DE1116371B

DE1116371B - Duenne, verformte und verstrebte, selbsttragende Bauplatte und aus derartigen Platten zusammengesetztes Bauteil

Info

Publication number: DE1116371B
Application number: DEK32783A
Authority: DE
Inventors: Donald Louis Richter
Original assignee: Kaiser Aluminum and Chemical Corp
Current assignee: Kaiser Aluminum and Chemical Corp
Priority date: 1959-02-20
Filing date: 1957-08-23
Publication date: 1961-11-02
Also published as: BE561898A; FR77191E; CH360794A; GB924868A; US3063519A; GB836466A; FR1184932A

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

K32783V/37b

ANMELDETAG: 23. AU G U S T 1957

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UNDAUSGABEDER AUSLEGESCHRIFT: 2. NOVEMBER 1961

Die Erfindung bezieht sich auf dünne, verformte und verstrebte, selbsttragende Bauplatten und aus derartigen Platten zusammengesetzte Bauteile.

Bekannt ist eine wellblechartige Platte der vorliegenden Gattung aus Metall, bei der die Wellenscheitel durch Stäbe verbunden sind. Die Platte dient in erster Linie als Putzträger oder als Bewehrung oder Schalung. Ihre Anwendungsmöglichkeiten sind beschränkt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Platte der vorliegenden Gattung zu schaffen, die allgemein verwendbar ist. Die Bauplatte soll geeignet sein zum Bau von Wänden, Dächern, Decken und Gewölben mit gebräuchlicher Formgebung, insbesondere zum Aufbau von sogenannten geodätischen Kuppeln. Sie soll eine außergewöhnliche Festigkeit, ein geringes , Gewicht und ein gutes Aussehen aufweisen. Sie soll bequem herzustellen, stabil, leicht und sehr einfach zu handhaben sein. Sie soll sehr widerstandsfähig gegen Verwinden und Verbiegen sein.

Die dünne, verformte und verstrebte, selbsttragende Bauplatte besteht erfindungsgemäß aus einer ebenen Tafel von der Form eines Vierecks mit sich rechtwinklig kreuzenden Diagonalen, die um eine ihrer Diagonalen schalenförmig aufgebogen ist und deren Endpunkte der anderen Diagonale durch eine Strebe verbunden sind. Die Kanten der verformten Platte können auch mit Befdekändem versehen sein. Liegt die Platte als Blech vor, so kann es gebosselt sein oder, vorzugsweise während des Verformens, mit Sicken versehen werden, die eine Musterung ergeben und nicht nur dem schönen Aussehen des Blechs zugute kommen, sondern auch unerwünschten Verbiegungen im Blech während der Verwendung verhüten.

Wie man aus Fig. 1 erkennt, besteht die erfindungsgemäße Bauplatte 1 aus einer Tafel, vorzugsweise aus Blech, in Form eines Vierecks, vorzugsweise in Rautenform, mit einer großen Achse M-M und einer kleinen Achse N-N.

In den meisten Fällen wird nach dem schalenförmigen Aufbiegen die große Achse M-M auch etwas aus der horizontalen Ebene/? nach oben gebogen sein. Die große Achse M-M liegt auch in einer wirklichen vertikalen Ebene V.

Die kleine Achse N-N befindet sich etwas über der horizontalen Ebene H, steht aber senkrecht zu der Achse M-M und daher senkrecht zu der vertikalen Ebene V. Diese Bauplatte besitzt die Ecken 2, 3, 4 und 5, wobei die Ecken 2 und 3 auf der großen Achse M-M und die Ecken 4 und 5 auf der kleinen Achse N-N liegen. Da die große Achse M-M entlang Dünne, verformte und verstrebte,

selbsttragende Bauplatte und aus derartigen Platten zusammengesetztes Bauteil

Anmelder:

Kaiser Aluminium & Chemical Corporation, Oakland, Calif. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. F. Wuesthoff, Dipl.-Ing. G. Puls und DipL-Chem. Dr. rer. nat. E. Frhr. v. Pechmann, Patentanwälte, München 9, Schweigerstr. 2

Beanspruchte Priorität: V. St. v. Amerika vom 7. Januar 1957

Donald Louis Richter, Oakland, Calif. (V. St. Α.), ist als Erfinder genannt worden

der Schnittlinie der Ebenen H und V verläuft, bildet sich eine Wölbung bzw. in der Achse N-N eine Kurve, die von der Ecke 4 zu der Achse M-M und dann zur Ecke 5 verläuft. Die Ecken 4 und 5 sind durch eine Strebe 6 verbunden, die im wesentlichen mit der kleinen Achse N-N zusammenfällt. Die Strebe verläuft im allgemeinen parallel zur Ebene H und senkrecht zur Ebene V. Ihre Anordnung wird besonders deutlich, wenn man die Schattenlinie S verfolgt.

