DE1509019A1

DE1509019A1 - Konstruktionselement mit einer Mehrzahl von parallel und gerade in seiner Laengsrichtung verlaufenden Reihen von Loechern

Info

Publication number: DE1509019A1
Application number: DE19621509019
Authority: DE
Inventors: Campbell Arthur John
Original assignee: TERLAN RES ESTABLISHMENT
Current assignee: TERLAN RES ESTABLISHMENT
Priority date: 1962-03-29
Filing date: 1962-06-26
Publication date: 1969-01-02
Also published as: US3232019A; GB1054683A; DE1509019B2; LU41986A1; GB964469A; MY6500063A; NL280471A; CH391247A; DE1609870A1

Description

PATENTANWÄLTE

DIPL-CHEM. DR. WERNER KOCH DR.-ING. RICHARD GLAWE

DIPL-ING. KLAUS DELFS DIPL-PHYS. DR. WALTER MOLL

HAMBURG MÖNCHEN

2000 Hamburg 52 · WaltittroB· 12 - Ruf 892255 BOOO Manchen 22 ■ Uebherritrafle 20 ■ Ruf 226548

L	P	15	IHRE	NACHRICHT	VOM	J	UNSER ZEICHEN
IHR ZEICHEN						am/t

BETRIFFT:		09	019.4

HAMBURG

Terlan Research Establishment, Vaduz (Liechtenstein)

Konstruktionselement mit einer Mehrzahl von parallel und gerade in seiner Längsrichtung verlaufenden Reihen von Löchern.

Die Erfindung betrifft ein Konstruktionselement mit einer Mehrzahl von parallel und gerade in seiner Längsrichtung verlaufenden Reihen von Löchern, von denen jedes gleichen Abstand von den näohstbenachbarten Löchern der benachbarten Reihe besitzt und zwischen denen gitterartig *"* ' in zwei quer zueinander verlaufenden, diagonalen Richtungen _o parallele, gerade, undurchbrochene Materialstreifen ver-

τ- bleiben,
ο

Ee sind bereits verschiedene, systematisch mit Lochers

^ reihen versehene Konstruktionselemente bekannt, von denen zunächst die mit nur einer Lochreihe versehenen Elemente

51Abe.2Nr.iSaS_t3_Lde_a.ÄndcTunBeg»v.4.9.1^ HAMBURG 147«07 ■ BANK· COMMERZBANK A. G., HAMtURG, OEP.-KASSE 20/12029 · TELEGR.! SPECHTZICS HAMBURG, bzw. SPECHTZIES MÖNCHEN

deshalb nachteilig sind, weil sie nicht für jede Beanspruchung eine zuverlässige Verbindung gewährleisten und deshalb nur beschränkt anwendbar sind. Dieser Nachteil kann auoh nicht dadurch beseitigt werden, daß anstelle von kreisförmigen Löchern Durchbrechnungen anderer Form, wie z.B. Sohlitze oder dreieckförmige Aussparungen vorgesehen wurden. Letztere dienen dabei nur zu dem Zweok, duroh das Hereintreiben von Bolzen in den spitzen Winkel des Dreieoks eine Keilwirkung zu erzielen, mit deren Hilfe eine genaue Deckung der zu verbindenden Öffnungen erzielt werden soll.

Es sind aber auch Bauteile für Spielzeuge bekannt, bei denen kreisrunde Öffnungen und auch schlitzförmige und dreieck!örmige Aussparungen unter Anordnung von parallelen Reihen vorgesehen sind. Eine grundsätzliche Besonderheit ist hierbei jedoch zunächst einmal darin zu sehen, daß bei Spielzeugen Gesichtspunkte der Stabilität so gut wie überhaupt nicht berücksichtigt zu werden brauchen, wogegen andererseits ästhetische Gesichtspunkte eine größere Rolle spielen als bei einer praktischen technischen Anwendung. Die hierdurch bekanntgewordenen Anordnungen und Formen von Lochreihen in Konstruktionselementen sind deshalb nicht geeignet, die an eine praktisch brauchbare technische Konstruktion zu stellenden Anforderungen zu erfüllen.

