DE1803090A1

DE1803090A1 - Rahmengestell

Info

Publication number: DE1803090A1
Application number: DE19681803090
Authority: DE
Inventors: Black Anthony Frederick
Original assignee: BLACK ANTHONY FREDERICK
Current assignee: BLACK ANTHONY FREDERICK
Priority date: 1967-10-16
Filing date: 1968-10-15
Publication date: 1969-06-19
Also published as: BE722419A; FR1603389A; US3563580A

Description

Orpington, Kent / Großbritannien

Rahmeng e s t e11

Die Erfindung bezieht sich auf Rahmen und Rahmenverbindungen, und betrifft insbesondere die Konstruktion von Rahmen für Bau- und andere Konstruktionszweoke.

Die Erfindung besteht aus einem Verbindungselement für einen Rahmen, das eine Vielzahl von relativ zueinander geneigten Flächen aufweist, von denen eine oder mehrere mit Bohrungen versehen sind, um durch Verschraubung, Verstiftung od. dgl. mit einer ähnlichen Flache eines anderen ähnlichen Verbindungselementes zusammen zu arbeiten, um dazwischen das Ende einer Stange, einer Strebe od. dgl. festzuklemmen, die ein Teil eines Rahmens bildet.

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In einer zweckmäßigen Form ist ein Verbindungselement gemäß der Erfindung schüsselförmig, d. h. von hohler, abgestumpfter Pyramidenform, und jede der geneigten Seitenwände kann in der Mitte mit einer Bohrung versehen sein. Wenn man zwei derartige Verbindungselemente zusammenbringt, wobei eine Wand des einen sich in Flächen-

w berührung einer Wand des anderen nähert, kann das mit einer Bohrung versehene Ende einer Stange, die in einen Rahmen eingebaut werden soll, zwischen die benachbarten Flächen der Verbindungselemente eingesetzt werden, und eine Schraube od. dgl. kann durch die drei fluchtenden Bohrungen hindurchgeführt werden, um die zwei Verbindungselemente und die Hahmenstange starr zusammenzuhalten. Weitere Rahmenstangen können auf ähnliche Weise an anderen Flächen von zwei Verbindungselementen befestigt

t werden (unter Verwendung anderer zusammenarbeitender Verbindungselemente), und auf diese Weise kann leicht ein Rahmengestell aufgebaut werden.

Die Erfindung besteht auch aus einer Rahmenstange zur Verwendung mit Verbindungselemente^ wie sie oben "erwähnt wurden, die an einem oder an jedem Ende einen abgeflachten, mit einer Bohrung versehenen Bereich aufweist,

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der sich zum Festklemmen zwischen den Flächen von Verbindungselementen eignet.

Die Stange besteht vorzugsweise aus einem hohlen Metallrohr. Eines oder ;jedes Ende kann abgeflacht und gebohrt sein, oder ein flacher Metallstreifen mit einer Bohrung kann in einen Querschlitz in das Ende des Rohres so eingesetzt und eingeschweißt werden, daß er sich axial aber das Ende des Rohres hinaus erstreckt.

Ein abgewandeltes Verbindungselement gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine oder beide von zwei Abwandlungen einschließen, nämlich

a) die Kanten zwischen benachbarten geneigten Seiten des pyramidenförmigen Elementes, die vorzugsweise im spitzen Winkel aneinanderstoßen, können mit einem Radius oder einer glatten Wölbung versehen sein, und/oder

b) die Ecken der Basis dee Pyramidenelementes werden fortgelassen oder entfernt.

Diese abgewandelten Verbindungselemente können verwendet werden, um ein Rahmengestell mit Rahmenstangen oder Streben zu errichten, wie sie oben erwähnt wurden und die aus Rohr- oder Stabmaterial bestehen, wobei Metallstrei-

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fen in Bndschlitzen zur Befestigung mittels einer Schraube oder eines Stiftes zwischen benachbarten Flächen von zwei Verbindungselementen befestigt sind. Wahlweise kann an dem Ende einer Stange oder einer Strebe ein Anschlußteil angesetzt sein, das aus einem Zentrierkopf zum Aufnehmen eines Strebenendes und aus einem zugehörigen flachen Strei- W fen zur Befestigung zwisohen Verbindungselementen besteht. Der Zentrierkopf und der mit ihm verbundene Streifen können aus einem Stück geformt sein, d. h. durch Schmieden oder Gießen von Metall, wie z. Bo Aluminium.

