DE19509398A1 - Verbindungselement - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verbindungselement zum kraftschlüssigen Verbinden von Tragelementen eines Tragwerkes, mit auf den Begrenzungsebenen eines Kör­ pers angeordneten Teilelementen.

Derartige Verbindungselemente sind bekannt. Diese dienen dazu, beispielsweise als Tragelemente bezeich­ nete Profile miteinander so zu verbinden, daß eine Rahmenstruktur entsteht. Diese Rahmenstruktur bildet ein Tragwerk, in das Wand- oder Regalelemente einge­ setzt werden können, um beispielsweise einen Messe­ stand herzustellen. Da die aus den Profilen zusammen­ gesetzten Tragwerke relativ umfänglich sein können, kommt den an den Knotenpunkten eingesetzten Verbin­ dungselementen eine besondere Bedeutung zu. Die be­ kannten Verbindungselemente sind zum Aufbringen einer genügend großen Tragkraft relativ kompliziert aufge­ baut und somit nur kostenintensiv herstellbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ver­ bindungselement der gattungsgemäßen Art zu schaffen, daß einfach aufgebaut und kostengünstig herstellbar ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Ver­ bindungselement mit den im Anspruch 1 genannten Merk­ malen gelöst. Dadurch, daß die jeweils aneinander­ grenzenden Teilelemente einen im wesentlichen li­ nienförmigen Berührungskontakt besitzen und über vorzugsweise rechtwinklig zu den Teilelementen ange­ ordneten Halteelementen kraftschlüssig miteinander verbunden sind, ist es vorteilhaft möglich, das Verbindungselement aus einfachen Teilelementen her­ zustellen, die keiner komplizierten Verbindungstech­ nik untereinander bedürfen. Da sich die Teilelemente untereinander nur linienförmig und vorzugsweise nur punktförmig berühren, ist ein aufwendiges Verbinden, beispielsweise durch Verschweißen entlang einer Berührungsfläche zwischen den einzelnen Teilelementen nicht notwendig. Durch die rechtwinklig zu den Teil­ elementen angeordneten Halteelemente, über die eine kraftschlüssige Verbindung der Teilelemente unterein­ ander erfolgt, können diese mit großer Steifigkeit zueinander angeordnet werden. Da die Halteelemente im wesentlichen senkrecht zu den Teilelementen angeord­ net sind, wird in einfacher Weise eine Abstützung der Teilelemente derart erreicht, daß mittels aus den Teilelementen zusammengefügte Verbindungselemente eine große Tragkraft aufnehmen können.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vor­ gesehen, daß die Halteelemente in wenigstens zwei rechtwinklig aufeinanderstehenden Ebenen angeordnet sind, wobei die Schnittlinien der Ebenen vorzugsweise im Innern des Raumkörpers liegen und ein Schnittpunkt aller Ebenen, auf dem die Halteelemente angeordnet sind, im Mittelpunkt des Raumkörpers liegt. Hierdurch wird ein Verbindungselement mit sehr großer Stabi­ lität erreicht.

In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Teilelemente auf den Begren­ zungsebenen eines Würfels angeordnete Flächenelemente sind, die vorzugsweise als Kreiselemente ausgebildet sind und sich an ihren Umfangskanten punktförmig berühren. Hierdurch wird sehr vorteilhaft erreicht, daß das Verbindungselement insgesamt einen relativ geringen Materialeinsatz benötigt und trotz des ge­ ringen Materialeinsatzes eine große Stabilität auf­ weist. An den Berührungspunkten kann sehr vorteilhaft nur ein loses Berühren vorliegen, während das kraft­ schlüssige Verbinden über die Halteelemente erfolgen.

In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Halteelemente von Winkelele­ menten gebildet sind, die mit ihren Schenkeln in vorzugsweise an den Teilelementen vorgesehenen Aufnahmen eingreifen. Hierdurch kann das gesamte Ver­ bindungselement mittels der Haltelemente und den Teilelementen modulartig zusammengesteckt werden und trotzdem große Tragkräfte aufnehmen. Durch diese modulartige Steckbarkeit der Einzelteile des Verbin­ dungselementes können beliebige Körper als Verbin­ dungselemente realisiert werden. So können beispiels­ weise die vorzugsweise kreisförmig ausgebildeten Teilelemente bei der Verwendung von drei Teilelemen­ ten prismenartig und bei der Verwendung von ent­ sprechend vielen Teilelementen polygonartig angeord­ net werden.