Es wurden schon Konstruktionselemente der eingangs beschriebenen Art vorgeschlagen, bei denen die Öffnungen kreisförmig sind und einen Durchmesser haben, der mit dem des Schraubenbolzens übereinstimmt, der in denselben

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aufgenommen werden soll, oder in Form von länglichen Schlitzen, deren Breite dem Durchmesser des Bolzens entspricht, oder auoh solohe, in denen die Öffnungen sowohl aus kreisförmigen Bohrungen als auch länglichen Schlitzen bestehen.

Diese Konstruktionselemente können für die Montage von Baugerüsten, für Regale und Gestelle verwendet werden. In all diesen Bauwerken kommt die Vereinigung je zweier dieser Elemente vor, eines im rechten Winkel zum anderen. Venn diese rechtwinkligen Verbindungen gebildet werden, indem man zwei oder mehr Schraubenbolzen durch die kreisförmigen Öffnungen, die in zwei Elementen sich decken, steokt, kann man eine starre Verbindung erhalten und bilden. Jedoch ist mit diesen kreisförmigen Öffnungen die Wahl der Stellungen, in denen die Öffnungen sioh decken, relativ begrenzt, wenn die Öffnungen in dem einen oder in beiden Elementen nloht so nahe beieinanderstehen, daß sie das Konstruktionselement schwächen. Um die Anzahl der Stellungen zu erhöhen, in denen die Bohrungen zur Deckung gebracht werden können, benutzt man gewöhnlich Schlitze, die allein oder zusammen mit den Öffnungen benutzt werden. Aber den mit diesen Elementen gebildeten Verbindungen fehlt die Starrheit, die nur duroh die Verwendung von kreisförmigen Öffnungen gegeben ist. Es besteht daher die Notwendigkeit eines Konstruktionselementes, das die Bildung einer starren Verbindung erlaubt und dennoch hohe mechanische Widerstandsfähigkeit besitzt und eine große Auswahl an Lagen zum Ver~ schrauben bietet.

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Die Erfindung hat eich die Aufgabe gestellt, ein Konstruktionselement der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, das sowohl möglichst viele Löcher mit möglichst vielen Verbindungsmögliohkeiten aufweist als auoh gleichzeitig eine geringstmb'gliche Schwäohung der Stabilität des Konstruktionselementes erzielt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jedes Loch die Form eines mit seinem Soheitel quer zur Längsrichtung des Elementes liegenden gleichschenkligen Dreiecks mit kreisbogenförmig die geraden Seiten tangierend auegerundeten Eoken besitzt und daß zwischen den Löchern ein solcher Abstand vorhanden ist, daß sich zwisohen je zwei und zwei Lochreihen ein undurohbroohener, gerader, in Längsrichtung verlaufender Mater'ialstreifen ergibt.

Die gewünschte Stabilität des Konstruktionselementes wird also erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß zunäohst aus diagonal quer zueinander verlaufenden, geradlinigen, undurchbrochenen Materialstreifen mit parallelen Seiten ein Muster gebildet wird, das die Form eines Gitterwerke besitzt, und daß dieses Gitterwerk sodann ausgesteift wird. Ein Diagonalgitter ist zwar in sich selbst einigermaßen stabil. Um jedoch auch eine ausreichende Stabilität in der Längsrichtung zu erzielen, werden daher gemäß der vorliegenden Erfindung zusätzlich sich in Längsrichtung erstreckende, gerade, parallelseitige Streifen sur Aussteifung des Diagonalgitters vorgesehen. Dieses Ziel

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konnte die Erfindung bei größtmöglicher Lochzahl und größtmöglicher Lochfläche dadurch erreiohen, daß die einzelnen Locher in der beschriebenen Anordnung und Form ausgebildet wurden. Durch die Erfindung wird somit ein Konstruktionselement geschaffen, dessen Verhältnis zwischen möglichst großer Zahl von möglichen Verbindungspositionen zur Stabilität wesentlich höher liegt als bei den bisher bekannten Elementen vergleichbarer Art.