Die Tafel kann in einfacher Weise so gebogen werden, daß die Ecken 4 und 5 aus ihrer normalen Ebene heraustreten.

Die Tafel ist mit mehreren Sicken 12 und 13 versehen, die eine Art Steppdeckenmuster bilden. Die Sicken werden in die Tafel vorteilhaft während des Wölbens der Tafel eingepreßt. Die Ecken 4 und S werden zweckmäßigerweise allmählich aufwärts bis zu ihrer vorherbestimmten Lage gebogen, indem man die Tafel sickt, wobei die Sicken 12 und 13 mit einer üblichen Presse hergestellt werden. Das Sicken wird bei Blech durch einfaches Biegen des Blechs vorge-

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nommen, wobei Dehnungen des Metalls an den 2-5 und 2-4 ergeben die Kanten eines gedachten

Biegestellen vermieden werden sollen. tetraederähnlichen Körpers, von dem nur zwei Seiten-

Nach dem Sicken kann man die Kanten der Tafel flächen durch die Bauplatte gebildet werden,

abwärts biegen, wodurch die Bördelränder 7 und 8 Die Bauplatte besitzt eine beträchtliche dreidimensowie 9 und 11 entstehen; die Sicken 12 und 13 ver- 5 sionale Festigkeit. Der zentrale Teil der Platte 1, der

kufen auch in der Bördelung. entlang der Linie bzw. Ebene M-M liegt, wirkt vor-

Die Sicken 12 nehmen ihren Ursprung an der zugsweise auch als Verstrebung.

Ecke 2 und verlaufen von dort fächerartig zu den Für die praktische Anwendung der Bauplatte wer-

Kanten der Tafel, die durch die Ecken 5, 4 und 3 ge- den mehrere Platten auf einen gemeinsamen Punkt

bildet werden. Keine Sicke 12 fällt mit der großen io gerichtet und dort verbunden, wie dies in Fig. 4 zu

Achse M-M zusammen. Alle Sicken sind in einem sehen ist. Sechs Bauplatten haben aneinanderliegende

Winkel dazu angeordnet. gebördelte Kanten, die hervorspringen und so eine

Die Sicken 13 gehen von der Ecke 3 zu den Seiten Art Brüstung bilden. Die Verstrebungen 6 jeder der

aus, die durch die Ecken 5, 2 und 4 gebildet werden. sechs Einheiten ergeben deshalb ungefähr ein regel-

Auch hier fällt keine der Sicken 13 mit der großen 15 mäßiges Sechseck. Der Mittelbereich, von der die

Achse M-M zusammen; sie sind alle in einem Winkel entsprechenden Einheiten ausgehen, ist in geeigneter

zu ihr angeordnet. Auf diese Weise bilden die Ab- Weise durch die Verwendung eines rosettenähnlichen

schnitte der Sicken 12 und 13 ein Muster, das aus Verbindungsteils 20 von der Art verstärkt, wie es in

einer Reihe von dreieckigen und rautenförmigen den Fig. 6 bis 8 gezeigt ist.

Figuren verschiedener Form und Abmessung besteht. 20 Jedes Verbindungsteil 20, das aus Aluminiumguß

Die Sicken unterstützen das schalenförmige Auf- hergestellt sein kann, besteht aus einer zentralen Nabe biegen der Tafel, da sie in einem Winkel zueinander 40 bzw. einem Rippenteil, von dem mehrere speichenangeordnet sind. Ferner wird die gebogene Tafel ähnliche Glieder 42 radial ausgehen. Der Mittelpunkt stabilisiert gegen unerwünschtes Ausbuchten, Biegen der Nabe 40 kann gegebenenfalls auch mit einer oder Verwinden. Zu bemerken ist noch, daß durch 25 Öffnung 43 versehen sein. Jede Speiche 42 besitzt die Sicken 12 und 13 keine fortlaufende Falzlinie ent- einen kanalartigen Querschnitt und umfaßt einen Steg steht, entlang der sich das Material knicken lassen 44 und seitliche Wände 45. Die Bauplatte 1 mit der könnte. Verstrebung 6 wird an einer ihrer Ecken 2 oder 3 an

Die Ausbildung der Sicken und die Bördelung einem Verbindungsteil 20 verankert, indem die Bör-

können als getrennte Bearbeitungsstufen oder prak- 30 delränder 7 und 11 oder 8 und 9 die Wände 45 an

tisch auch in einem Schritt erfolgen, so daß eine einer Speiche 42 des Verbindungsteils 20 überlappen,

fertige Bauplatte mit Ausnahme der Verstrebung 6 das an dem Punkt anliegt, an dem die Speiche mit

entsteht, wie sie in den Fig. 1 bis 3 gezeigt ist. der Nabe 40 zusammenläuft. Danach werden Bolzen

