DE19947963A1

DE19947963A1 - Verbindungselement zur Kraftübertragung

Info

Publication number: DE19947963A1
Application number: DE19947963A
Authority: DE
Inventors: Aloys Kerber
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-10-05
Filing date: 1999-10-05
Publication date: 2001-05-17
Also published as: AU1645101A; EP1185742A1; DE10083029D2; WO2001025558A1; ATE346993T1; DE50013816D1; EP1185742B1

Abstract

Technisches Problem der Erfindung = technische Aufgabe und Zielsetzung DOLLAR A Das vorliegende Verbindungselement (Knoten) wurde zunächst als Stahlelement für einen Tragrahmen im Holzskelettbau entwickelt. Es gilt in einem Knoten, auf engstem Raum, ein Verbindungselement zu schaffen, welches die mehrseitig gerichteten Schnittgrößen (Längskräfte, Querkräfte, Biegemomente, auch Torsion) überträgt und gleichzeitig einfach montierbar und demontabel ist und gleichzeitig eine leichte Montage der anzubauenden Teile ermöglicht. Die am Markt befindlichen Verbindungsteile bieten diese Vorteile in Zusammenwirkung nicht (Beispiel Mero-System: starrer Knoten, der ausschließlich Schraubverbindung nutzt und lediglich Stabkräfte überträgt; Beispiel Janebo-Aufhängung: Knoten, der praktisch zwar leicht montierbar, aber nur eine Auflagerkraft aufnimmt; Beispiel Lindapter-Systeme (Klemmvorrichtungen): zwar leicht montierbar, praktisch nur Längskräfte aufnehmbar). DOLLAR A Lösung des Problems bzw. technische Aufgabe DOLLAR A Das Problem ist gelöst, indem ein kubischer Körper mit Verschlußkörper (Fig. 1) entworfen wird. Die Besonderheit stellt jedoch der Verschlußkörper (4) dar, da dieser mit umlaufender Nut hergestellt wird. Durch diese Maßnahme ist es möglich, alle angreifenden Käfte innerhalb des Systems so weiterzuleiten, wie es die Bemessung erfordert. Das heißt, alle angreifenden Kräfte können in die anschließenden Systemteile (5 und 6) eingeleitet werden. Dabei spielt es keine Rolle, ob Zug- oder ...

Description

Stand der Technik

Die am Markt befindlichen Verbindungsteile bieten die Vorteile in Zusammenwirkung (beliebige Kraftübertragung bei leichter Montage bzw. Demontage und der Möglichkeit höchster Flexibilität (beliebige Formen, beliebige Verbindungsarten, beliebige geeignete Werkstoffe)) nicht. Hierzu Beispiel Mero-System: starrer Knoten, der ausschließlich Schraubverbindung nutzt und lediglich Stabkräfte überträgt; Beispiel Janebo-Aufhängung Knoten der praktisch zwar leicht montierbar aber nur eine Auflagerkraft aufnimmt; Beispiel Lindapter-Systeme (Klemmvorrichtungen) zwar leicht montierbar, praktisch nur Längskräfte aufnehmbar; weiter zu nennen sind die reichlich bekannten Verbindungsteile im Holzbau (Sparrenpfettenanker, Balkenschuh, Winkelverbinder, Z-Profile (z. B. Bozett), Hakenverbinder (z. B. Janebo) oder andere Verbindungsteile. Der von mir entwickelte Kraftübertragender Knoten ist also nicht vergleichbar mit am Markt befindlichen Systemen, weil dieser alle Vorteile (beliebige Kraftübertragung (Längs-, Zug- u. Druckkräfte, sowie Momente, Torsion usw.), Flexibilität (Montage + Demontage, beliebige Formen, beliebige Verbindungsarten und beliebige geeignete Werkstoffe) in sich vereinigt.