Vorteilhaft ist es bei einem Konstruktionselement nach der Erfindung ferner, daß man je nach der benötigten Festigkeit Bolzen von unterschiedlicher Stärke benutzen kann und daß dann trotzdem die Festigkeit nicht nur durch die von der Anzugskraft der Bolzen abhängige Reibungskraft erzielt werden muß, sondern daß auch die dünneren Bolzen dann so an den Kanten der Löcher anliegen, daß auch dadurch ein starrer Sitz erzielt wird. Hiermit ist also ohne Nachteil eine Anpassung an die jeweils orforderliohe Stabilität erzielbar. Auch ist es günstig, daß Sohlitze grundsätzlich vermieden werden, da diese beim ungewollten Lockern von Bolzen meist ein Gleiten der Konstruktionselemente aufeinander zulassen.

Nachfolgend werden nooh einige vorteilhafte Aus— gestmltungsmöglichkeiten der Erfindung beschrieben. So ist es günstig, wenn der den Soheitel jedes Loches begrenzende Bogen auf einem Kreis liegt, der von der Basisseite tangiert wird. Der Radius dieses Soheitelbogens ist dann vorteilhafterweise größer als die Radien der die Basiswinkel ausrundenden Bögen.

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Gemäß einem weiteren Vorsohlag der Erfindung ist die Breite jedes der undurchbrochenen Materialstreifen gleich dem Durchmesser des Scheitelbogenkreises der Löoher.

Ein weiteres Kennzeichen der Erfindung besteht darin, daß Paare von benachbarten Lochreihen vorhanden sind, deren Lochscheitel in entgegengesetzte Richtung weisen.

Eine vorgezogene Ausführungsform des Konstruktionselemente gemäß der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeiohnung beschrieben, in der ein Beispiel schematisch dargestellt ist. Es zeigen

Fig. 1 die Form und das Profil der in dem Element gebildeten Bohrungen, und

Fig. 2 drei Profilelemente, die im rechten Winkel miteinander verschraubt sind, um die Verbindung des Winkels oder Scheitels einer Struktur zu bilden.

Wie in Fig, 1 dargestellt, wird jede Bohrung, wie die Bohrung 10, durch ein gleichschenkliges Dreieck XYZ mit idealem rechten Winkel umschrieben. Die Bohrung hat geradlinige Seitenstücke Sl, S2, S3, die an den Seiten YZ, ZX, XY des Dreiecks liegen.

Die Enden der geradlinigen Seitenstiioke sind untereinander durch Kreisbogenstitoke Cl, C2, C3 verbunden.

Der Bogen Cl gehört zu einem Kreis, zu dem das SeitenstUek Sl der Bohrung eine Tangente bildet. Der Durchmesser des Kreises, abgezogen die Toleranzen, definiert also den größten Durohmesser des Schraubenbolzen», der durch die Bohrung gesteckt werden kann. Dieser Schraubenbolzen wird hier

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in der Folge als größerer Schraubenbolzen bezeichnet werden.

Die Kreisbögen G2 und C3 gehören zu Kreisen mit gleichen Durohmessern. Diese Durchmesser (weniger die Toleranzen) sind gleich de* Durchmesser des Sohraubenbolzens, der sich eng an diese Basiswinkel der Bohrung anpaßt. Dieser Bolzen wird hier in der Folge als kleinerer Bolzen bezeichnet.

sind Vie man aus den Zeichnungen ersieht,/diese Bohrungen

in Längereihen in dem Element untergebracht, wobei die Bohrungen in jeder Reihe gleich voneinander entfernt sind und ihre Grundlinien in einer gemeinsamen Geraden liegen. Venn zwei oder mehrere dieser Längsreihen vorgesehen sind, orientieren sich die Spitzen oder Scheitel der Bohrungen jeder Reihe seitlich zu dem Element in einer Richtung, die der entgegengesetzt ist, in die die Soheitel der Bohrungen in der oder in jeder darauffolgenden anliegenden Reihe orientiert sind. Außerdem ist jede Bohrung in jeglicher Reihe gleioh von den benachbarten Bohrungen der näohsten danebenliegenden Reihe entfernt. Die Entfernung zwischen irgendeiner Bohrung in einer Reihe zu der nächsten danebemllegenden Bohrung in der danebenliegenden Reihe ist gleioh dem Durchmesser des größeren Sohraubenbolzens.

