DE19512675A1 - Verbindungselement - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verbindungselement zum kraftschlüssigen Verbinden von Tragelementen eines Tragwerks.

Verbindungselemente der hier angesprochenen Art sind bekannt. Sie dienen dazu, als Tragelemente be­ zeichnete Profile miteinander so zu verbinden, daß eine Rahmenstruktur beziehungsweise ein Tragwerk entsteht, in das Wand- beziehungsweise Regalele­ mente einsetzbar sind, um beispielsweise einen Mes­ sestand herzustellen. Die Verbindungselemente be­ kannter Art sind aufwendig aufgebaut und damit in der Herstellung relativ kostenintensiv.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verbin­ dungselement der eingangs genannten Art zu schaf­ fen, das preiswert herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird bei einem Verbindungselement ge­ mäß Oberbegriff des Anspruchs 1 mit Hilfe der in diesem Anspruch genannten Merkmale gelöst. Dadurch, daß das Verbindungselement durch einzelne Teilele­ mente aufgebaut ist, die über von einem Grundflä­ chenelement der Teilelemente abgebogene Verb in­ dungslaschen miteinander verbunden sind, ist eine einfache und kostengünstige Herstellung des Verbin­ dungselements möglich. Dabei sind die Verbindungs­ laschen gegenüber dem Grundflächenelement abgebo­ gen, so daß zwischen den Verbindungslaschen benach­ barter Teilelemente flächige Berührungsbereiche ge­ geben sind, die außerhalb eines gedachten Poly­ eders, vorzugsweise eines Rechteckkörpers des Ver­ bindungselements liegen. Damit sind die Laschen bei der Herstellung günstig erreichbar, so daß das Her­ stellungsverfahren leicht und kostengünstig reali­ sierbar ist.

Bevorzugt wird ein Ausführungsbeispiel des Verbin­ dungselements, bei dem die Grundflächenelemente ei­ nes Teilelements im wesentlichen rechteckig, vor­ zugsweise quadratisch ausgebildet sind und die Ver­ bindungslaschen von den Ecken des Grundflächenele­ ments entspringen. Derartige Teile sind leicht in einem Stanz-/Biegeverfahren herstellbar, so daß die Produktionskosten gering gehalten werden können.

Desweiteren wird ein zweites Ausführungsbeispiel des Verbindungselements bevorzugt, bei dem die Grundflächenelemente eines Teilelements im wesent­ lichen rechteckig, vorzugsweise quadratisch ausge­ bildet sind und die Verbindungslaschen von den Sei­ tenkanten des Grundflächenelements entspringen. An diesen über jeweils die gesamte Breite eines Grund­ flächenelements sich erstreckenden Verbindungsla­ schen können auf einfache Weise beispielsweise mehrere Löcher vorgesehen sein, die vorzugsweise randoffen sind. Somit können hakenartige Aus­ nehmungen ausgebildet werden, in die in einfacher Weise Windverbände oder Wandelemente einhängbar sind.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Grundflächenelemente trapezförmig ausgebildet, wo­ bei die beiden Schenkel jeweils einen Winkel von vorzugsweise 11° mit dem auf der Grundlinie des Trapezes stehenden Lot einschließt. Damit läßt sich ein bogenförmiges Tragwerk errichten.

Bevorzugt wird weiterhin eine Ausführungsform des Verbindungselements, bei dem die Teilelemente in sich symmetrisch und alle identisch ausgebildet sind. Auf diese Weise wird der Herstellungsvorgang besonders vereinfacht, da an allen Seiten des Ver­ bindungselements gleiche Teilelemente vorgesehen sind.

Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel des Verbindungselements schließen die Verbindungs­ laschen eines Teilelements mit dessen Grundflächen­ element einen Winkel von vorzugsweise ca. 135° ein. Damit liegen die Verbindungslaschen im wesentlichen in der den gedachten Polyeders des Verbin­ dungselements durchdringenden Diagonalen. In die Verbindungslaschen eingeleitete Kräfte werden damit so aufgefangen, daß die Verbindung zwischen den einzelnen Verbindungslaschen sehr wenig belastet wird, so daß hier bei aus Metall bestehenden Teil­ elementen ein Punktschweißverfahren zur Verbindung der Verbindungslaschen gewählt werden kann. Auch dies führt dazu, daß das Verbindungselement preis­ wert herstellbar ist und eine hohe Stabilität und Kraftaufnahmemöglichkeit aufweist.

Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den übri­ gen Unteransprüchen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeich­ nung näher erläutert. Dabei zeigen

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Verbindungs­ elements,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines weite­ ren Verbindungselements,

Fig. 3a schematisch ein Teilelement eines weiteren Verbindungselements, und

Fig. 3b schematisch ein Tragwerk aus mehreren Verbindungselementen.

Das in Fig. 1 dargestellte Verbindungselement 1 besteht aus sechs Teilelementen 3, die vorzugsweise identisch aufgebaut sind und jeweils ein Grundflä­ chenelement 5 aufweisen, das im wesentlichen rechteckförmig, vorzugsweise quadratisch ausgebil­ det ist. Die Seitenkanten 7 des Grundflächenele­ ments sind bogenförmig ausgebildet und konkav zum gedachten Mittelpunkt des Grundflächenelements 5 eingezogen. Von den gedachten Ecken des Grundflä­ chenelements 5 entspringen jeweils Verbindungsla­ schen 9, die gegenüber dem Grundflächenelement 5 abgewinkelt sind und mit diesem einen Winkel α von vorzugsweise ca. 135° einschließen.

Die senkrecht auf der Bildebene der Fig. 1 stehen­ den vier Teilelemente 3 schließen mit ihren Grundflächenelementen 5 ein Rechteck, vorzugsweise ein Quadrat ein, wobei die Grundflächenelemente 5 mit den Außenflächen eines gedachten Rechteckkör­ pers zusammenfallen, der von allen sechs Teilele­ menten 3 eines Verbindungselements 1 gebildet wird.

Die Seitenansicht läßt erkennen, daß die Teilele­ mente 3 gegenüber den Außenflächen des gedachten Rechteckkörpers um 45° verdreht sind, so daß die von einem Teilelement 3 entspringenden Verbindungs­ laschen 9 in der Mitte einer Seitenkante des ge­ dachten Rechteckkörpers angeordnet sind. Dies ist besonders gut erkennbar bei dem Teilelement 3, des­ sen Grundflächenelement 5 bei der Darstellung in Draufsicht wiedergegeben ist.

Die zwischen Grundflächenelement 5 und Verbindungs­ lasche 9 gegebene Biegelinie 11 fällt jeweils mit einer Seitenkante des gedachten Rechteckkörpers des Verbindungselements 1 zusammen.

Die Verbindungslaschen 9 benachbarter Teilelemente 3 sind flächig miteinander verbunden, was besonders deutlich bei dem Teilelementen in der Seitenansicht erkennbar ist, die senkrecht auf der Bildebene ste­ hen. Dies ergibt eine besonders hohe Stabilität des Verbindungselements 1, so daß große Kräfte abgefan­ gen werden können.

Vorzugsweise bestehen die Teilelemente 3 aus Me­ tall, beispielsweise aus Blech und können in einem Stanzvorgang hergestellt werden. In einem nachfol­ genden Herstellungsschritt werden die Verbindungs­ laschen 9 gegenüber dem Grundflächenelement 5 abge­ bogen. Die Verbindungslaschen 9 können beispiels­ weise durch einen Punktschweißvorgang miteinander verbunden werden.

Die Grundflächenelemente 5 weisen in ihrer Mitte eine Durchbrechung 13 auf. Die Laschen 9 sind in ihren Endbereich mit einem Loch 15 versehen. Die Endbereiche können, wie in der Figur dargestellt, kreisbogenförmig abgerundet sein, wobei der Mittel­ punkt des Lochs 15 etwa im Zentrum des Kreisbogens der Außenlinie der Verbindungslasche 9 angeordnet ist.

Die Seitenansicht läßt erkennen, daß die Verbin­ dungslaschen 9 etwa mit der den gedachten Rechteck­ körper durchlaufenden Diagonalen zusammenfallen. Diese durch je zwei Verbindungslaschen gehende Ver­ bindungslinien schneiden sich im gedachten Zentrum des Verbindungselements 1, so daß sich eine beson­ ders hohe Stabilität ergibt und das Verbindungsele­ ment geringen Torsionen unterworfen ist.

Alle Teilelemente 3 sind in sich symmetrisch ausge­ bildet und identisch, so daß jedes Teilelement 3 an einer beliebigen Seitenfläche des gedachten Rechteckkörpers eingesetzt werden kann. Damit ist die Herstellung des Verbindungselements 1 besonders preiswert möglich.

Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß bei dem hier dargestellten Verbindungselement 1 an jeder Seiten­ fläche des gedachten Rechteckkörpers je ein Teil­ element 3 vorgesehen ist, das mit je vier Verbin­ dungslaschen 9 ausgerüstet ist.

Das Verbindungselement 1 hat damit insgesamt zwölf durch je zwei Verbindungslaschen 9 gebildete An­ satzpunkte, an denen ein sogenannter Windverband angebracht werden kann. Die in die Verbindungsla­ schen 9 eingeleiteten Kräfte werden aufgrund der flächigen Verbindung der Verbindungslaschen sehr gut abgefangen, wobei die Verbindungslaschen durch Schrauben aneinandergehalten werden, die zur Befe­ stigung des Windverbands durch die Löcher 15 ge­ führt werden.

Die in eine Verbindungslasche 9 eingeleiteten Kräfte werden über das Grundflächenelement 5 eines Teilelements 3 an die anderen Verbindungslaschen 9 und damit an die anderen Teilelemente 3 des Verbin­ dungselements 1 weitergeleitet, so daß letztlich eine sehr gleichmäßige Belastung des Verbindungs­ elements 1 gewährleistet ist, wobei sich somit eine sehr hohe Stabilität ergibt.

Die Seitenansicht läßt erkennen, daß die Seitenkan­ ten 7 der Grundflächenelemente 5 einen Freiraum um­ schließen, durch den mit einem geeigneten Werkzeug in das Innere des Verbindungselements 1 eingegrif­ fen werden kann. Auf diese Weise können Schrauben durch die Durchbrechungen 13 geführt werden, die der Befestigung von Tragelementen dienen, die an das Verbindungselement 1, das auch als Verbindungs­ würfel oder -knoten bezeichnet wird, angebracht werden. An ein Verbindungselement 1 können somit maximal sechs Tragelemente befestigt werden.

Durch die identischen Teilelemente 3 ist das Ver­ bindungselement 1 von allen Seiten gleich, so daß also eine spezielle Ausrichtung des Verbindungsele­ ments nicht gegeben ist. Auch dies führt zu einer besonders leichten Verwendbarkeit und leichten Her­ stellbarkeit von Tragelementen beziehungsweise Mes­ sebauten mit Hilfe dieses Verbindungselements.

Die flächigen Verbindungsbereich zwischen den Ver­ bindungslaschen 9 liegen vollständig außerhalb des gedachten Rechteckkörpers des Verbindungselements 1, so daß trotz der großen Verbindungsflächen ein entsprechend großer Freiraum im Inneren des Verbin­ dungselements bleibt. Einerseits ist das Verbin­ dungselement also sehr stabil ausgebildet, anderer­ seits können in das Innere des Verbindungselements eingeführte Befestigungsschrauben für Tragelemente leicht und ungehindert eingebracht und festge­ schraubt werden.

Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel ei­ nes Verbindungselements 1, dessen Grundaufbau im wesentlichen demjenigen des ersten Ausführungsbei­ spiels entspricht. Auf eine nochmalige Beschreibung der mit gleichen Bezugszeichen bezeichneten Merk­ male wird deshalb verzichtet.

Der wesentliche Unterschied zu dem in Fig. 1 ge­ zeigten Verbindungselement besteht darin, daß die Verbindungslaschen 9 nicht von den gedachten Ecken des Grundflächenelements 5, sondern von dessen Sei­ tenkanten entspringen.

Aus Fig. 2 ist klar ersichtlich, daß jeweils zwei miteinander verbundene Verbindungslaschen 9 zweier benachbarter Teilelemente 3 sich über die gesamte Breite des Grundflächenelements 5 erstrecken.

Da die sechs Grundflächenelemente 5 einen von außen nur schwer zugänglichen quaderförmigen Innenraum umschließen, sind die Durchbrüche 13 als Gewinde­ bohrungen ausgeführt, so daß Tragelemente in einfa­ cher Weise an einem Teilelement befestigt werden können.

