DE1709396C2 - Knotenstück für eine Knotenpunktverbindung von Fachwerkkonstruktionen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Knotenstück für eine Knotenpunktverbindung von Fachwerkkonstruktionen mit zumindest an den Anschlußenden hohlen Stäben, das jeweils ein zum Anschluß eines Stabs dienendes Anschlußstück aufweist, das in das hohle Anschlußende des Stabs mit laschenartigen Armen eingreift, die durch eine Spreizvorrichtung quer zu ihrer Längsrichtung spreizbar sind.

Es kommt häufig vor, daß die Stäbe von Fachwerken an verschiedenen Stellen mit verschiedenen Winkeln aufeinandertreffen. Bei solchen Bauten ist es vielfach unmöglich gewesen, Knotenstücke einheitlicher Form bzw. Größe im obigen Sinne zu verwenden.

So ist beispielsweise durch das deutsche Gebrauchsmuster 18 81691 ein Knotenstück der eingangs genannten Art bekannt, welches zur Verbindung bei Metallrohrgestellen dient. Hierbei ist das Anschlußstück als aus den laschenartigen Armen gebildeter Zapfen an einer senkrecht stehenden Säule rechtwinklig befestigt. Dieses besannte Knotenstück kann deshalb nicht bei solchen Bauwerken als einheitliches Element eingesetzt werden, bei denen vielfach unterschiedliche Anschlußwinkel zwischen den Fachwerkstäben gegeben sind. Auch geringe Winkelabweichungen, bedingt durch Ungenauigkeiten wie Maßtoleranzen usw., können nicht berücksichtigt werden.

Gleiches gilt auch für den Gegenstand der französischen Patentschrift 13 61398, die gleichfalls ein Knotenstück zur rechtwinkligen Verbindung von Gestellkonstruktionen betrifft.

Es sind zwar Knotenstücke für Fachwerkkonstruktionen bekannt, die Abweichungen von den vorgesehenen Anschlußwinkeln für die Stäbe aufnehmen können jedoch sind sie entweder nicht geeignet zur Aufnahme von Zugkräften (USA.-Patentschnft ?3 51 419) oder sie sind relativ Kompliziert ausgebildet (US.-Patentschrift 11 10 183), da die Stabenden ein Außengewinde besitzen. Außerdem ist bei dem an zweiter Stelle genannten Fall zum Verbinden ein Drehen der Stäbe erforderlich, was nicht in jedem

Fall möglich ist. · . , u 1 ,

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Knotenstück der eingangs näher beschriebenen Art so auszubilden, daß es sowohl in einheitlicher Größe bzw Fern in der Massenfertigung hergestellt werden kann als auch in solchen Bauten eingesetzt werden kann bei welchen die Fachwerkstäbe mit geringfügig voneinander abweichenden Winkeln einmünden können, wie das z. B. bei kuppelartigen Konstruktionen der Fall ist.

Die Erfindung löst diese Aufgabe bei dem Knotenstück der eingangs genannten Art dadurch, daß jedes Anschlußstück drei zueinander parallele Arme aufweist und daß jedem äußeren Arm eine Spreizvorrichtung zugeordnet ist, die diesen Arm gegenüber dem minieren Arm spreizt.

Mit einem Knotenstück nach der Erfindung ist es möglich, innerhalb einer Fachweikkonstruktion Hohlstäbe unter unterschiedlichen Winkeln entsprechend unterschiedlichen Bereichen der Konstruktion miteinander zu verbinden, ohne mehrere verschiedene Formen der Hohlstäbe zu benötigen oder genaue Messungen und Zuschnitte für unterschiedliche Bereiche der Fachwerkkonstruktion durchführen zu müssen.

In einfacher Weise kann mittels der Spreizvorrichtung nicht nur der Sitz der Arme im hohlen Ende des jeweiligen Stabs mit der gewünschten Festigkeit fixiert werden, sondern es können auch mittels der Spreizvorrichtungen die zwischen den einzelnen Armen des Knotenstückes eingeschlossenen Winkel den jeweiligen Erfordernissen angepaßt werden.