In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Teilelemente wenigstens eine Durchgangsöffnung aufweisen, die von einem Befesti­ gungselement für an den Außenseiten der Teilelemente anschlagbare Tragelemente durchgreifbar sind. Hier­ durch können in einfacher Weise, beispielsweise mit­ tels Gewindeschrauben, Tragelemente an den Teilele­ menten des Verbindungselementes arretiert werden. Erfindungsgemäß sind jedoch auch andere Verbindungs­ möglichkeiten, beispielsweise mittels Bajonettver­ schlüssen, mittels Rastverschlüssen usw. möglich.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus übrigen in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.

Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungs­ beispiel anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Verbindungselementes;

Fig. 2 eine Schnittdarstellung durch das Verbindungselement;

Fig. 3 eine Draufsicht auf ein Teilelement;

Fig. 4 eine Draufsicht auf ein Halteelement und

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines mit Tragelementen versehenen Verbindungs­ elementes.

In der Fig. 1 ist ein allgemein mit 10 bezeichnetes Verbindungselement dargestellt. Das Verbindungsele­ ment 10 besitzt insgesamt sechs Teilelemente 12, die jeweils auf den Begrenzungsflächen eines würfel­ förmigen Raumkörpers angeordnet sind. Die Teilele­ mente 12 sind als ebene Flächenelemente 14 aus­ gebildet, die einen kreisförmigen Grundriß besitzen. Nachfolgend werden die Teilelemente 12 als Kreis­ elemente 16 bezeichnet. Die Ausbildung als Kreis­ elemente 16 ist lediglich beispielhaft, so können die Teilelemente 12 auch einen ovalen, polygonen oder anderweitigen Querschnitt aufweisen.

Die Kreiselemente 16 des Verbindungselementes 10 berühren sich lediglich punktförmig an ihren Umfangs­ kanten 18. Jeweils zwei benachbarte Kreiselemente 16 sind in einem rechten Winkel zueinander angeordnet, wobei sich ein punktförmiger Berührungskontakt an den Umfangskanten 18 ergibt. Nach einem weiteren, nicht dargestellten Ausführungsbeispiel, kann das Verbin­ dungselement 10 auch mehr als sechs Teilelemente 12 aufweisen, so daß diese nicht in einem rechten Winkel zueinander angeordnet sind. Die Winkel zwischen zwei sich berührenden Teilelementen 12 betragen dann bei­ spielsweise mehr als 90°.

Die Kreiselemente 16 sind mittels Halteelementen 22 miteinander verbunden, wobei die Halteelemente 22 derart angeordnet sind, daß sie zwei benachbarte Kreiselemente 16 kraftschlüssig miteinander verbin­ den. Die Halteelemente 22 sind als rechtwinklig zu den Kreiselementen 16 verlaufende Winkelelemente 24 ausgebildet. Die Winkelelemente 24 greifen jeweils mit einem Schenkel 26 in Ausnehmungen 28 der Kreis­ elemente 16 ein. Die Ausnehmungen 28 werden von auf einer Radialen der Kreiselemente 16 verlaufende rand­ offene Schlitze 30 gebildet. Die Kreiselemente 16 werden somit mit den Halteelementen 22 gefügt, wobei insgesamt das in Fig. 1 dargestellte Gebilde ent­ steht. Das in dem Beispiel dargestellte erfindungs­ gemäße Verbindungselement 10 besteht insgesamt aus sechs Kreiselementen 16 und zwölf Halteelementen 22. Nach dem Fügen der Kreiselemente 16 mit den Halte­ elementen 22 können die Verbindungsstellen zusätzlich verschweißt werden, beispielsweise unter Vakuum. Somit ergibt sich insgesamt ein kompaktes Verbin­ dungselement 10, das in der Lage ist, große Trag­ kräfte aufzunehmen. Durch die im rechten Winkel zu den Kreiselementen 16 verlaufenden Halteelemente 22 kann sehr gut eine an die Kreiselemente 16 angrei­ fende Tragkraft aufgenommen und an die unmittelbar benachbarten Kreiselemente 16 abgeleitet werden. Da durch die vorgesehene Anordnung über den Umfang eines Kreiselementes 16 insgesamt vier Halteelemente 22 vorgesehen sind, ist unabhängig von der Richtung der Einleitung der Tragkraft in das Verbindungselement 10 jederzeit eine sichere Ableitung in das Verbindungs­ element 10 gegeben.

