten 104 eines Verbindungssystems ähnlich 5 und 7. Für gleiche oder ähnliche Bauteile werden dabei einheitliche Bezugszeichen verwendet und auf eine wiederholte Beschreibung wird verzichtet. Im Unterschied zu der Ausgestaltung gemäß den 5 und 7 ist bei der Ausgestaltung gemäß 8 in der Ausnehmung des Verbindungsknotens 104 ein Ring mit einer Profilierung 21 eingesetzt, welcher mit einer komplementären Profilierung an einer zugehörigen Strebe 105 zusammenwirkt. Durch die Profilierung wird der Nutzer in einer Verdrehbewegung zum Lösen der Verbindung unterstützt. Dabei wird der Gegenpol beim Verdrehen in Richtung der Längsachse L und senkrecht dazu bewegt.