Die Erfindung besteht weiterhin aus einem Rahmengestell, das aus Stangen und Verbindungselementen hergestellt ist, wie sie oben erwähnt wurden und die zusammengesetzt aneinander befestigt sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigent

Fig. 1 und 2 eine Seiten- und eine Oberansicht einer

Form eines Rahmenverbindungselementes gemäß der Erfindung;

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Fig. 3 eine Seitenansicht einer Rahmenstange gemäß der Erfindung zur Verwendung mit Verbindungselementen gemäß Fig. 1 und 2}

Pig. 4 einen Querschnitt entlang der linie A-A in Pig. 3}

Fig. 5 eine teilweise geschnittene Oberansloht eines Knotenpunktes eines Rahmengestells, das aus Elementen gemäß Fig. 1 bis 4 aufgebaut ist}

Fig. 6 eine etwas verkleinerte perspektivische Darstellung eines Rahmenknotenpunktes, wie er in Fig. 5 gezeigt ist?

Fig. 7 eine Form eines Rahmengestells gemäß der Erfindung; .

Fig. 8 und 9 eine Seiten- bzw. Oberansioht eines weiteren Verbindungselementes flir ein Rahmengestell gemäß der Erfindung;

Fig. 10 und 11 eine Seiten- und eine Endansicht einer Stange zur Verwendung beim Erriohten eines Rahmengestells gemäß der Erfindung}

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Fig. 12 eine Rahmenverbindung gemäß der vorliegenden Erfindung}

Fig. 13 eine Form eines Rahmens, die mit.Verbindungselementen und Stangen gemäß der Erfindung aufk gestellt werden kann, und .

Fig. 14 eine Seitenansicht in Richtung des Pfeiles in Fig. 13- .

In einer zweckmäßigen Ausführungsform zur Durchführung. ,;:„,. der Erfindung können die Elemente zur Herstellung einer Rahmenkonstruktion eine Vielzahl von Verbindungselementen oder Tragkonsolen, wie sie beispielsweise in. Fig, I und 2 gezeigt sind, und eine Vielzahl von Rahmenstangen oder Streben aufweisen, wie sie beispielsw#isgrin.Fig. und 4 der Zeichnung gezeigt sind. -r ..■■·..:

Ein Verbindungselement oder eine Tragkonsole der in Fig. und 2 gezeigten Art hat die Form einer hohlen, ·?abgestumpften Pyramide, die an jedem Ende offen ist., Sie kann aus Metallblech gepreßt oder gestanzt sein, kann auf Wunsch jedoch auf jede andere zweckmäßige Weise hergestellt .

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werden. Die Seitenwände 1, 2, 3 und 4 sind unter einem Winkel von 45° zur Basis der Pyramide geneigt, können aber jedooh in anderen Formen auch unter jedem anderen gewlihschten Winkel geneigt sein. In der Mitte oder in deren Nähe ist jede Wand mit einer Bohrung 5 versehen.

Zur Zusammenarbeit mit Verbindungselementen, wie sie in Pig. 1 und 2 gezeigt sind, können Streben oder Stangen für ein Rahmengestell vorgesehen sein, wie sie beispielsweise in Fig. 3 und 4 gezeigt sind. Jede Strebe besteht aus einem Metallrohr 6 von gewünschter Länge und von gewünschtem Querschnitt (gemäß Fig. 4 mit etwa quadratischem Querschnitt). An jedem Ende ist die Strebe mit einem Querschlitz in ihrer Mittelebene versehen, und in diesen Schlitz ist ein Ende eines Metallstreifens 7 eingesetzt, der in seiner Lage durch eine Kehlschweißnaht befestigt ist. Die Länge des Streifens 7, die über das Ende des Rohres 6 hervorsteht, ist mit einer Bohrung 9 versehen.