Zum Befestigen der Tragelemente besitzen die Kreis­ elemente 16 eine vorzugsweise im Mittelpunkt liegende Durchgangsöffnung 32. Die Durchgangsöffnung 32 ist so gewählt, daß durch diese ein Befestigungselement für die Tragelemente durchgreifen kann. Dies kann bei­ spielsweise eine Befestigungsschraube sein, deren Gewindeschaft von innen durch die Durchgangsöffnung 32 greift und in einer Gewindebuchse eines nicht dargestellten Tragelementes festschraubbar ist. Somit würde das Tragelement mit dem jeweiligen Kreiselement 16 des Verbindungselementes 10 kraftschlüssig ver­ bunden. Zum Einbringen der Verbindungsschraube können die in den Eckpunkten des gedachten Würfels ver­ bleibenden Freiräume 34 genutzt werden. Die Freiräume 34 ergeben sich aufgrund der kreisrunden Gestaltung der Kreiselemente 16. Besitzt die Verbindungsschraube beispielsweise einen geschlitzten Schraubenkopf, kann durch die Durchgangsöffnung 32 des gegenüberliegend angeordneten Kreiselementes 16 ein Schraubendreher hindurchgeführt werden, mittels dem ein Festschrauben der Verbindungsschraube möglich ist. Diese Befesti­ gungsmöglichkeiten sind lediglich beispielhaft und sollen die Einsatzmöglichkeiten des Verbindungs­ elementes 10 verdeutlichen. Selbstverständlich sind beliebige andere Befestigungsmöglichkeiten eines Tragelementes an dem Verbindungselement 10 denkbar.

Die Kreiselemente 16 weisen ferner relativ groß­ flächige Durchbrüche 36 auf, die zwischen der Durch­ gangsöffnung 32 und den Schlitzen 30 angeordnet sind. Diese Durchbrüche 36 führen zu einer erheblichen Gewichtseinsparung für das Verbindungselement 10, gegenüber vollflächig massiven Kreiselementen 16. Die Durchbrüche 36 sind weiterhin dafür geeignet, durch das Verbindungselement 10 Leitungen für verschiedene Medien, beispielsweise Strom, Telefon, Daten (Compu­ ternetz), Luft usw., zu verlegen.

Sämtliche Kreiselemente 16 des Verbindungselementes 10 sind symmetrisch ausgebildet und identisch, so daß jedes Kreiselement 16 an einer jeden beliebigen Sei­ tenfläche des Verbindungselementes 10 eingesetzt werden kann. Die Kreiselemente 16 können aufgrund ihrer einfachen und symmetrischen Form in Massenfer­ tigung, beispielsweise als Stanzteile, gefertigt wer­ den. Insgesamt ist somit ein sehr preiswertes Her­ stellen der Verbindungselemente 10 möglich. Die Halteelemente 22 besitzen ebenfalls eine einfache geome­ trische Gestalt, so daß diese ebenfalls beispiels­ weise als Stanzelemente herstellbar sind.

In der Fig. 2 ist eine Draufsicht auf ein aufge­ schnittenes Verbindungselement 10 gezeigt. Anhand der Schnittdarstellung wird deutlich, daß mittels der gefügten Kreiselemente 16 insgesamt ein würfelför­ miger Raumkörper geschaffen wurde, der an seinen Seitenflächen jeweils ein Kreiselement 16 aufweist. Im übrigen sind gleiche Teile wie in Fig. 1 mit gleichen Bezugszeichen versehen und nicht nochmals erläutert. In der Schnittdarstellung wird weiterhin deutlich, daß zwei im rechten Winkel zueinander ange­ ordnete Kreissegmente 16 lediglich einen punktför­ migen Berührungskontakt besitzen. Die jeweils inneren Umfangskanten 18 stoßen hierbei aneinander. Gehalten werden die Kreiselemente 16 jeweils mittels der Halteelemente 22, wobei diese mit ihren Schenkeln 26 in den Schlitzen 30 der Kreiselemente 16 eingreifen.