Beschreibung des Verbindungselementes

Der vorliegende Knoten wurde zunächst als Stahlelement für einen Tragrahmen im Holzskelettbau entwickelt. Es galt in einem Knoten, auf engstem Raum, ein Verbindungselement zu schaffen, welches die mehrseitig gerichteten Schnittgrößen (Längskräfte, Querkräfte, Biegemomente, auch Torsion) übertragen sollte und gleichzeitig einfach montierbar und demontabel ist. Das vorgestellte Verbindungselement ist aufgrund der Konzeption in der Lage alle diese Forderungen zu erfüllen, und weitaus mehr. Dies wird insbesondere deshalb erreicht, da durch die spezielle Entwicklung des Verschlußkörpers (4) die Momentenübertragung innerhalb des System auf einfache Art möglich ist. Die aus dem Mittelkörper einzuleitenden Kräfte werden praktisch in die "Deckelscheibe" über Kontakt und in die Grundplatte (1) eingeleitet. Durch die entwickelte Nut (4a) können Zug- und Druckkomponenten (auch Moment u. Torsion) hier problemlos eingetragen werden. Der Verschlußkörper (4) wird aber auch kraftschlüssig mit der Grundplatte (1) verbunden (im vorliegenden Fall mittels Schraubverbindung (4b)). Die Vertikalschlitze (3a) ermöglichen ein besonders einfaches Einhängen (in diesem Fall) der Holzriegel (6). Die gewählten Verbindungsmittel (6a) können innerhalb dieses Verbindungselementes (Fig. 1 + 2) beliebig angeschlossen werden, praktisch immer auf die aufzunehmenden Schnittgrößen zugeschnitten. Im vorliegenden Fall kann auf Grund dieser Konzeption auf besondere Aussteifungselemente innerhalb der Wände und Decken des Bauvorhabens (Gesamtsystem) wie Stabdiagonalen oder verleimte/genagelte. Flächenelemente verzichtet werden. Die Anbauteile (2) sind zur Ableitung der Querkräfte (Auflagerkräfte) aus den Riegeln vorgesehen. Als Vergleich zur Wirkungsweise dieses Verbindungselementes kann die Aussteifung eines beliebigen Hauses mit einem Treppenkern gesehen werden, wo ebenso die Deckenscheibe horizontale Lasten in die Wandscheiben ableitet bzw. aufnimmt. Auch hier werden verschieden gerichtete Kraftkomponenten übertragen. Als weiteres Anbauteil (2a in Fig. 3) am Deckel (4) ein Zentrierdorn mit Stabdübel (2a) als Fixierung der Stützenfüße (5), und damit Aufnahme von Querkräften und Längskräften. Biegemomente sind für diesen Anschluß vernachlässigbar, können aber nach Maßgabe auch übertragen werden.

Mit der Entwicklung und Erfindung dieses Knotens sind Verbindungen in allen denkbaren Bereichen - Holzbau, Holzskelettbau, Stahlbau, Stahlbetonbau und Möbelbau, Rahmenbau, Fertigbau und alle anderen Bereiche, wo es gilt zwei oder mehr Stäbe oder Bauteile zu vereinigen (z. B.: Rahmenecken, - kreuzungen usw.) - leicht und wirtschaftlich ausführbar.

Der im Schutzanspruch 1) angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde ein Verbindungsteil zu schaffen, welches in der Lage ist alle Schnittkräfte (Längs- und Querkraft, sowie Biegemoment und Torsion o. ä. . . .) auf kleinstem Raum innerhalb der Konstruktion abzuleiten. Dies wird durch die besondere Ausführung des Verschlußkörpers (4) mit der Nut (4a) erreicht.

Die im Schutzanspruch 1) angegebenen Erfindung konnte durch die offene Gestaltung (Verschlußkörper (4)) extrem leicht montierbar und demontabel gestaltet werden. Dies ist durch den aufgelösten Verbindungskörper (Grundplatte (1), Mittelkörper (3), Anbauteile (2 + 2a) und Verschlußkörper (4)) erreicht worden. Besonders die Zugänglichkeit zum Knoteninneren während der Einbauphase bzw. Demontage ermöglicht dies. Mit der Erfindung lassen sich auch alle anschließenden Teile (5 + 6) besonders leicht (im vorliegenden Fall mittels Schrauben (6a) und Zentrierdorn (2a)) montieren und auch demontieren.