Beim Zusammensetzen eines Rahmens gemäß der Erfindung unter Verwendung von Elementen, wie sie in Fig. 1 bis 4 gezeigt sind, werden Knotenpunkte des Rahmens aufgestellt, wie sie in Fig. 5 und 6 gezeigt sind. Vier Verbindungs-

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elemente A, Β» C und D, die alle von der in Fig. 1 und gezeigten Art sind, werden an ihren schmalen offenen Enden nebeneinander angeordnet, um eine WürfeIkonstruktion zu bilden (Fig. 6). Zwischen aneinanderstoßende Flächen der Verbindungselemente (z. B. zwischen die Fläohen 2 und 4 der Verbindungselemente C und B in Fig. 5) wird der Endstreifen 7 einer Rahmenstrebe (Fig. 3 und 4) so eingesetzt, daß die Bohrungen 5 der beiden Verbindungselementflächen und die Bohrung 9 des Streifens 7 fluohten. Eine Schraube 10 wird durch diese Bohrungen hindurchgeführt und festgezogen, um die Strebe und die Verbindungselemente fest miteinander zu verbinden. Weitere Streben 6 können zwischen den entsprechenden Flächen der anderen Verbindungselemente BA, AD, DO befestigt werden, so daß, wie es in Figo 5 zu sehen ist, ) vier Streben in derselben Ebene in diagonale Eichtungen von den Eoken der wurfeiförmigen Knotenbaugruppe hervorstehen.

Ein fünftes Verbindungselement kann in die Basis der aus vier Verbindungselementen bestehenden Baugruppe, wie sie in Fig. 5 gezeigt ist, eingesetzt werden und die Enden von Streben X festklemmen, die unter dem Winkel

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der Wände 1, 2, 3 und 4 (d. h. unter 45° in der dargestellten Auaführungsf orm) nach, unten gerichtet sind. Ebenso kann ein seohstes Verbindungselement in das obere Ende der Baugruppe gemäß Fig. 5 und 6 eingesetzt werden und die Enden weiterer Streben zusammenklemmen, die unter einem Winkel (45° im vorliegenden Fall) nach oben geneigt sind.

Daß entgegengesetzte Ende ;jeder Strebe 6 kann in Verbindungselemente eingeklemmt werden, die einen weiteren Rahmenknotenpunkt bilden, so daß ein Rahmen, wie er in Fig. gezeigt ist (oder in vielen anderen Formen) aufgerichtet werden kann.

Wenn es erwünscht ist, daß die Streben 6 des Rahmengestells einen gewissen Grad einer Schwenkbewegung ermöglichen, können in einer etwas abgewandelten Rahmenkonstruktion an voneinander im Abstand liegenden Stellen zwischen den anstoßenden Flächen (wie z. B. 2, 4 in Fig. 5) von zusammenarbeitenden Verbindungselementen Abstandsblöoke eingesetzt werden, die die Flächen etwas auseinanderhalten, und wenn es erwünscht ist, können die Schrauben 10 in einem solohen Fall durch vergleichsweise

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loae Stifte ersetzt werden. Die Abstandselemente können gesonderte feile sein, sind jedoch vorzugsweise z. B. durch Schweißung an den Flächen der Verbindungselemente befestigt.

^ Eine andere Form eines Verbindungselementes oder einer (Eragkonsole gemäß der Erfindung, wie sie in Fig. 8 und 9 gezeigt ist, besteht wie vorher aus einer pyramidenartigen Anordnung von vier Seitenwänden 1, 2, 3 und 4» von denen jede eine oder mehrere Sohraubenbohrungen 5 aufweist, aber die Kanten der Pyramide zwischen aneinanderstoßenden Seiten sind nicht spitzwinklig, wie es oben mit Bezug auf Fig. 1 bis 7 beschrieben wurde, sondern glatt gewölbt oder bei 11 abgerundet. Außerdem sind die Ecken der Pyramidenbasis des Elementes abgeschnitten oder

' fortgelassen worden, und zwar in einer Ebene im wesentlichen senkrecht zur Kante der Pyramide, so daß ein zuriiokgeschnittener Rand 12 an jeder Ecke entsteht."