Da die Verbindungslaschen 9 über die gesamte Breite der Grundflächenelemente 5 verlaufen, bietet sich ausreichend Platz, um mehrere Löcher 15 in einer Verbindungslasche auszubilden. Vorzugsweise sind, wie in Fig. 2 gezeigt, jeweils zwei Löcher 15 in einer Verbindungslasche 9 an dessen Längsenden vor­ gesehen. Um das Befestigen von Windverbänden oder anderen Tragelementen zu erleichtern, sind die Lö­ cher 15 randoffen, so daß ein zum Grundelement 5 ragender hakenartiger Vorsprung 21 entsteht. Wind­ verbände oder beispielsweise Wandelemente können also durch einfaches Einhängen von Laschen in diese randoffenen Ausnehmungen befestigt werden.

Fig. 3a zeigt schematisch ein einzelnes Teilele­ ment 3, das ein trapezförmiges Grundflächenelement 5 aufweist. Vorzugsweise schließen die beiden Schenkel 23, 25 des Grundflächenelements 5 einen Winkel β von 11° mit dem auf der Grundlinie 27 ste­ henden Lot ein. Mit Hilfe dieser Neigung läßt sich beispielsweise ein bogenförmiges Tragwerk aufbauen, wie dies schematisch in Fig. 3b dargestellt ist.

Claims (14)

1. Verbindungselement zum kraftschlüssigen Verbin­ den von Tragelementen eines Tragwerks gekennzeich­ net durch Teilelemente (3), die jeweils mindestens eine von einem in der Außenfläche eines gedachten Polyeders, vorzugsweise eines Rechteckkörpers lie­ genden Grundflächenelemente (5) ausgehende, gegen­ über dem Grundflächenelement (5) abgewinkelte Ver­ bindungslasche (9) aufweisen, wobei die Verbin­ dungslaschen (9) eines Grundflächenelements (5) mit der eines angrenzenden Grundflächenelements (5) miteinander so verbunden ist, daß ihre Verbindungs­ bereiche außerhalb des gedachten Rechteckkörpers angeordnet sind.

2. Verbindungselement nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Grundflächenelement (5) im wesentlichen rechteckig, vorzugsweise quadratisch ausgebildet ist und die Verbindungslasche (9) von einer Ecke des Grundflächenelements entspringt.

3. Verbindungselement nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Grundflächenelement (5) im wesentlichen rechteckig, vorzugsweise quadratisch ausgebildet ist und die Verbindungslasche (9) von einer Begrenzungskante des Grundflächenelements (5) entspringt.

4. Verbindungselement nach Anspruch 2 oder 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Grundflächenelemente (5) viereckig ausgebildet sind und vier Verbin­ dungslaschen aufweisen.

5. Verbindungselement nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundflächenele­ mente (5) trapezförmig ausgebildet sind und vier Verbindungslaschen aufweisen, wobei die beiden Schenkel des trapezförmigen Grundflächenelements um vorzugsweise 11° gegenüber der Normalen der Grundlinie geneigt sind.

6. Verbindungselement nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Begrenzungskanten des Grund­ flächenelements (5) bogenförmig ausgebildet und zum Mittelpunkt des Grundflächenelements (5) eingezogen sind.

7. Verbindungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilele­ mente (3) so angeordnet sind, daß deren Verbin­ dungslasche beziehungsweise Verbindungslaschen (9) in der Mitte einer Seitenkante des gedachten Rechteckkörpers angeordnet ist/sind.

8. Verbindungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilele­ mente (3) in sich symmetrisch ausgebildet sind.

9. Verbindungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilele­ mente (3) alle identisch ausgebildet sind.

10. Verbindungselement nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Tei­ lelemente (3) Stanzteile sind und vorzugsweise aus Metall bestehen.

11. Verbindungselement nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundflächenelemente (5) und/oder mindestens eine Verbindungslasche (9) mit einer Durchbrechung (13) beziehungsweise einem Loch (15) versehen sind/ist.

12. Verbindungselement nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver­ bindungslasche beziehungsweise Verbindungslaschen (9) eines Teilelements (3) mit dessen Grundflächen­ element (5) einen Winkel α von vorzugsweise ca. 135° einschließen.

13. Verbindungselement nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sechs Teilelemente (3) mit je vier Verbindungslaschen (9) vorgesehen sind.

14. Verbindungselement nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver­ bindungslasche beziehungsweise Verbindungslaschen (9) eines Teilelements (3) mindestens ein Loch (15) aufweisen, das randoffen ist, so daß ein hakenför­ miger zum Grundflächenelement zeigender Vorsprung ausgebildet ist.