Weitere Kennzeichen und Vorteile der vorliegenden Erfindung, soweit sie durch die Patentansprüche gedeckt sind, ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen, welche in der Zeichnung schematisch dargestellt sind. Es zeigt

Fig. 1 eine kuppelartige Fachwerkkonstruktion, bei welcher die einzelnen Arme der Knotenstücke unterschiedliche Winkel miteinander einschließen, in perspektivischer Darstellung,

F i g. 2 im größeren Maßstab, teilweise im Schnitt, die Verbindung, wobei der Schnitt parallel zu einer Tangentialebene an der Konstruktion nach F i g. 1 geführt ist. und

Fig. 3 und 4 Schnitte nach den Linien 3-3 bzw. 4-4 in der Fi g. 2.

Die kuppelartige Fachwerkkonstruktion 10 nach Fig. 1 weist einen Zugring 12, einen Druckring 14, aus Stäben 16 gebildete Meridianteile, Knotenslücke 18 und aus Stäben 20 gebildete Ringteile auf. Diese einzelnen Bauteile bilden zusammen ein Skelett, dessen Oberfläche im wesentlichen entlang einer Drehfläche mit einer Achse 22 verläuft, wobei diese Drehfläche durch Rotation einer ebenen Kurve um die Achse 22 gebildet ist. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Drehfläche eine Halbkugel, welche durch Rotation eines Viertelkreises um eine vertikale Achse entsteht. Selbstverständlich kann jede andere Drehfläche, z. B. Paraboloide, Ellipsoidc usw., Anwendung finden.

Es muß auch die Achse der Drehfläche nicht vertifcal verlaufen. Ferner könnten auch mehrere solcher geometrischer Formen zu einer Konstruktion vereinigt »erden

Die Stäbe 16 sind alle entlang ,on Meridianlinien ier Drehfläche angeordnet und verlaufen vom horizontalen Zugring 12 bis zum horizontalen Druckring |4 Eine Meridianlinie ist hierbei definiert als die Schnittlinie der Drehfläche mit einer durch ihre Achse •ehenden Ebene. Die Ebenen, in welchen die Stäbe |6 liegen, sind vorzugsweise derart angeordnet, daß «||e Winkel, die von benachbarten Ebenen eingetchlossen werden, einander gleich sind, so daß im Falle der dargestellten Halbkugel benachbarte Stäbe 16 gleiche Sektoren der Halbkugel begrenzen. Die «'äbel6 liegen auf geodätischen Linien der Drehflache, im dargestellten Ausführunt',sbeispiel auf Croßk'reisen der Halbkugel.

Die Stäbe 20 liegen wie die Stäbe 16 auf geodätischen Linien der Drehfläche bzw. Großkreisen der Kugelfläche. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist jede dieser geodätischen Linien, auf welcher ein Stab 20 liegt, definiert durch die Verschneidung der Kugelfläche und einer Ebene, welche durch den Mittelpunkt der Kugelfläche und zwei auf demselben horizontalen Parallelkreis liegende, benachbarte Knotenstückc 18 geht. Auf diese Weise schließen benachbarte Stäbe 20 miteinander einen im folgenden als »Verbindungswinkel« bezeichneten Winkel ein, welcher etwas geringer als 180 ist.

Zufolge dieser geometrischen Beziehungen zwischen den verschiedenen Bestandteilen der Fachwerkkonstruktion 10 können alle Stäbe 16 und 20 bei ihrer Herstellung die gleiche Krümmung erhalten, welche dem Radius der Kugelfläche entspricht.

Jedes Knotenstück 18 (Fig. 3 bis 6) weist ein Mittelstück 24 mil zwei Anschlußstücken 26 auf. an deren jedem ein rohrförmiger Stab 16 angeschlossen ist. Feiner sind an dem Mittelslück 24 zwei Anschlußstücke 28 vorgesehen, an deren jedem ein rohrförmigcr Stab 20 angeschlossen ist. An den Stäben 16 ist je ein Halteprofil 30 (Fig. 3) und an den Stäben 20 je ein Halteprofil 32 befestigt, die ein Aluminiumstranggußstück sein können.

Die Halteprofile30 und 32 dienen zum Tragen der die Außenhaut der Konstruktion bildenden Platten 34 z. B. aus Plexiglas. Sie sind an den Halteprofilcn 30 und 32 mittels Klemmleisten 36 befestigt.

Das Miltelstück 24 des Knotenstücks 18 ist mit den beiden Anschlußstücken 26 und 28 einstückig aus einem Aluniiniumgußstück gebildet. Das Mittelslück 24 weist im wesentlichen eine trapezartige Gestalt mit zwei Sacklöchern 38 auf, deren Achse senkrecht zur Konstruktionsobcrllächc angeordnet ist. Die Sacklöcher 38 haben zylindrische Seitenwände 39, welche bis zu einem Innensteg40 reichen, welcher ein niittigcs Loch 41 besitzt. Der Innensteg 40 und das Loch 41 können zum Befestigen von von der Konstruktion abgehängten Gegenständen, z. B. Beleuchtungskörper usw., dienen. Der Innensteg 40 kann jedoch auch geschlossen ausgebildet scm.

Die Stirnflächen des Mittelstücks 24 an den Ausmündungen der Sacklöcher 38 sind im wesentlichen eben ausgebildet. An den Außenflächen des Mittelstücks 24, an denen die Anschlußstüeke 26 und 28 ansetzen, sind für den Anschluß der Stäbe 16 und aus Teilflächen 42 bzw. 44 gebildete flache kreisförmige Oberflächenpartien vorgesehen.

Die mittleren Teüflächen 42 bzw. 44 verbleiben zwischen den Ansetzstellen der Arme 46, 48 und 54. 56 der Anschlußstüeke 26 und 28, während die äußern Teüflächen 42 und 44 entsprechend dem Anschlußende der Stäbe 16 und 20 ringartig die kreisförmige Oberflächenpanien begrenzen. Während die Teüflächen 42 parallele Oberflächenpartien auf zwei Seiten des Mittelstücks 24 bilden, schließen die aus den Teüflächen 44 gebildeten Oberflächenpanien miteinander einen spitzen Winkel ein. da die parallelen Arme 54 und So für die Stäbe 20 wie diese auf verschiedenen sich schneidenden geodätischen Linien der Dachfläche liecen.

Jedes Anschlußstück 26 und 28 weist einen mittigen Arm 46 und zwei seitliche Arme 48 auf. Die Länssseitenflächen der Arme sind entsprechend dem Innenquerschniit der hohlen Anschlußenden der Stäbe 16 und 20 abgerundet, um einen besseren Sitz zu gewährleisten."Jeder der seitlichen Arme 48 und 56 ist mit einer quer verlaufenden Gewindebohrung 50 nahe seinem äußeren Ende versehen, welche im wesentlichen tangential zur Drehfläche -.erlauft und in welche eine Spreizvorrichtung 52 bzw. 60 in Form einer Spannschraube eingedreht ist. welche sich geecn eine Vertiefung 53 bzw. 61 im mittleren Arm 46"bzw. 54 abstützt. Zum Betätigen der Spannschrauben weisen die hohlen Anschlußenden der Stäbe 16 und 20 an den entsprechenden Stellen OtT-nuniien auf.

Es wurde bereits erwähnt, daß beide einander benachbarte Stäbe 20 miteinander einen Verbindungswinkel einschließen, welcher etwas geringer als 180 ist. da ja diese Ringteile auf verschiedenen, einander schneidenden «eodätischen Linien liegen.

Dies brinnt"bci der Herstellung den Voiteil. daß alle Bauteile" in lediglich einer Richtung um eine gemeinsame Achse mit demselben Krümmungsradius »ekrünimt werden müssen. Dabei ist der Verbindunsiswinkel zwischen zwei benachbarten Stäben 20 von"Ring /u Ring des Skeletts verschieden. Es hat sich herausgestellt", daß die Änderung dieses Verbindungswinkels für jede beliebige Kuppelart bei Verwendung einer genügend großen Anzahl von Ringen minimal gehalten werden kann. In einem halbkugelförmigcn" Kuppelbau mit folgenden Daten beträgt beispielsweise die DilTcrcnz der Vcrbindungswinkcl zwischen dem obersten und untersten Ring (exklusive Druckring 14) und Zugring 12 (bei dem im allgemeinen keine Verbindungsteile verwendet werden) ') 27'36".