Die Halteelemente 22 sind auf drei Ebenen E1, E2 und E3 angeordnet. Die Ebenen E1 und E2 verlaufen gemäß der Darstellung in Fig. 2 senkrecht zur Blattebene, während die Ebene E3 horizontal zur Blattebene ver­ läuft. Die Ebenen E1, E2 und E3 verlaufen recht­ winklig zueinander, und der Schnittpunkt der Ebenen E1, E2 und E3 liegt im Mittelpunkt des Verbindungs­ elementes 10.

Die Halteelemente besitzen eine Aussparung 40 derart, das die sich berührenden Kreiselemente 16 keinen zusätzlichen Formschluß erhalten. Die Aussparungen 40 führen zu Eingriffsnuten 41 (Fig. 1), in die ent­ sprechende Vorsprünge von an das Verbindungselement 10 befestigbare Tragelemente eingreifen können. Hier­ durch können auf die Tragelemente wirkende Drehmo­ mente von dem Verbindungselement 10 gut abgefangen werden.

In der Schnittdarstellung wird weiterhin deutlich, daß die Kreiselemente 16 einen Radius r besitzen, der so gewählt ist, daß bei in einer Ebene projizierten Kreiselement 16 und Halteelement 22 eine Hypotenuse 38 des Halteelementes 22 die Umfangskante 18 der Kreiselemente 16 nicht schneidet. Somit ergibt sich, daß die von jeweils drei unmittelbar aneinander­ stoßenden Kreissegmenten 16 gebildeten Freiräume 34 nicht von übermäßig großen Halteelementen 22 begrenzt werden. Die Handhabbarkeit für das Einbringen von Verbindungselementen zum kraftschlüssigen Verbinden von Tragelementen wird somit nicht behindert.

In der Fig. 3 ist in Draufsicht ein Kreiselement 16 gezeigt. Anhand der Draufsicht wird die vollkommen symmetrische Ausbildung der Kreiselemente 16 deut­ lich. Die Schlitze 30 zur Aufnahme der Halteelemente 22 sind symmetrisch über den Umfang des Kreisele­ mentes 18 in jeweils einem Abstand von 90° zueinander eingebracht. Zwischen jeweils zwei Schlitzen 30 sind die Durchbrüche 36 vorgesehen, während im Mittelpunkt der Kreiselemente 16 die Durchgangsöffnung 32 liegt. Eine Breite b der Schlitze 30 ist einer Dicke der Halteelemente 22 angepaßt, so daß diese im wesent­ lichen ohne Spiel in die Schlitze 30 einsteckbar sind und in diesen selbsthemmend gehalten werden. Zum Erzielen eines besonders festen Verbundes des Ver­ bindungselementes 10 werden die Halteelemente 22 mit den Kreiselementen 16 zusätzlich verschweißt.

Die in Fig. 4 gezeigte Draufsicht auf ein Halte­ element 22 verdeutlicht nochmals den einfachen Auf­ bau. Zur Ausbildung der Winkelform mit den um 90° zueinander versetzt angeordneten Schenkeln 26 ist die Herstellung durch einfaches Ausstanzen möglich.

Anhand der verschiedenen Darstellungen des Verbin­ dungselementes 10 wird ohne weiteres deutlich, daß mittels einfach aufgebauter Teile, die in einfacher Weise gefügt werden können, ein sehr kompaktes Ver­ bindungselement für Tragwerke schaffbar ist, das geeignet ist, die von Tragelementen angreifende Trag­ kraft sicher abzufangen und aufzunehmen.