Die Verstrebung verbindet die Ecken 4 und 5, wie oder Niete in passende Öffnungen 50 der Bauplatte 1 dies aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich ist. Sie kann aus 35 und in entsprechende Öffnungen 50' im Steg 44 der einem Rohr, einer Hohlschiene oder einem anderen Speiche 42 in dem Verbindungsteil 20 gesteckt, wie Profilstück bestehen und besitzt vorzugsweise ein dies in den Fig. 6 und 7 der Zeichnungen angehohes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht, wie dies geben ist.

besonders für ein Rohr zutrifft. Die Verstrebung kann Die Bauplatten 1 können vorteilhaft jeweils an verschweißt sein oder mit Bolzen oder einer Gabelung 40 ihren Bördelrändern 8 und 7 sowie 9 und 11 durch oder sonstwie an der gebogenen, gebördelten und mit Bolzen oder Niete, die durch Öffnungen 52 in den Sicken versehenen Tafel befestigt sein. Die Verstre- Flanschen der anliegenden Platten gedrückt wurden, bung kann mit den Ecken 4 und 5 auch in der Weise befestigt werden. Die Verstrebungen 6 werden ebenverbunden sein, daß die Bauplatte unter Spannung falls untereinander verbunden, so daß sich ein steht. Wenn nämlich beispielsweise die Tafel beim 45 Rahmenwerk in Form eines regelmäßigen Sechsecks Bördeln und Sicken aus ihrer ebenen Lage gebogen ergibt, das verhältnismäßig starken Spannungen zu wird, so wird die Verstrebung unter einer geringen widerstehen vermag.

Zugbeanspruchung stehen, wenn sie mit den Ecken 4 Dem obenerwähnten Bauteil kann man weitere und 5 verbunden wird. Wird jedoch die Tafel vor- Teile zufügen, die so angeordnet sind, daß die Vergewölbt und dann etwas zurückgebogen, so wird die 5° strebungen 6 mit den sechs Punkten des als Grund-Verstrebung 6 unter Druck stehen. lage dienenden sechseckähnlichen Rahmens verbun-

Bei der in den Zeichnungen gezeigten Platte ver- den sind und Verstrebungen weiterer Bauteile sich

läuft die Verstrebung parallel zu ihrer kleinen Achse. von diesen Punkten nach auswärts zu den Punkten R₁,

Die Bauplatte kann auch mehr in Form eines Qua- R₂, R_s, R_v R₅ und i?₆ radial erstrecken, wie dies in

drats vorliegen, wobei die Verstrebung 6 gegenüber- 55 Fig. 4 gezeigt ist.

liegende Ecken diagonal verbindet. Andererseits kann Wie man aus Fig. 4 sieht, bilden sechs auf einen die Verstrebung auch bei einer rautenförmigen Platte gemeinsamen Mittelpunkt gerichtete und dort verparallel zur großen Achse der Raute verlaufen. In bundene Platten 1 einen sechseckigen Stern, wobei die diesem Fall sind die Ecken 2 und 3 stärker als die Streben ein regelmäßiges Sechseck bilden; an den Ecken 4 und 5 aus der Ebene nach aufwärts gebogen, 60 Kanten des so gebildeten Bauteils können sich weitere und die Linien 12 und 13 gehen von den Ecken 4 Bauplatten anschließen, wobei sich durch die an- und 5 aus. einanderstroßenden Streben weitere geometrische

Die Bauplatte besteht vorzugsweise aus einem Figuren ergeben.

Leichtmetall, wie Aluminium. Sie läßt sich für innere Wenn die durch die. Punkte R₁ und R_G bestimmten

und äußere Flächen dekorativ oder als tragender 65 Ecken auf geeigneten Stützpunkten ruhen, wie sie in

Bestandteil verwenden. Fig. 4 mit S₁ und S₂ angegeben sind, kann, man er-

Die Verstrebung zwischen den Punkten 4 und 5 sehen, daß ein gerader Abschluß durch Hinzufügen

sowie die Linie zwischen den Punkten 2-3, 3-4, 3-5, einer halben Platte 20' sowie einer Normalplatte 1,

deren Verstrebung 6 auf einem Stützpunkt S₃ ruht, und einer weiteren Platte 1 ergänzt werden kann, so daß wiederum ein sechseckig geformtes Muster von Verstrebungen 6 gebildet wird. Bei der Teilplatte 20' kann die Verstrebung 6 gegebenenfalls wegbleiben.