Tragkonsolen oder Verbindungselemente wie sie in Fig· 8 und 9 gezeigt sind, können auf dieselbe Weise verwendet werden, wie sie oben beschrieben wurde, um zwischen ihnen die flachen Enden von Rahmenstreben festzuklemmen, wenn ein Rahmengestell aufgebaut werden soll.

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Eine abgewandelte Form einer Strebe, die auch verwendet werden kann, ist in Fig. 10 und 11 dargestellt. Ein Endstück oder Ansohlußteil für eine solche Strebe kann aus einem Zentrierkopf 13 mit einem fest angeformten flachen Ausläufer 14- bestehen, der in einer Diametral ebene des Zentrierkopfes verläuft (Fig. 11). Ein Rohr 15 oder ein Stab., die die Länge der Strebe bilden, ist an jedem Ende mit einem derartigen Zentrierkopf 13 verbunden, beispielsweise durch Schweißung oder duroh Gewindeeingriff. Der Kopf 13 kann mit Entlüfungsbohrungen 16 für G-alvanisierungsvorgänge nach dem Schweißen versehen sein, woraufhin dann die Bohrungen 16 auf irgendeine geeignete Weise verstopft werden können. Jedes Endstück oder jeder Zentrierkopf 13, 14 kann eine Einheit darstellen, die durch Schmieden oder Gießen eines geeigneten Metalls, z. B. Aluminium, oder auf irgendeine andere zweckmäßige Weise hergestellt werden. Die Schraubenbohrungen in dem flachen Ausläufer sollten denjenigen in den Verbindungselementen entsprechen.

Eine unter Verwendung der in Fig. 8 bis 11 gezeigten Teile hergestellte Rahmenverbindung ist in Fig. 12 dargestellt, die vier Verbindungselemente oder Tragkonsolen der in

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Fig. 9 dargestellten Art zeigt» die quadratisch zusammengesetzt sind, wobei die Ausläufer 14 der Anschlußstacks von vier verschiedenen Streben 15 zwischen aneinandergrenzenden Flächen (2 bzw. 5} von benachbarten Verbindungselementen angeordnet und mit diesen durch Schrauben 10 fest verbunden sind. Die anderen Enden der Streben 15 sind mit anderen Verbindungselementen oder Tragkonsolen auf ähnliche Weise verbunden, um ein Rahmengestell zu errichten.

In der zvl errichtenden Form eines Bahmengestells, wie sie in Fig. 7 dargestellt und oben beschrieben ist, bilden die miteinander verbundenen Streben gemeinsam pyramidenförmige lahmenelemente. Bei einer anderen Iahmenform gemäß der Erfindung, wie sie in Fig· 13 und gezeigt ist, können die Seiten Streben einschließen, die in .quadratischen Anordnungen verbunden sind, (die die Basen von pyramidenförmigen lahmenelementen verbinden), aber andere Flächen des fertigen Hahmens schließen dreieckige Rahmenanordnungen von drei Streben ein (Fig. 14), die jeweils eine Seite einer pyramidenförmigen Anordnung oder eine Seite einer tetraedrischen Anordnung bilden, die in dem. fertigen Kahmen enthalten ist.

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In einigen Rahmen, die aus Verbindungselementen und Streben gemäß der Erfindung hergestellt sind, kann es erwlinsoht sein, eine oder mehrere der Streben (z. B. eine der Streben 15 in Fig. 12) fortzulassen, und in diesem Fall kann ein Abstandselement oder eine Scheibe von derselben Dicke und von ähnlichen Abmessungen wie der Ausläufer 14 eines Anschlußteils vorgesehen werden, um zwischen benachbarte Flächen der Verbindungselemente eingesetzt zu werden.