In der Fig. 5 ist ein Verbindungselement 10 mit zwei Tragelementen 42 dargestellt. Die Tragelemente 42 sind hierbei beabstandet zu dem Verbindungselement 10 dargestellt, um den Aufbau besser verdeutlichen zu können. Die Tragelemente 42 besitzen einen runden Querschnitt, wobei ein Radius der Tragelemente 42 dem Radius r der Kreiselemente 16 angepaßt ist. Die Tragelemente 42 weisen einen mittleren Halteabschnitt 44 auf, der beispielsweise ein hier nicht dargestell­ tes Innengewinde aufweisen kann. In dieses Innen­ gewinde sind Befestigungsschrauben einschraubbar, deren Schraubenkopf innerhalb des Verbindungselemen­ tes 10 angeordnet ist und dessen Gewindeschaft die Durchgangsöffnung 32 durchgreift. Somit können die Tragelemente 42 kraftschlüssig mit dem Verbindungs­ element 10 verbunden sein, wobei durch den angepaßten Querschnitt der Tragelemente 42 an das Kreiselement 16 ein guter Formschluß gegeben ist. Die kraft­ schlüssige Verbindung wird über das nicht darge­ stellte Verbindungselement gewährleistet. Insgesamt sind so an das im Beispiel gezeigte Verbindungsele­ ment 10 maximal sechs Tragelemente 42 ankoppelbar.

Claims (18)

1. Verbindungselement zum kraftschlüssigen Verbinden von Tragelementen eines Tragwerkes, mit auf den Begrenzungsebenen eines Raumkörpers angeordneten Teilelementen, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils aneinander grenzenden Teilelemente (12) einen im wesentlichen linienförmigen Berührungskontakt be­ sitzen und über Halteelemente (22) kraftschlüssig miteinander verbunden sind.

2. Verbindungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteelemente (22) recht­ winklig zu den Teilelementen (12) angeordnet sind.

3. Verbindungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Halte­ elemente (22) in wenigstens zwei rechtwinklig aufein­ anderstehenden Ebenen angeordnet sind.

4. Verbindungselement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittlinien der Ebenen (E1, E2, E3) im Inneren des Raumkörpers liegen.

5. Verbindungselement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schnittpunkt aller Ebenen (E1, E2, E3) im Mittelpunkt des Raumkörpers liegt.

6. Verbindungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Teil­ elemente (12) auf den Begrenzungsflächen eines Würfels angeordnete Flächenelemente (14) sind.

7. Verbindungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächen­ elemente (14) Kreiselemente (16) sind, die sich an ihren Umfangskanten (18) berühren.

8. Verbindungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kreis­ elemente (16) Aufnahmen für die Halteelemente (22) aufweisen.

9. Verbindungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, durch gekennzeichnet, daß die Aufnahmen von Durchbrüchen durch die Kreiselemente (16) gebildet sind.

10. Verbindungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmen von auf einer Radialen der Kreiselemente (16) verlaufenden Schlitzen (30) gebildet werden.

11. Verbindungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (30) randoffen sind.

12. Verbindungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kreis­ elemente (16) jeweils um 90° zueinander versetzt angeordnete Schlitze (30) aufweisen.

13. Verbindungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Halte­ elemente (22) von Winkelelementen (24) gebildet sind, die mit ihren Schenkeln (26) in die Schlitze (30) der Kreiselemente (16) eingreifen.

14. Verbindungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hypo­ tenusen (38) der Winkelelemente (24) außerhalb der Umfangslinie (Umfangskante 18) eines parallel zu den Halteelementen (22) angeordneten Kreiselementes (16) liegen.

15. Verbindungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkel­ elemente (24) innerhalb des Verbindungselementes (10) angeordnet sind.

16. Verbindungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkel­ elemente (24) im Schnittpunkt zweier Kreiselemente (16) eine Aussparung (40) aufweisen.

17. Verbindungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kreis­ elemente (16) wenigstens eine Durchgangsöffnung (32) aufweisen, die von einem Befestigungselement, für an der Außenseite des Kreiselementes (16) anschlagbare Tragelemente (42) durchgreifbar sind.

18. Verbindungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kreis­ elemente (16) zwischen den Durchgangsöffnungen (32) und den Schlitzen (30) großflächige Durchbrüche (36) aufweisen.