Unter dieser Voraussetzung und wie man klar aus der Fig. ersieht, definieren die Bohrungen zweier Längestreifen auf einem Element untereinander zwei Gruppen von nicht gebohrten Streifen, wobei die Streiff»r. innerhalb jeder Gruppe parallel zueinander sind und %5 "it der Längsrichtung des Elements einschließen, und swar in entgegengesetztem Sinne bei beiden Gruppen. Daher li*$*n klarerweise die Streifen einer Grv^a senkrecht zu den

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Streifen der anderen Gruppe und bilden alt ihnen ein netzartiges Gefüge. Das netzartige GefUge der nicht mit Bohrungen versehenen Streifen erteilt den Element einen äußeret hohen mechanischen Widerstand, um den Schneidbelastungen zu widerstehen, wie die, die in einer rechtwinkligen Verbindung auftreten.

Ein netzartiges Gefüge von Streifen, die keine Bohrungen aufweisen, würde auoh gebildet, wenn die dreieokigen Bohrungen durch kreisförmige Bohrungen ersetzt würden, wie etwa die von den Kreis definierten Bohrungen, von dem Cl ein Bogen ist. Jedoch ist es klar, daß das Material des Streifen·, der zwischen diesem Umfang und dem Segment C3 definiert ist und welter zwi- ' sehen diesem Umfang und dem Segment C2, wenig, wenn nioht ausgesprochen nichts zu der mechanischen Widerstandsfähigkeit de« Elemente beitragen würde. Durch Abtragen dieses Materials und duroh ein derartiges Erweitern einer solchen kreisförmigen Bohrung bis zu dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Profil, wird eine Bohrung geliefert, die es ermöglicht, eine große Anzahl von abwechselnden VerschraubungspositLonen zu haben. Diese verschiedenen Verschraubungspositionen sind in der Flg. 2 dargestellt.

Bevor zur Prüfung der Fig. 2 geschritten wird, wird man aus der Fig. 1 ersehen, daß zwei Längsreihen von Bohrungen nötig sind, um das netzförmige GefUge der hier dargestellten Bander mit Bohrungen zu erhalten. Daher bilden zwei dieser Reihen das Grundgefüge der Bohrungen in einem Element. Jedooh kann man ein halbes Gefüge für bestimmte Zwecke allein oder zusammen alt einei

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oder mehreren vollständigen Gefügen benutzen. Zum Beispiel werden die Konstruktionselemente vorteilhafterweise aus winkelförmigem Profilmaterial gebildet, insbesondere aus L-förmigen Profilen, und während ein halbes Gefüge von Bohrungen bei einem der Flansche des Elements benutzt werden kann, können ein oder mehrere vollständige Gefüge allein oder zusammen mit einem halben Gefüge bei dem anderen Flansch des Elements benutzt werden.

Venn man jetzt die Fig. 2 betrachtet, stellt diese ein erstes Element 11 aus* L-förmigem Profil dar, das einen ersten Flansoh lia besitzt, das zwei Gefüge von Bohrungen enthält, und ein zweites Element 13, das einen ersten Flansch 13a besitzt, das ein und ein halbes Gefüge von Bohrungen hat, wobei sich die Flansch© 11a und 13a in rechtem Winkel einer zu dem anderen erstrecken und einer gegen den anderen in einer Ebene liegen. Die Winkel- oder Spitzenverbindung wird durch ein drittes Element i5 aus L~förmigem Profil vervollständigt, das einen Flansch 15b besitzt, der mit dem Kopf an dem zweiten Flansch 11b des Elements 11 anliegt, und dessen anderer Flansch 15a mit dem Kopf an dem zweiten Flansch 13b des Elements 13 anliegt. Das Anliegen der Köpfe der Flansche 11a und 13a, die in der Ebene der Zeichnung liegen, wird jedoch genügen, um das Prinzip der Erfindung darzustellen.

Wie man aus der Fig. 2 ersieht, befinden sich die Flansche 11a und 13a übereinandergelegt und liefern sich deckende Bohrungen, um zwei größere Schraubenbolzen und vier kleinere Schrau-

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benbolzen aufzunehmen, wenn auch natürlich nur zwei dieser Schraubenbolzen nötig sind, um eine stabile Verbindung herzustellen. Wenn man einen dieser Flansche in longitudinalem oder seitlichem Sinne verschiebt oder sowohl longitudinal wie seitlich einen zum anderen, kann der Grad, nach den diese Bohrungen sich deoken, geändert werden, um eine Vielfalt von verschiedenen Deckungspositionen unter den Bohrungen zu liefern, um größere oder kleinere Schraubenbolzen aufzunehmen, und in einer sehr großen Anzahl von diesen Positionen können zwei Schraubenbolzen eingefügt werden und dies wird die Flansche starr festlegen und so hängt die Starrheit der Verbindung nur on der Lage der Bohrungen ab und nicht von einer Reibungsverbindung zwischen den Planschen, die ihrerseits von dem Grad abhängt, in dem die Schraubenbolzen urig e ζ ο g e η sind.

Wenn auch eine spezifische Anzahl von Gefügen von Bohrungen in den Flanschen der Fig. 2 gezeigt wird, ist ea klar, daß diese Anzahl von Gefügen wie oben gesagt, variiert werden kann, und die Anzahl der Verschraubungspositionen, die verfügbar sind, wird demzufolge variieren.

Wenn auch dieses Gefüge von Bohrungen, deren Prinzipien oben beschrieben wurden, für viele Typen von Elementen für Kon» struktionen, die aus Metall, Plastik oder Kunstharz gebildet sind, oder aus einem anderen Material, verwendbar ist, so ist es hauptsächlich für die Verwendung bei einem kaltgewalzten, nicht geglühten Stahlband in Betracht zu ziehen.

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Die Bohrungen werden durch Stanzen des Bandes gebildet, während es flach ist, und das Band wird dann in ein L-förmiges Profil gebogen. Die Biegung erfolgt längs einer Linie, die von zwei nebeneinanderliegenden Reihen von Bohrungen gleich weit entfernt ist, und zu diesem Zweck sind diese beiden Reihen von Bohrungen so voneinander entfernt, daß ein Biegungsrand ermöglicht wird, dessen Breite der Dioke des Bandes gleichkommt.

Insbesondere haben die größeren Sohraubenbolzen, die oben erwähnt werden, einen Durohmesser von 3/8" (9,5 mm), während die kleineren Bolzen einen Durchmesser von l/kⁿ (6,35 »ο) haben und die nioht mit Bohrungen versehenen Streifen zwischen den Bohrungen werden daher eine Breite von 3/8" (9,5 mm) haben. Man kann jedoch offensichtlich andere geeignete Dimensionen verwenden.

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Claims

Terlan Research Establishment, Vaduz (Liechtenstein)

Patentansprüche

( 1. !Konstruktionselement mit einer Mehrzahl von parallel und gerade in seiner Längsriohtung verlaufenden Reihen von Löchern, von denen jedes gleiohen Abstand von den nächstbenachbarten Löchern der benachbarten Reihe besitzt und zwischen denen gitterartig in zwei quer zueinander verlaufenden, diagonalen Richtungen, parallele, gerade, undurohbrochene Materialstreifen verbleiben, daduroh gekennzeichnet, daß jedes Loch die Form eines mit seinem Soheitel quer zur Längsrichtung des Elements liegenden gleichschenkligen Dreiecke mit kreisbogenförmig die geraden Seiten tangierend ausgerundeten Ecken besitzt und daß zwischen den Löchern ein solcher Abstand vorhanden ist, daß sich zwisohen je zwei und zwei Lochreihen ein undurohbrochener, gerader, in Längsrichtung verlaufender Materialstreifen ergibt.

2. Konstruktionselement nach Anspruch 1, daduroh gekennzeichnet, daß der den Scheitel jedes Loches begrenzende Bogen auf einem Kreis liegt, der von der Basisseite tangiert wird.

3. Konstruktionselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius dieses Scheitelbogens größer ist als die Radien der die Basiswinkel ausrundenden Bögen.

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k, Konstruktionselement naoh Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite jedes der undurchbrochenen Materialstreifen gleich dem Durchmesser des Scheitelbogenkreises der Löcher ist.

5. Konstruktionselement nach Anspruch 1 — k, dadurch gekennzeichnet, daß Paare von benachbarten Lochreihen vorhanden sind, deren Loohscheitel in entgegengesetzte Richtung weisen.

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