DE1109861B - Stabverbindung, insbesondere fuer Baukonstruktionen - Google Patents

Description

DEUTSCHES

kl. 37b 5/01

INTERNATIONALE KL.

PATENTAMT E 04b; F 06b

F 25291V/37 b

ANMELDETAG: 19. MÄRZ 1958

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UND AUSGABE DES AUSLEGESCHRIFT: 29. JUNI 1961

Die Erfindung bezieht sich auf eine Stabverbindung, insbesondere für Baukonstruktionen, mit einem vorzugsweise als Nabe ausgebildeten Verbindungskörper, in dem radiale, gezahnte Nuten für die Aufnahme der abgeflachten und ebenfalls gezahnten Enden der zu verbindenden Stäbe, z. B. Rohrstäbe, vorgesehen sind.

Es sind seit langem Stabverbindungen mit Gewinden, Klemmen, Schrauben und Bolzen zum Herstellen von Baugerüsten und ähnlichen Konstruktionen bekannt. Gewinde erfordern bei der Herstellung Zeit und gelernte Arbeiter, wodurch sich die Baukosten erhöhen.

Ferner wird beim Schneiden eines Gewindes ein Teil des inneren bzw. äußeren Umfangs der ineinander einzupassenden Teile entfernt, was eine Schwächung der Querschnitte und somit der Verbindung bedingt. Derartige Verbindungen müssen deshalb überdimensioniert werden, um den Beanspruchungen standzuhalten. Werden massive Verbindungsteile verwendet, so können die Enden gestaucht und dann mit Gewinde versehen werden, so daß die Teile selbst nicht dicker zu sein brauchen; aber auch dies ist ein kostspieliges Verfahren. Außerdem ist es bei einem Gerüst, dessen Einzelstäbe an ihren Enden mit Gewinde versehen sind schwierig, ein beschädigtes oder gebrochenes Rohr auszuwechseln.

Es ist auch bereits eine Stabverbindung mit einem als Nabe ausgebildeten Verbindungskörper bekannt, der radiale, gezahnte Nuten für die Aufnahme der ebenfalls gezahnten Enden der zu verbindenden Stäbe aufweist. Die Nutenwände verlaufen hierbei aber parallel zueinander, so daß allein die Zähne die ganze Beanspruchung aufnehmen müssen.

Es sind auch schon Verbindungen bekanntgeworden, bei denen der Verbindungskörper am Umfang, in Längsrichtung des Verbindungskörpers konisch zulaufende Nuten besitzt. An den Stabenden sind entsprechend ausgebildete Endstücke befestigt. Auch diese bekannte Verbindung entsprach nicht den gestellten Festigkeitsforderungen, und die Stabenden selbst konnten nicht in die Nuten des Verbindungskörpers passend ausgebildet werden.

Erfindungsgemäß werden diese Nachteile dadurch beseitigt, daß die Rippen und Ausnehmungen der in der Nut und am Stabende angeordneten Zahnung in ihrer Größe abgestuft sind, um die Scherfestigkeit der Verbindung zu erhöhen.

Vorteilhaft sind die Nuten als Keilnuten ausgebildet. Sie können sich zum Nutgrund hin verjüngen.

Die gezahnten Wände des abgeflachten Endes der rohrförmigen Stäbe haben zweckmäßig eine leicht konvexe Form. Sie haben vor dem Einschieben in die Stabverbindung,
insbesondere für Baukonstruktionen

Anmelder:
F. Fentiman & Sons, Ltd.,

Ottawa, Ontario (Kanada)

Vertreter: Dipl.-Ing. A. Lehmann
und Dipl.-Ing. E. Eder, Patentanwälte,
*5 München 23, Ohmstr. 16

Arthur E. Fentiman, Ottawa, Ontario (Kanada),
ist als Erfinder genannt worden

gezahnte Nut einen Abstand voneinander, der etwas größer ist als die Nutbreite. Ferner können die Kanten des gezahnten Stabendes gerundet sein, um das Einschieben des Stabendes in die Nut zu erleichtern. Der Querschnitt der Rippen und Ausnehmungen in den Seitenwänden der Nut und am Stabende ist vorzugsweise trapezförmig. Sie können zum Nutgrund hin an Größe zunehmen.