20

18 3

Halbkugeldurchmesser 10.26 m

Anzahl der Meridiane

Flächenwinkel zwischen benachbarten Meridianebenen

Anzahl der Ringe mit Knotenstiickcn

Höhe der Knotenstückc über der

Zugrincebene:

l'nterer Ring 1.822 m

Mittlerer Ring 3.42 in

Oberer Ring " 4.5¹M m

\ erbinüuneswinkel:

Unterer Rinc m 4V*¹«"

Minierer Rinu 168 " 15Ί5"

Oberer Ring ^ 164 15Ί5"

Die Weise, in der die die Ringteile bildenden Stäbe

20 an den Anschlußstücken 28 der Knotenstückc

18 befestigt sind, ermöglicht es, die beiden Spannschrauben verschieden stark einzuschrauben, so daß der Winkel, welchen die beiden Anschlußstücke 26 eines Knotens.tücks 18 miteinander einschließen und daher der Winkel, welchen benachbarte Stäbe 20 miteinander einschließen, verändert werden kann. Es hat sich in der Praxis herausgestellt, daß eine einzige Gußform für alle Knotenstücke 18 ausreicht und daß die Unterschiede, welche sich für den Verbindungswinkel in den einzelnen Ringen ergeben, in einfacher Weise dadurch erzielt werden können, daß die Spannschrauben entsprechend mehr oder weniger stark angezogen werden.

Die Stäbe 116 und 20 sind von Rohren vorzugsweise aus Aluminium mit Kreisquerschnitt gebildet. Sie sind jeweils mit Längsrippen 62 und 63 versehen, welche zum Befestigen der Halteprofile 30 bzw. 32 mit Querlöchern 64 bzw. 65 versehen sind.

Von einem Grundkörper 66 bzw. 80 der Halteprofile 30 und 32 erstrecken sich zwei parallele Schenkel 67 bzw. 82 und nehmen zwischen sich die Längsrippe 62 bzw. 63 des zugeordneten Stabs 16 bzw. 20 auf. Die Schenkel 67 bzw. 82 sind mit Querlöchcr 68 bzw. 84 versehen, welche mit den Löchern 64 bzw. 65 in den Längsrippen 62 bzw. 63 fluchten. Die Löcher 64 bzw. 65 der Längsrippen 62 bzw. 63 und die Löcher 68! bzw. 84 der Schenkel 67 bzw. 82 werden vom Verbindungszapfen 70 bzw. 84 durchsetzt. Ferner ist der Grundkörper66 bzw. 80 an seinem oberen Teil mit einem Kopfteil 72 bzw. 88 versehen, der an seiner äußeren Deckflächc mit je einer Längsnut 73 bzw. 90 mit mehreren parallelen Rippen für den Eingriff von Schrauben zum Befestigen der Klemmleisten 36 versehen ist. Schließlich sind zwei Arme 74 bzw. 92 vorgesehen, welche seitlich vom Grundkörper 66 bzw. 80 abstehen und im wesentlichen senkrecht zum Kopfteil 72 bzw. 88 und zu den Schenkeln 67 bzw. 82 gerichtet sind. Die Arme 74 bzw. 92 haben flache Unterplatten und Deckflächen. Auf die letzteren liegen die Platten 34 auf. Nahe dem Kopfteil 72 sind die Arme 74 mit kleinen Eindrükkungen versehen, die sich in Längsrichtung der Halteprofile 30 erstrecken und Kanäle bilden, durch welche zwischen die Platten 34, die Halteprofile 30 und die Klemmleisten 36 eingesickertes Wasser abgeleitet werden kann. Zwischen den Platten 34, den Halteprofilen 30 bzw. 32 und den Klemmleisten 36 liegen ferner Bandfedern 75 mit drei Armen (Fig. 3). Ein Arm jeder Feder 75 ist in die Nut 73 bzw. 90 eingesetzt, wogegen die beiden anderen Arme auf den Kopfteil 72 bzw. 88 und den Seitenrand der Platten 34 drücken. Über die Länge der Halteprofile 30 bzw. 32 sind mehrere solche Bandfedern 75 verteilt, so daß Relativbewegungen der Platten 34 und der Halteprofile 30 bzw. 32 auf ein Minimum beschränkt werden.