Der im Schutzanspruch 2) angegebenen Erfindung liegt weiterer Vorteil darin, daß beliebige Formen ausführbar sind. Hierzu einige Beispiele, die jedoch lediglich eine kleine Auswahl darstellen: Die Grundplatte (1) kann beliebige Formen (Drei-, Vier-, Fünf-, Sechs- . . . . . usw. Vieleck (symmetrisch und unsymmetrisch), aber auch symmetrische und unsymmetrische Körperformen) haben; dies ist bei der Gestaltung des Mittelkörpers (3) ebenso möglich, wie beim Verschlußkörper (4). Die Grundplatte (1) kann aber auch als Verschlußkörper hergestellt werden, sodaß praktisch Verschluß unten (4), Mittelteil (3) und Verschluß oben (4) zu dem Verbindungselement zusammengebaut werden kann. Alle Teile können praktisch nach den Gegebenheiten einzeln so aufgelöst werden, daß das Verbindungselement die vorhandenen Schnittkräfte überträgt. Ein Extremfall wäre die Gliederung einer Kugel mit beliebigen Anschlußrichtungen (Kugelkörper mit Deckel), wobei immer durch die Verschlußmöglichkeit und damit der Zugang nach innen gegeben ist. Sonderfälle auch ohne Verschlußkörper sind ebenfalls ausführbar. Eine weitere Möglichkeit wäre, wenn lediglich zwei Verschlußteile (4) als Verbindung genutzt werden. Hierzu ein Beispiel, welches ebenfalls beliebig gestaltet werden kann: In den Nuten eines Verschlußkörpers (4) unten werden z. B.: beliebig viele Träger mit Kopfplatten (Kopfplatten mit Überständen) eingelegt und von oben wird der Verschlußkörper (4) aufgesetzt. Die beiden Verschlußköper werden untereinander (z. B.: mittels Schraube (4b) oder wie auch immer) verbunden. Auch dabei können die verschiedenen Schnittkräfte übertragen werden. Der Vorteil der Ausrichtung von anschließenden Teilen, beliebiger Form ist damit praktisch immer gegeben. Dabei ist auch der in der Erfindung unter 1) maßgebliche Verschlußkörper (4) mit seiner Nut (4a) umgestaltbar, indem z. B. Verschraubungen, Klebungen, Klemmungen, Falzung, Bördelung, Schweißung, Stiftung, Verguß, Bajonettverschluß, Scharnierverbindungen, Verzapfungen und alle kraftübertragenden Verbindungen genutzt werden können. Die Nut (4a) kann auch so gestaltet werden, daß der Deckel (4) mit Außenkanten bündig ist. Die Vielfalt ist praktisch grenzenlos.

Der im Schutzanspruch 2) angegebenen Erfindung liegt weiterer Vorteil darin, daß desweiteren beliebige Anbauteile (2 + 2a) vorgesehen werden können, die die Nutzung und Flexibilität steigern oder einschränken, die aber auf die notwendigen Gegebenheiten ausgelegt werden können. (im dargestellten Teil Anbauteile (2) als Auflager der Riegel, und damit zur Aufnahme der Querkräfte aus dem Riegel, bzw. am Deckel (4) ein Dorn mit Stabdübel (2a), zur Aufnahme von Querkräften und abhebenden Kräften). Unter Anbauteilen sind auch mögliche Steifen im Inneren der Konstruktion zu verstehen. Neben den Steifen sind auch eingebrachte Stäbe, Diagonalen u. v. a. m. je nach Erfordernis zu verstehen. Anbauteile können also auch in beliebiger Form innen und außen nach Maßgabe und Erfordernis in allen möglichen Materialien vorgesehen werden.

Der im Schutzanspruch 3) angegebenen Erfindung liegt weiterer Vorteil darin, daß die in allen Richtungen notwendigen Anschlüsse frei wählbar sind (so können statt der Schlitze (3a) z. B. einfache Bohrungen ausgeführt werden oder Gewindelöcher oder Längs- bzw. Querschlitze (auch diagonale oder gebogene Schlitze) zum Einbringen von Halfenschrauben, um nur einige Beispiele zu nennen). Es haben praktisch alle ausführbaren Anschlußmöglichkeiten hier Zugang; eben darauf abgestimmt die Schnittgrößen zu übertragen und die Mobilität (Montage + Demontage) zu optimieren. Auch die Anzahl der Anschlußmöglichkeiten (1-2-3. .n.-Schlitze, 1 bis n-Löcher oder alle weiteren . . .) können auf die Erfordernisse abgestimmt werden. Die Schlitze können Halfenschrauben aufnehmen, aber es bleibt auch die Möglichkeit mit z. B. Janebo-Haken anzuschließen. Genauso einfach kann auch ein Stab des Mero- Systems angeschlossen werden. Der Knoten bietet den Vorteil, daß auch Kopfplattenanschlüsse unterschiedlicher Abmessung hier problemlos vereinigt werden können.

Der im Schutzanspruch 4) angegebenen Erfindung liegt weiterer Vorteil darin, daß für das Verbindungselement alle geeigneten Werkstoffe in Frage kommen können.

Der Verbindungskörper ist im Bereich Verbindungstechnik praktisch universal einzusetzen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist anhand Fig. 1 bis Fig. 3 erläutert:

Fig. 1 zeigt das Verbindungselement in offener Form (1 Blatt)

Fig. 2 zeigt das Verbindungselement in geschlossener Form (1 Blatt)

Fig. 3 zeigt das Verbindungselement in offener (auseinandergezogener) Form (3 Blätter)

Die Fig. 1 zeigt als Beispiel das Verbindungselement bestehend aus Grundplatte (1), Mittelkörper (3) und Verschlußkörper (4), sowie Anbauteilen (2) in offener Form ohne Verbindungsmittel. Besonders gut läßt sich hier die Nut (4a) erkennen, welche zur Kraftüberleitung notwendig ist. Ebenso sind die in dem Ausführungsbeispiel die Schlitz (3a) erkennbar, in welche die Riegel (6) eingehängt werden.

Die Fig. 2 zeigt als Beispiel das Verbindungselement bestehend aus Grundplatte (1), Mittelkörper (3) und Verschlußkörper (4), sowie Anbauteilen (2) in geschlossener Form ohne Verbindungsmittel

Die Fig. 3 zeigt als Beispiel das Verbindungselement bestehend aus Grundplatte (1), Mittelkörper (3) und Verschlußkörper (4), sowie Anbauteilen (2 + 2a) in offener Form mit Verbindungsmittel (6a + 4b) und anschließenden Bauteilen (5 + 6). Hier sind die Nut (4a), und die Schlitze (3a) auch erkennbar. Die räumliche Ansicht (Fig. 3.5) verdeutlicht an diesem Beispiel besonders die leichte Montage

Claims

1. Verbindungselement bestehend aus Grundplatte (1), Mittelkörper (3) und Verschlußkörper (4), sowie Anbauteilen (2 + 2a) (Hinweis: 2a in Fig. 3),

- dadurch gekennzeichnet, daß dieses Element trotz der aufgelösten Form beliebige Kräfte (Längs- und Querkräfte, Biege- und Torsionsmomente u. a.) - auch gleichzeitig - übertragen kann.
- dadurch gekennzeichnet, daß dieses Element aufgrund der aufgelösten Form außerdem leicht montierbar und demontabel ist

2. Das unter 1) angegebene Verbindungselement,

- dadurch gekennzeichnet, daß beliebige Formen ausführbar sind.

3. Das unter 1) angegebene Verbindungselement

- dadurch gekennzeichnet, daß beliebige Verbindungsarten genutzt werden können.

4. Das unter 1) angegebene Verbindungselement

- dadurch gekennzeichnet, daß beliebige geeignete Werkstoffe verwendet werden können.