Die Stabverbindung kann aus jedem gewünschten Metall hergestellt werden. Sie kann aber auch aus Kunststoff oder anderem nichtmetallischem Material hergestellt werden, wenn dies zweckmäßig ist. Die Wahl des Materials richtet sich nach dem Verwendungszweck der Verbindung. Wenn geringes Gewicht und geringere Widerstandsfähigkeit verlangt werden, wird vorteilhaft eine Leichtmetallegierung verwendet. In der Zeichnung ist die Erfindung in einer Ausführungsform dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine Stabverbindung für mehrere radial einmündende Stäbe in der Ansicht,

Fig. 2 eine Nut der Stabverbindung nach Fig. 1 mit einem Stabende,
Fig. 3 die Nut mit dem Stabende nach Fig. 2 im Schnitt, wobei die Nut und das Stabende der Anschaulichkeit halber in geringerem Abstand voneinander dargestellt sind,

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Fig. 4 einen Verbindungskörper im Schnitt mit dem Die Rippen 19 und die Ausnehmungen 20 desRohr-

noch nicht eingesetzten Stabende in Stirnansicht, endes werden in Umkehrung zu den Rippen 14 und

Fig. 5 die Nut mit eingesetztem Stabende im Schnitt den Ausnehmungen 11 ebenfalls größer. Die Seitennach der Linie 5-5 in Fig. 1, und wände 21 der Rippen 19 sind — identisch zu den

Fig. 6 das Stabende im Längsschnitt nach der 5 Ausnehmungen 11 — im Winkel zu den abgeflachten

Linie 6-6 in Fig. 1. Rohrwänden 18 angeordnet. Sie schließen die Aus-

Die Stabverbindung A besteht aus einem naben- nehmungen 20 zwischen den Rippen 19 ein. Der

förmigen Verbindungskörper B, von dem radial die Boden 23 der Ausnehmungen 20 ist im wesentlichen

Stäbe, z. B. Rohrstäbe C, ausgehen, die aus Metall rechteckig.

gezogen sein können. Der Verbindungskörper B weist io Die Kammfläche 22 der Rippen 19 und der Boden

mehrere radial angeordnete, gezahnte Nuten 10 auf, 23 der Ausnehmungen 20 sind unter einem Winkel

die am Umfang angeordnet sind. Die Zahl der Keil- gleich demjenigen der Böden 13 der Ausnehmungen

nuten 10 richtet sich nach dem Verwendungszweck 11 und der Kammflächen 16 der Rippen 14 angeord-

des Verbindungskörpers B. Bei der dargestellten Aus- net, so daß die Rippen 19 und Ausnehmungen 20 am

führungsform sind sechs Keilnuten 10 in gleichem 15 Ende des Rohrstabes C die Ausnehmungen 11 und die

Abstand voneinander in dem Verbindungskörpers Rippen 14 der Seitenwände9 der Keilnut 10 ergän-

vorgesehen. zen. Die abgeflachten Wände 18 des Rohrstabes C

Die beiden Seitenwände 9 der Keilnut 10 verlaufen enden in einem erweiterten Ende E von gleicher keilförmig sich verjüngend nach innen und sind mit Form wie das erweiterte innere Ende D der Keilmehreren in gleichem Abstand voneinander längsver- ao nut 10.

laufenden Ausnehmungen 11 mit Seitenwänden 12 Über die abgerundeten Kanten am flachen Ende des

versehen. Die Seitenwände 12 der Ausnehmungen 11 Rohrstabes C wird, wie schematisch in Fig. 4 darge-

sind trapezförmig zur Mittelebene der Keilnut 10 hin stellt, der Stab C von oben in die Keilnut 10 einge-

geneigt. Der Boden 13 der Ausnehmungenil ver- führt. Da die Wände.18 des abgeflachten Rohrendes

läuft parallel zur Mittelebene der Keilnut 10. 25 im Querschnitt leicht konvex sind, werden die Wände

Zwischen den Ausnehmungen 11 bilden sich Rip- 18 beim Eintreiben in die Nut 10 zusammengedrückt,

pen 14 mit zur Mittelebene der Keilnut 10 zugekehr- Durch die Elastizität des Metalls pressen sich die Rip-

ten Kammflächen 16, die ebenfalls parallel zur Mittel- pen 19 und die Ausnehmungen 20 der Wände 18 in

ebene der Keilnut 10 verlaufen. die Ausnehmungen 11 und die Rippen 14 der Keilnut

Am Nutgrund 17 laufen die im Winkel zur Nut- 30 10. Dieser Druck auf die Wände 18 bewirkt jedoch

mittelebene angeordneten Seitenwände 12 der Aus- keine dauernde Verformung des abgeflachten Endef

nehmungen 11 zusammen. des Stabes C. Die Wände 18 nehmen ihre im Quer-

Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß die Kante 8 der schnitt konvexe Form wieder an, sobald das abge-

Kammflächen 16 der Rippen 14 in der Ebene zum flachte Rohrende außer Eingriff mit der Keilnut 10

Nutgrund 17 sich verjüngende Seitenwände 9 der 35 gebracht wird.

Keilnut 10 liegen und daß die Kanten 7 der Kamm- Die Ausnehmungen 11 und Rippen 14 der Keilnut flächen 16 in einem Abstand hinter dieser Ebene lie- 10 sowie die Ausnehmungen 20 und Rippen 19 der gen, so daß die Kammflächen 16 in einem Winkel abgeflachten Wände 18 des Rohrstabes C nehmen von etwa 4°, 45' zur Ebene der Seitenwände 9 der vom Umfang des nabenförmigen Verbindungskör-Keilnut 10 verlaufen. Die Böden 13 der Ausnehmun- 40 pers B zum inneren Ende D der Keilnut 10 an Größe gen 11 verlaufen im gleichen Winkel wie die Kamm- zu, um eine zweckmäßige Verteilung der Abscherflächen 16 der Rippen 14. festigkeit zu erzielen.

Die Ausnehmungen 11 nehmen fortlaufend vom Eine in axialer Richtung auf den Stab C ausgeübte

Umfang des als Nabe ausgebildeten Verbindungskör- Zugkraft kann in zwei Kraftkomponenten zerlegt wer-

pers B nach innen zum Grund 17 der Keilnut 10 an 45 den, wobei die eine Kraftkomponente im rechten Win-

Breite und Tiefe zu, desgleichen nimmt die Breite und kel auf die Wände 11, 12 der Keilnut 10 einwirkt,

die Höhe der Rippen 14 vom Umfang des Verbin- während die zweite, abscherende Kraftkomponente in

dungskörpers B zum Nutgrund 17 hin zu. Das innere Richtung der Zugkraft wirkt.

Ende D der Keilnut 10 umschließt somit einen größe- Der größte Widerstand ergibt sich am inneren

ren Raum, der im Schnitt einem unregelmäßigen 50 Ende D der Keilnut 10, wo das erweiterte Ende E des

Sechseck ähnelt. abgeflachten Endes des Rohrstabes C mit der schrägen

Durch diese wecheslseitige Zunahme der Größe der Seitenwand 21 der dem Nutgrund 17 am nächsten

Ausnehmungen 11 und der Rippen 14 wird die Keil- liegenden Rippe 19 angreift. Der Widerstand nimmt

nut 10 hinter ihrer Ausmündung 15 am Umfang des nach und nach mit dem Kleinerwerden der Rippen 19

Verbindungskörpers B zum Nutgrund 17 hin schwal- 55 nach außen zu ab.

benschwanzförmig verbreitert. . Die Anzahl der Rippen 14 und Ausnehmungen 11

Der rohrförmige Stab C ist am Rohrende auf ein in den Wänden 9 der Keilnut 10 und den abgeflachkurzes Stück abgeflacht. Zwischen den abgeflachten ten Wänden 18 des Rohrstabes C hängen von dem Wänden 18 des Rohrendes ist ein Zwischenraum von jeweiligen Verwendungszweck der Stabverbindung ab. ungefähr 0,12 mm belassen, so daß das Rohrende 6.0- Es werden jedoch mindestens zwei Rippen 14,19 und einen leicht konvexen, in sich federnden Querschnitt zwei Ausnehmungen 11, 20 in der Keilnut 10 und aufweist. am abgeflachten Ende des Rohrstabes C vorgesehen.

Ferner sind die Kanten des abgeflachten Stabendes Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Er-

etwas abgeschrägt, was bei der Montage das Einfüh- findung hat sich ergeben, daß durch Anordnung der

ren des Stabendes in die Keilnut 10 erleichtert. 65 Seitenwände 12, 21 der Ausnehmungen 11, 20 und

Beim Pressen des Endes des Rohrstabes C wird das Rippen 14,19 in einem Winkel von ungefähr 30° zur

Rohrmaterial zusammengeschoben, so daß die Zug- Mittelachse des Rohrstabes C und der Nut 10 sowie

festigkeit des Rohres erhalten bleibt. durch größenmäßige Abstufung dieser Ausnehmun-

gen 11, 20 und Rippen 14, 19 die Abscherfestigkeit vorteilhaft wie folgt verteilt werden kann: ungefähr 15 % nahe dem Umfang des Verbindungskörpers B, ungefähr 25 %> in der Mitte der Keilnut 10 und 60 % am inneren Ende D derselben.

Der Winkel von 30° kann geringfügig verändert werden. Alle Seitenwände 12, 21 der Ausnehmungen 11, 20 und Rippen 14, 19 sind an den Übergängen ausgekehlt oder abgerundet. Der kreisförmige Querschnitt des Rohrstabes C geht mit einem spitzen Winkel von ungefähr 26° in den leicht konvexen Querschnitt des abgeflachten Endes über, so daß alle scharfen Kanten vermieden werden (Fig. 6).

Der Rohrstab C kann aus einer Leichtmetallegierung hergestellt sein, mit einer dem Zweck entsprechenden Kornstruktur. Nachdem die Enden des Rohrstabes C in die gewünschte Form gepreßt sind, wird er einer Warmbehandlung ausgesetzt und gehärtet, bevor die Verbindung zusammenmontiert wird. Es können auch Eisenmetalle verwendet werden, wobei die Rohrenden in erhitztem Zustand abgeflacht werden. Die Enden können getempert und gehärtet werden, bevor die Verbindung zusammenmontiert wird. Vorzugsweise besitzen die für die Herstellung solcher Verbindungen verwendeten Materialien eine innere Elastizitat, die selbst bei der Abflachung der Enden der Rohrstäbe erhalten bleibt und damit zur Festigkeit beiträgt. Der nabenartige Verbindungskörper mit den Stäben hat ein weites Anwendungsgebiet. Sie können auch aus jedem anderen geeigneten nichtmetallischen Material hergestellt werden. Außerdem können die radialen Stäbe massiv ausgebildet sein und brauchen keinen rohrförmigen Querschnitt aufzuweisen.

Die Einzelteile der Verbindung lassen sich einfach zusammenmontieren. Nachdem die Kante des flachen Rohrendes in die Keilnut eingeführt ist, kann dieses in seine Stellung eingetrieben werden. Ebenso einfach ist das Lösen einer solchen Verbindung. Zur Montage oder Demontage werden daher keine Fachkräfte benötigt.

Claims (8)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Stabverbindung, insbesondere für Baukonstruktionen, mit einem vorzugsweise als Nabe ausgebildeten Verbindungskörper, in dem radiale, gezahnte Nuten für die Aufnahme der ebenfalls gezahnten Enden der zu verbindenden Stäbe, z. B. Rohrstäbe, vorgesehen sind, dadurch gekenn zeichnet, daß die Rippen (14, 19) und Ausnehmungen (11, 20) der in der Nut (10) und am Stabende angeordneten Zahnung in ihrer Größe abgestuft sind, um die Scherfestigkeit der Verbindung zu erhöhen.

2. Stabverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (10) als Keimuten ausgebildet sind.

3. Stabverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (10) sich zum Nutgrund hin verjüngen.

4. Stabverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gezahnten Wände (18) des abgeflachten Endes der rohrförmigen Stäbe (C) im Querschnitt eine leicht konvexe Form haben.

5. Stabverbindung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die gezahnten Wände (18) der Rohrstäbe (C) vor ihrem Einschieben in die gezahnte Nut (10) einen Abstand voneinander haben, der etwas größer ist als die Nutbreite.

6. Stabverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanten des gezahnten Stabendes gerundet sind, um das Einschieben des Stabendes in die Nut (10) zu erleichtern.

7. Stabverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (14, 19) und Ausnehmungen (11, 20) der in der Nut (10) und am Stabende angeordneten Zahnung einen Trapezquerschnitt haben.

8. Stabverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (14, 19) und Ausnehmungen (11, 20) in der Nut (10) und am Stabende zum Nutgrund hin an Größe zunehmen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschrift Nr. 864 668;
britische Patentschriften Nr. 183 985, 769 616.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 109 619/126 6.61