Man erhält so eine Wand mit einem geometrisch gemusterten spinnwebeähnlichen Rahmenwerk, das aus Verstrebungen 6 und einem Raumabschluß aus welligen, am Rand verbundenen rautenförmigen Platten besteht.

Da jede rautenförmige Platte annähernd zwei Seitenflächen eines tetraederähnlichen Körpers darzustellen vermag, erreicht man durch Verbinden von drei derartigen Platten in der Art, daß je eine stumpfwinklige Ecke eine andere stumpfwinklige Ecke jeder der beiden übrigen Platten an einem gemeinsamen Punkt berührt, daß die aneinandergrenzenden Hälften der drei Platten drei Seitenflächen eines anderen tetraederähnlichen Körpers bilden. Die gesamte Anordnung kann als ein dreidimensionales Gitterwerk von beträchtlicher Festigkeit betrachtet werden. Hieraus lassen sich flache, einfach oder doppelt gewölbte Dächer oder Wände aufbauen.

Es ist also nicht notwendig, daß sechs Platten in einem Punkt vereinigt werden; es müssen lediglich mindestens drei Platten sein, die um einen gemeinsamen Punkt vereinigt werden.

Man kann ferner ein geeignetes Dichtungsmaterial zwischen den Bördelrändern der umgebogenen Kanten vorsehen und an Stelle von Blech Kunststoffglas oder ein anderes durchsichtiges, durchscheinendes oder opakes Material verwenden, wodurch eine dekorative Beleuchtungswirkung entsteht. Auch Fenster, Eingänge, Ausgänge u. dgl. können vorgesehen sein.

Für die Herstellung von Dachteilen wird Vorzugsweise die gesamte Fläche etwas gewölbt, so daß die gesamte Dachfläche durch das Rahmenwerk der Verstrebungen 6 und durch das Plattenmaterial gebildet wird und sich selbst trägt. Auf diese Weise sind innerhalb von Bauwerken großen Ausmaßes, wie Hörsälen, Theatern, Verkaufshallen od. dgl., Pfosten, Säulen usw. überflüssig.

Die Dachkonstruktion kann auch im wesentlichen flach ausgeführt und an bestimmten Punkten abgestützt sein. Dazu sind geeignete Maßnahmen erforderlich, um Wasser abzuleiten, das sich sonst in den gewölbten Bauplatten ansammeln würde.

Die bevorzugte Art des Zusammenbaues der erfindungsgemäßen Bauplatten 1 ist so, daß eine gleichmäßige oder nahezu gleichmäßige Spannungsverteilung durch das gesamte Rahmenwerk erhalten wird, d. h. daß entsprechend viele annähernd regelmäßige Sechsecke gebildet werden. Ein derartiges Gewölbe ist deutlich in Fig. 5 gezeigt, wobei die Verstrebungen 6 entlang der Bögen eines großen Kreises angeordnet und alle miteinander verbunden sind.

In allen Fällen, in denen die bevorzugte Form der Erfindung verwendet wird, ergibt sich eine ausgesprochen feste, einfach zu bauende, leichte und ansehnliche Konstruktion.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Dünne, verformte und verstrebte, selbsttragende Bauplatte, dadurch gekennzeichnet, daß sie als ebene Tafel von der Form eines Vierecks mit sich rechtwinklig kreuzenden Diagonalen um eine ihrer Diagonalen schalenförmig aufgebogen ist und die Endpunkte der anderen Diagonale durch eine Strebe verbunden sind.

2. Bauplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem Leichtmetall, insbesondere aus Aluminium, besteht.

3. Bauplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ihre Projektion in die Ebene die Form einer Raute aufweist und die Strebe in Richtung der kürzeren Diagonale verläuft.

4. Bauplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie Sicken aufweist.

5. Bauplatte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicken strahlenförmig von den Endpunkten der Diagonale ausgehen, um die die Platte schalenförmig aufgebogen ist.

6. Bauplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ihre Ränder umgebördelt sind.

7. Bauplatte nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Sicken bis in den umgebördelten Rand erstrecken.

8. Bauplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß entlang der Kanten, vorzugsweise im umgebördelten Rand, Mittel zum gegenseitigen Befestigen der Bauplatten vorgesehen sind.

9. Bauteil aus Bauplatten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere, vorzugsweise sechs Bauplatten mit der die Aufbiegungsachse bestimmenden Diagonalen auf einen gemeinsamen Mittelpunkt gerichtet und durch ein zentral angeordnetes Verbindungsstück mit strahlenförmig angeordneten Befestigungsschienen verbunden sind.

10. Bauteil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauplatten an den Stellen, an denen sich ihre Streben berühren, über diese Streben miteinander verbunden sind.

11. Bauteil nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauplatten entlang ihrer umgebördelten Kanten miteinander verbunden sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 1748 861.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen