DE202015103171U1 - multi-part carrier - Google Patents
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Abstract
Längserstreckter, hohlprofilierter Träger aus mehreren Tragelementen bestehend, die in zusammengesetzter Anordnung das Hohlprofil des Trägers bilden, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragelemente (2.1 bis 2.7) rahmenartig ausgebildet sind, wobei jedes rahmenartige Tragelement (Rahmenelement) (2.1 bis 2.7) einstückig aus plattenförmigem Material besteht und zumindest einen Plattenausschnitt aufweist, der von einem Plattenrahmen des Rahmenelements (2.1 bis 2.7) begrenzt ist.Longitudinal, hollow-profiled carrier consisting of several support elements, which form the hollow profile of the carrier in an assembled arrangement, characterized in that the support elements (2.1 to 2.7) are formed like a frame, each frame-like support element (frame member) (2.1 to 2.7) in one piece from plate-shaped material and has at least one plate cut-out, which is bounded by a plate frame of the frame member (2.1 to 2.7).
Description
Die Erfindung betrifft einen längserstreckten, hohlprofilierten Träger, bestehend aus mehreren Tragelementen, die in zusammengesetzter Anordnung das Hohlprofil des Trägers bilden. The invention relates to a longitudinally extended, hollow-profiled carrier, consisting of a plurality of support elements, which form the hollow profile of the carrier in a composite arrangement.
Ein Träger dieser Art ist aus der Offenlegungsschrift
Durch die hohlprofile Gestalt des Kastenträgers und die wabenartigen Ausschnitte der Doppel-T-Träger ist sein Eigengewicht geringer als bei einem Träger mit gleichgroßem Vollquerschnitt. Due to the hollow profile shape of the box girder and the honeycomb cutouts of the double-T girder its own weight is lower than in a carrier with the same size full cross section.
Dennoch ist das Eigengewicht eines solchen Stahl-Kastenträger derart hoch, dass dieser für bestimmte konstruktive Anwendungen, wie für Leichtbau-Konstruktionen, wie sie beispielsweise im Messe-, Tribünen- oder Kulissenbau verwendet werden, nicht geeignet ist. Nevertheless, the weight of such a steel box girder is so high that it is not suitable for certain structural applications, such as for lightweight constructions, such as those used in trade fair, bleachers or backdrop construction.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Träger bereitzustellen, der durch ein besonders geringes Eigengewicht ein breite Anwendung für Leichtbau-Konstruktionen findet. The invention has for its object to provide a carrier, which finds a broad application for lightweight constructions by a particularly low weight.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß damit gelöst, dass die Tragelemente rahmenartig ausgebildet sind, wobei jedes rahmenartige Tragelement (Rahmenelement) einstückig aus plattenförmigem Material besteht und zumindest einen Plattenausschnitt aufweist, der von einem Plattenrahmen des Rahmenelements begrenzt ist. The object is achieved in that the support elements are frame-like, each frame-like support element (frame member) consists of one piece of plate-shaped material and has at least one plate cutout, which is bounded by a plate frame of the frame member.
Die durch den großzügigen Plattenausschnitt offene, rahmenartige Gestalt der Tragelemente (Rahmenelemente) in Zusammenwirken mit dem verwendeten dünnwandigem Plattenmaterial schafft eine deutliche Material- und Gewichtsersparnis an diesen Rahmenelementen selbst, die im Weiteren zusammengesetzt einen hohlprofilierten Träger mit einem besonders günstigem Verhältnis seiner Masse zu seiner Kubatur bzw. seinem Querschnitt ergeben. Damit weist der erfindungsgemäße Träger ein geringes Eigengewicht bei zugleich hoher Biegesteifigkeit und Belastbarkeit auf. The open through the generous panel cut, frame-like shape of the support elements (frame elements) in cooperation with the used thin-walled plate material creates a significant material and weight savings on these frame elements themselves, which further composed a hollow profiled carrier with a particularly favorable ratio of its mass to its cubature or its cross section. Thus, the carrier according to the invention has a low weight at the same time high flexural rigidity and load capacity.
Die Einstückigkeit der Tragelemente (Rahmenelemente) vermeidet im Weiteren jegliche das Material schwächende Verbindungsstellen, die sich bei üblichen Fachwerken an den Knotenpunkten mit möglichen Fachwerkstreben ergeben und zu Festigkeitsverlusten führen. The integral nature of the support elements (frame members) further avoids any material weakening joints that arise in conventional trusses at the intersections with possible truss braces and lead to strength losses.