Die Verbindungselemente oder Tragkonsolen und die flaohen Enden der Streben können mit einer Verzahnung versehen sein, um einen besseren Griff zu schaffen, und Schrauben mit hoher Zugfestigkeit können verwendet werden, um sie zusammenzuhalten.

Obwohl die Verbindungselemente oben mit vier Seiten in pyramidenförmiger Anordnung beschrieben wurde, können Elemente mit anderen Seitenzahlen unter entsprechenden Winkeln verwendet werden. Vorzugsweise haben sie alle abgerundete Kanten 11 und abgeschnittene Eoken 12 an der Basis, aber wahlweise können die Eoken auch abgeflaoht sein, um eine aohteokige Pyramide zu formen. Wenn Festigkeit weniger wichtig ist, kann für billige Zusammenbauten

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ein Verbindungselement oder eine Tragkonsole einfach eine zusammengefaltete Kreuzform aufweisen. In einer anderen Form eines Verbindungselementes können fünf Seiten unter entsprechenden Winkeln vorgesehen werden, und ein derartiges Element in Verbindung mit elf ähnlichen Elementen ermöglicht einen Knoten von bis zu dreißig Streben.

Aus der obigen Beschreibung wird ersichtlich sein, daß die Erfindung einfache und wirksame Teile schafft, aus denen Rahmen verschiedener Formen schnell und leicht hergestellt werden können, wobei wenig oder keine Erfahrung erforderlich ist.

In einigen Fällen, z. B. wenn die Erfindung bei Spielzeugen oder Konstruktionsmodellen Anwendung fih'det, können die verschiedenen Teile aus Kunststoff oder anderen geeigneten Materialien hergestellt werden.

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Claims

- 15 - Patentansprüche t

1. Verbindungselement für einen Rahmen, gekennzeichnet duroh eine Vielzahl von relativ zueinander geneigten Plattenflächen, von denen eine oder mehrere mit Bohrungen versehen sind, um durch Verschraubung, Verstiftung od. dgl. mit einer ähnlichen Fläche eines anderen ähnlichen Verbindungselementes zusammen zu arbeiten, um dazwischen das Ende einer Stange, einer Strebe od. dgl. festzuklemmen, die einen Teil des Rahmens bildet.

2. Verbindungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die'Plattenflächen die Wände einer schüsseiförmigen Einheit bilden.

3. Verbindungselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einheit eine Vielzahl von Plattenflächen aufweist, die Wände bilden, die jeweils Trapezform haben.

4. Verbindungselement nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einheit eine abgestumpfte, pyramidenartige Form hat.

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5. Verbindungselement nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandeoken an der Basis des Elementes abgeschnitten oder fortgelassen sind.

6. Verbindungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede Plattenfläche zur Basisebene des Verbindungselementes unter etwa geneigt ist.

7. Verbindungselement naoh einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede einer beträchtlichen Anzahl von Plattenflächen etwa in ihrer Mitte mit einer Bohrung versehen ist.

8. Sahmenstange oder Strebe zur Verwendung mit einer Vielzahl von Verbindungselementen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch einen flachen oder abgeflachten Endbereich mit einer Bohrung zur Befestigung zwischen den gegenüberliegenden Plattenflächen von zwei der Verbindungselemente.

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9- Rahmenverbindung» gekennzeichnet duroh eine Vielzahl von Verbindungselementen naoh einem der Anaprliohe 1 bis 7» die mit angrenzenden Plattenflachen von benachbarten Verbindungselementen in parallel gegenüberliegender Beziehung zusammengeklemmt sind, wobei zwischen jedem Paar von wenigstens einigen der angrenzenden Plattenfläohen das Ende einer RahmenBtange oder einer Strebe befestigt ist.

10. Rahmen flir Konstruktionszweoke, gekennzeichnet duroh eine Vielzahl von Stangen oder Streben, die in geordneter Winkel- und Abstandsbeziehung duroh Verbindungen gemäß Anspruoh 9 an den Treffpunkten der Enden der Stangen oder Streben zusammengehalten sind.

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