Jedes Halteprofil 30 ist ferner mit zwei Flanschen 76 versehen, welche sich von den unteren Enden der Schenkel 67 quer zur Längsrichtung des Halteprofils 30 erstrecken und im wesentlichen parallel zu den

ίο Armen 74 verlaufen. Die Flansche 76 haben einen etwas dichteren Querschnitt als die entsprechenden Abschnitte der Arme 74 und sind an ihren Enden jeweils mit einem sich in Längsrichtung erstreckenden bandartigen Ansatz 78 versehen. Auf diese Weise sind Kanäle zum Abfluß von Kondenswasser gebildet.

Jedes Halteprofil 32 ist gegenüber dem Halteprofil 30 nur mit einem Flansch 94 versehen, der jedoch a". seinem Ende keinen Ansatz aufweist. Der Flansch 94 ist im Abstand vom unteren Ende des Schenkels 82 an diesen angesetzt, so daß er passend über dem Flansch 76 des Halteprofils 30 liegt. Ferner sind die Enden der Arme 92 so weit abgearbeitet, daß die Enden der Arme 74 der zugeordneten Halteprofile 30

eingreifen können. Der Flansch 94 des Halteprofils 32 und sein Schenkel 82 bilden hierbei eine Rinne, in die an der Innenfläche der Kuppel auftretendes Kondenswasser und von dort nach unten abfließen kann. Dies wird dadurch erleichtert, daß die Halteprofile 32, welche auf Großkreisen des halbkugelförmigen Kuppelbaues angeordnet sind, ihren höchsten Punkt zwischen den beiden Verbindungsteilen haben.

Jede der Platten 34 ruht auf den flach ausgcbil-

deten Deckflächen der Arme 74 bzw. 92 von" vier rahmenartig angeordneten Halteprofilen 30 und 32 auf. Zwischen den Plattenrändern und den Kopfteilen 72 bzw. 88 verbleibt jeweils ein Spalt. An der Unterseite ist jede Klemmleiste 36 mit zwei Länpsnutcn 96

versehen, welche im montierten Zustand der Klemmleisten 36 jeweils über einander benachbarten Platten 34 liegen. Durch in geeigneten Abständen voneinander angeordnete Löcher in den Klemmleisten 36 erstrecken sich Befestigungsschrauben 98. welche in

die Nuten 73 bzw. 90 der Halteprofile 30 bzw. 32 eingedreht sind und auf diese Weise die Klemmleisten 36 befestigen. Der zwischen den Nuten 96 dei Klemmleisten 36 und den Platten 34 verbleibende Spalt ist mit einem geeigneten Dichtungsmaterial 100,

ζ. Β. einem vulkanisierten Butyldichtunesband ausgefüllt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Knotenslück für eine Knotenpunktverbindung von Fachwerkkonstruktionen mit zumindest an den Anschlußenden hohlen Stäben, das jeweils ein zum Anschluß eines Stabs dienendes Anschlußstück aufweist, das in das hohle Anschlußende des Stabs mit laschenartigen Armen eingreift, die durch eine Spreizvorrichtung quer zu ihrer Längsrichtung spreizbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Anschlußstück (26, 28) drei zueinander parallele Arme (46, 48; 54, 56) aufweist und daß jedem äußeren Arm (48; 56) eine Spreizvorrichtung (52; 60) zugeordnet ist, die diesen Arm (48, 56) gegenüber dem mittleren Arm (46, 54) spreizt.

2. Knotenstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichne!, daß die äußeren Arme (48, 56) nahe ihren freien Enden mit einer quer zu ihrer Längsrichtung verlaufenden Gewindebohrung(50; 58) versehen sind, in die je eine Spannschraube eindrehbar ist, die mit einem Ende an den mittleren Arm (46, 54) anstößt.

3. Knotenstück nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die an den mittleren Arm (46, 54) anstoßenden Enden der Spannschrauben konvex abgerundet sind und daß der mittlere Arm (46, 54; an beiden Seitenflächen mit zum Angriff der Spannschrauben dienenden, entsprechend konkav abgerundeter. Vertiefungen (53; 61) versehen ist.