Ein erfindungsgemäßer Hohlprofil-Träger mit beispielsweise einem rechteckigen Hohlprofil-Querschnitt und beidseitig offenem Ende wird aus wenigstens vier längserstreckten Rahmenelementen zusammengesetzt, die die Seitenwände des Hohlprofil-Trägers bilden und entlang ihren Längsseiten aneinander gefügt sind. An inventive hollow profile carrier with, for example, a rectangular hollow profile cross-section and open on both sides of the end is composed of at least four longitudinally extending frame elements which form the side walls of the hollow profile carrier and are joined together along their longitudinal sides.
Die plattenförmigen Rahmenelemente sind vorzugsweise an ihren Seitenkanten miteinander verbunden, wobei die Verbindung stoffschlüssig und/oder formschlüssig erfolgen kann. The plate-shaped frame members are preferably connected to each other at their side edges, wherein the connection can be made cohesively and / or positively.
Eine stoffschlüssige Verbindung durch beispielsweise eine Verklebung, Verschweißung oder Verlötung der Stöße bzw. Kanten der benachbarten Rahmenelemente wie auch eine formschlüssige Verbindung der Kanten der benachbarten Rahmenelemente durch Steckverbindungen mit beispielsweise Nut-/Feder-Ausbildung, ineinandergreifende Schlitze oder Dübeln, stellen jeweils für sich material- und gewichtssparende Verbindungen bereit, die sich vorteilhaft auf das Eigengewicht des zusammengesetzten Trägers auswirken. A cohesive connection by, for example, bonding, welding or soldering of the joints or edges of the adjacent frame elements as well as a positive connection of the edges of the adjacent frame elements by plug connections with, for example tongue and groove training, interlocking slots or dowels, each for themselves material and weight-saving compounds, which have an advantageous effect on the weight of the composite carrier.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist wenigstens ein Rahmenelement über den Hohlprofil-Querschnitt des Trägers erstreckt angeordnet. Dieses quererstreckte Rahmenelement, kann beispielsweise als Fach- oder Zwischenboden verwendet werden und dient als zusätzliches Stützelement, welches vornehmlich die Stabilität und Torsionssteifigkeit des erfindungsgemäßen Trägers erhöht aber auch dessen Biegesteifigkeit verbessert. In a further advantageous embodiment, at least one frame element is arranged extending over the hollow profile cross section of the carrier. This transversely extended frame member can be used for example as a specialist or intermediate floor and serves as an additional support element, which primarily increases the stability and torsional stiffness of the carrier according to the invention but also improves its flexural rigidity.
Ein erfindungsgemäßer Hohlprofil-Träger mit beispielsweise einem rechteckigen Hohlprofil-Querschnitt und beidseitig geschlossenem Stirnwänden wird aus vier längserstreckten Rahmenelementen und zwei quererstreckten Rahmenelementen zusammengesetzt, wobei die längserstreckten Rahmenelemente die Seitenwände des Hohlprofil-Trägers und die quererstreckten Rahmenelemente die Stirnwände des Hohlprofil-Trägers bilden. Durch diese Anordnung der Rahmenelemente ist der Träger als ein allseitig umschlossener Hohlkörper ausgebildet. Mittels der stirnseitigen Fachböden des Hohlprofil-Trägers sind mehrere erfindungsgemäße Trägerabschnitte längsgerichtet miteinander verbindbar. An inventive hollow-profile carrier with, for example, a rectangular hollow profile cross-section and end walls closed on both sides is composed of four longitudinally extending frame members and two transversely extending frame members, wherein the elongated frame members form the side walls of the hollow profile carrier and the transversely extended frame members, the end walls of the hollow profile carrier. By this arrangement, the frame members of the carrier is designed as a hollow body enclosed on all sides. By means of the end-side shelves of the hollow profile carrier several support portions of the invention are longitudinally connected to each other.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung weist das Rahmenelement mehrere Plattenausschnitte derart auf, dass ein Plattengefach mit einer oder mehreren diagonal oder rechtwinklig zum Plattenrahmen verlaufenden Plattenstrebe(n) gebildet ist. In a particularly advantageous embodiment, the frame element has a plurality of plate cutouts in such a way that a plate tray with a or a plurality of diagonally or at right angles to the plate frame extending plate strut (s) is formed.
Das Plattengefach sorgt bei zugleich geringem Eigengewicht für eine besonders hohe Biegesteifigkeit des Trägers und ermöglicht somit große Spannweiten, ohne dass eine unerwünschte Durchbiegung bzw. Verformung auftritt. The plate compartment ensures at the same time low weight for a particularly high flexural rigidity of the wearer and thus allows large spans, without any unwanted deflection or deformation occurs.
Im Weiteren ermöglicht das Plattengefach bei zugleich geringem Eigengewicht eine höhere Belastbarkeit des Trägers. Furthermore, the plate compartment allows a higher load capacity of the carrier at the same time low weight.
Als vorteilhafte Besonderheit hat das einstückige Plattengefach gegenüber vergleichbaren Fachwerken, die aus einzelnen Fachwerkstreben zusammengesetzt sind und entsprechende Verbindungsstellen aufweisen, eine höhere Festigkeit und ist damit steifer und haltbarer. As an advantageous feature of the one-piece plate tray over comparable trusses, which are composed of individual truss struts and have corresponding joints, a higher strength and is therefore stiffer and more durable.
In bevorzugter Weise sind die Konturübergänge des Plattenausschnitts bogenförmig ausgebildet. Derartige Konturübergänge ergeben sich beispielsweise zwischen zwei Plattenstreben oder zwischen einer Plattenstrebe und dem Plattenrahmen oder zwischen zwei Rahmenabschnitten des Plattenrahmens. Eckige Plattenausschnitte sind hierdurch vermieden. Somit werden die Druck- bzw. Zugspannungen im Plattenmaterial der Rahmenelemente homogenisiert und die Biegesteifigkeit der Rahmenelemente verbessert, was infolge dessen die Bruchgefahr im Bereich dieser Konturübergänge mindert. Preferably, the contour transitions of the plate section are arcuate. Such contour transitions arise, for example, between two plate struts or between a plate strut and the plate frame or between two frame sections of the plate frame. Square plate cutouts are thereby avoided. Thus, the compressive and tensile stresses in the plate material of the frame elements are homogenized and the bending stiffness of the frame elements is improved, which as a result reduces the risk of breakage in the region of these contour transitions.
Eine weitere deutliche Verbesserung der Beigesteifigkeit des Trägers wird dadurch erzielt, dass der bogenförmige Konturübergang mit einem linear veränderlichen Radius ausgebildet ist. A further significant improvement in the beige stiffness of the carrier is achieved in that the arcuate contour transition is formed with a linearly variable radius.
Ein derartiger Konturübergang mit einem linear zunehmenden bzw. linear abnehmenden Kümmungsverlauf, bei der die Krümmung der Kurve eine stetige Funktion ihrer Länge ist (auch als Übergangsbogen/Klothoide bezeichnet), verwirklicht weitestgehend einen stufenfreien Übergang der Steifigkeitsverhältnisse entlang des Trägers. Such a contour transition with a linearly increasing or linearly decreasing camber profile, in which the curvature of the curve is a continuous function of its length (also referred to as transition arc / clothoid), largely realizes a step-free transition of the rigidity conditions along the carrier.
Durch diesen stetig ausgebildeten Konturübergang zwischen der linear verlaufenden Kante und der radial verlaufenden Kante des Plattenausschnitts wird zudem die Bruchgefahr im Bereich des Konturübergangs weiter gemindert. Due to this steadily formed contour transition between the linearly extending edge and the radially extending edge of the panel cutout, the risk of breakage in the area of the contour transition is further reduced.
Bevorzugt besteht das plattenförmige Material des Rahmenelements aus Lagenholz, Sperrholz, Aluminium-Blech, Stahl-Blech oder Presspappe. Diese plattenförmigen Materialen eignen sich auf Grund ihres geringen spezifischen Gewichts und relativ hoher Festigkeit besonders gut für die Verwendung beim Rahmenelement, da sie die Minimierung des Eigengewichts des Trägers unter Erhalt seiner Biegesteifigkeit befördern. Preferably, the plate-shaped material of the frame member made of plywood, plywood, aluminum sheet, steel sheet or pressed cardboard. These plate-shaped materials, because of their low specific weight and relatively high strength, are particularly well suited for use with the frame member, as they promote the minimization of the wearer's own weight while maintaining its flexural rigidity.
In einer günstigen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Träger aus Rahmenelementen zusammengesetzt ist, die aus verschiedenem plattenförmigem Material bestehen. In a favorable embodiment, it is provided that the carrier is composed of frame elements, which consist of different plate-shaped material.
Die Kombination von Rahmenelementen aus verschiedenem Plattenmaterial, die zu einem Träger zusammengesetzt werden, hat den Vorteil, dass das jeweils günstigste Plattenmaterial entsprechend der auftretenden Zug-, Druck- oder Biegebelastung des Trägers für die einzelnen Rahmenelemente ausgewählt werden kann. The combination of frame members made of different plate material, which are assembled into a carrier, has the advantage that the most favorable plate material can be selected according to the occurring tensile, compressive or bending load of the carrier for the individual frame elements.
Besonders günstig ist eine Kombination von Rahmenelementen aus Lagenholz und Sperrholz, wobei die vertikal, stehend angeordneten Rahmenelemente aus Sperrholz und die horizontal, liegend angeordneten Rahmenelemente aus Lagenholz bestehen. Particularly favorable is a combination of frame elements made of plywood and plywood, wherein the vertically, vertically arranged frame elements made of plywood and horizontally, horizontally arranged frame elements made of plywood.
Diese Ausführung geht von der Erkenntnis aus, dass Holzfasern in Faserrichtung hohe Widerstandsfähigkeit aufweisen und damit in Faserrichtung höher belastbar sind als quer zur Faserrichtung. This embodiment is based on the recognition that wood fibers have high resistance in the fiber direction and are therefore more resilient in the fiber direction than transverse to the fiber direction.
Sperrholz, bei dem die Faserrichtungen in den Schichten wechseln, kann daher in Längsrichtung der Plattenebene weniger Kraft aufnehmen als Lagenholz, da die Hälfte der Schichten des Sperrholzes eine Faserrichtung quer zur Kraftrichtung aufweisen, die weniger belastbar sind, als die Schichten mit einer Faserrichtung parallel zur Kraftrichtung. Plywood in which the grain directions change in the layers can therefore absorb less force in the longitudinal direction of the plate plane than plywood, since half of the layers of the plywood have a fiber direction transverse to the direction of force, which are less resilient than the layers with a fiber direction parallel to direction of force.
Hingegen weist Lagenholz ausschließlich Schichten mit gleichgerichteter Faserlage auf, wonach Lagenholz eine bessere Druck- und Zugfestigkeit in Längsrichtung der Plattenebene realisieren kann als Sperrholz. On the other hand, plywood only has layers with a rectified fiber layer, after which ply wood can achieve a better compressive and tensile strength in the longitudinal direction of the board plane than plywood.
Andererseits realisiert Sperrholz infolge der Schichten mit wechselnden Faserrichtungen eine bessere Kraftaufnahme senkrecht zur Plattenebene als Lagenholz. On the other hand realized plywood due to the layers with changing directions of fibers better power perpendicular to the plane of the plate than plywood.
Insofern ergänzen sich in vorteilhafter Weise die verschiedenen Eigenschaften von Sperrholz und Lagenholz dahingehend, dass besonders günstig Lagenholz für die horizontal, liegend angeordnete Rahmenelemente eingesetzt werden kann, welche den druck. bzw. zugspannungsbelasteten Ober- bzw. Untergurt des zusammengesetzten Trägers bilden und Sperrholz günstig für die vertikal, stehend angeordnete Rahmenelemente einzusetzen ist, welche die auf den zusammengesetzten Träger einwirkenden Querkräfte aufnehmen. In this respect, the various properties of plywood and plywood complement each other to the effect that particularly favorable plywood for the horizontal, horizontally arranged frame elements can be used, which the pressure. or zugspannungsbelasteten upper and lower chord of the composite carrier form and plywood is favorable to use for the vertical, upright arranged frame members which receive the forces acting on the composite carrier transverse forces.
Diese und weitere aus den Schutzansprüchen, der Beschreibung, der Ausführungsbeispiele und den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale können jeweils für sich oder in Kombination als vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung verwirklicht sein. These and other features resulting from the claims, the description, the embodiments and the drawings can each be realized alone or in combination as advantageous embodiments of the invention.
Der erfindungsgemäße Träger wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen in The carrier according to the invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment. The accompanying drawings show in
In
Die langen Seitenwände des Trägers
Alternativ können in einer nichtdargestellten Gestaltung die Seitenwände des Trägers
Die längserstreckten Rahmenelemente
Die Plattenausschnitte der vertikal stehend angeordneten Rahmenelemente
An den beiden Stirnseiten des Trägers
In die Fachböden
Alle Rahmenelemente sind an den Seitenkanten mittels Holzdübel und Kleber miteinander verbunden. All frame elements are connected to each other at the side edges by means of wooden dowels and glue.
Im Plattenrahmen der Fachböden
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind drei gleichartige Trägerabschnitte
Unter den Einsatzanforderungen im Kulissenbau hat sich gezeigt, dass sich die Bauweise des erfindungsgemäßen Trägers
Die erforderliche Tragfähigkeit und Stabilität kann durch das gewählte Material und/oder durch die gewählte Dicke des Plattenmaterials sowie durch die Anzahl und Größe der Plattenausschnitte exakt den jeweiligen Einsatzanforderungen angepasst werden. Somit sind auch wesentlich höhere Traglasten, als im Ausführungsbeispiel zugrunde gelegt, realisierbar. The required load capacity and stability can be determined by the material chosen and / or by the selected thickness of the plate material as well as by the number and size of the plate cutouts are adapted exactly to the respective application requirements. Thus, significantly higher loads, as based on the embodiment, can be realized.
Im Vergleich des erfindungsgemäßen Trägers
Bei einer Bauausführung einer großen, mehrere Szenenbilder umfassenden Theaterkulisse, welche auf einer Drehscheibe mit einem Durchmesser von ca. 15 m einschließlich der für diese Inszenierung in den einzelnen Szenenbildern im chorähnlichem Ausmaß vorgesehenen Theater-Akteure zu positionieren ist, hat sich gezeigt, dass die Gesamtlast der Theaterkulisse durch den Einsatz von erfindungsgemäßen Trägern anstelle geometrisch gleichartiger Stahlträger deutlich gemindert werden kann, so dass die maximale Belastbarkeit der Drehscheibe von ca. 17.6 t trotz der hohen personellen Besetzung nicht überschritten wird, um die Drehscheibe noch bewegen zu können. In a construction of a large, multi-scene theater backdrop, which is to be positioned on a turntable with a diameter of about 15 m, including the intended for this staging in the individual scene images on a chorelike scale theater actors, it has been shown that the total load The theatrical backdrop can be significantly reduced by the use of carriers according to the invention instead of geometrically similar steel beams, so that the maximum load capacity of the hub of about 17.6 t is not exceeded despite the high staffing to still move the turntable can.
Die
Nachfolgend soll lediglich auf die Unterschiede zum Träger
Übereinstimmende Bauteile erhalten die gleichen Bezugszeichen. Matching components are given the same reference numerals.
Der Träger
Die vier längserstreckten Rahmenelemente
Die Plattenausschnitte der längserstreckten Rahmenelemente
An den beiden Stirnseiten des Trägers
Die rechtwinkligen Plattenstreben
Durch diese Gestaltung des Trägers
Die integrierten Fachböden
In den beiden stirnseitig angeordneten Fachböden
In dem Plattenrahmen der beiden stirnseitigen Fachböden
In diesem Ausführungsbeispiel sind zwei gleichartige Trägerabschnitte
Die Übergänge der sich durch die ausgefrästen Plattenausschnitte der Rahmenelemente
Die bogenförmigen Übergänge sind jeweils zwischen einer Plattenstrebe
In der Detailansicht nach
Die bogenförmige Kontur ist als Übergangsbogen(Klothoide)
Im Vergleich dazu ist ein kreisbogenförmiger Übergang (Kreisbogen)7 mit einem gleichbleibenden Radius von 20 mm und eine Ecke
Im Unterschied zum völlig unstetigen Übergang bei der angedeuteten Eckenausbildung
Im Unterschied zum Kreisbogen-Übergang
Bei einem praktischen Vergleich zwischen einem aus vorbeschriebenen erfindungsgemäß ausgebildeten Trägerabschnitten
Die Erfindung ist nicht auf die vorbeschriebenen Ausführungsbeispiele begrenzt. Aus der Kombination den Merkmalen der Schutzansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen können sich weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben, die von der Erfindung umfasst sind. The invention is not limited to the above-described embodiments. From the combination of the features of the claims, the description and the drawings may result in further advantageous embodiments, which are encompassed by the invention.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 1
- Träger, a, b Carrier, a, b
- 2 2
- Tragelement, Rahmenelement, längserstreckt .1, .2, .4, .5; quererstreckt (Fachboden) .3, .6, .7Supporting element, frame element, elongated .1, .2, .4, .5; transversely (shelf) .3, .6, .7
- 3 3
- diagonale Plattentrebe diagonal plate strut
- 4 4
- rechtwinklige Plattenstrebe right-angled plate strut
- 5 5
- Bohrung drilling
- 6 6
- Übergangsbogen Transition curve
- 7 7
- Kreisbogen arc
- 8 8th
- Ecke corner
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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Claims (9)
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Cited By (1)
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---|---|---|---|---|
US20230047686A1 (en) * | 2021-08-16 | 2023-02-16 | Innovative Building Energy Control | Wood-steel composite structural beam |
Citations (1)
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---|---|---|---|---|
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-
2015
- 2015-06-16 DE DE202015103171.8U patent/DE202015103171U1/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103122649A (en) | 2006-08-16 | 2013-05-29 | 卡特彼勒公司 | Lock amounted to lock cavity of ground engaging tool |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US20230047686A1 (en) * | 2021-08-16 | 2023-02-16 | Innovative Building Energy Control | Wood-steel composite structural beam |
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