DE2104529A1

DE2104529A1 - Bausatz zur Erstellung von Raumfachwerken

Info

Publication number: DE2104529A1
Application number: DE19712104529
Authority: DE
Inventors: Armin 5970 Plettenberg Mylaeus
Original assignee: Gebrüder Mylaeus, 5970 Plettenberg
Priority date: 1971-02-01
Filing date: 1971-02-01
Publication date: 1972-08-10
Also published as: GB1335163A; FR2125005A5; IT950613B

Description

ρ*, ί cH γ Anwalt Dipt .-Inc. H. J. in- -'\:i^i':

Wuppertal-Elberfeld, den 29.Jan.1971 12/w

Patent- und Gebrauchsmuster-Hllfs-Anmeldung

Anwaltsakte 4682

Firma Gebrüder Mylaeust Plettenberg

Bausatz zur Erstellung von Raumfachwerken

I Die Erfindung betrifft einen Bausatz zur Erstellung von Raum- j ^ fachwerken mit Stahlrohren endlicher Länge und kugelförmigen Knotenelementen, die mit über den Umfang verteilten Gewindebohrungen zur schraubgemäßen Aufnahme von Gewindebolzen versehen sind, wobei die Gewindebolzen längsverschieblich in Lagerbohrungen zweier jeweils an einem Rohrende befestigter und mit Montageöffnungen zur Einführung der Bolzen versehener Anschlußstücke axial geführt sind.

Die Erstellung von Raumfachwerken, also dreidimensionalen Fachwerken mittels Rohrstäben, Kupplungsvorrichtungen und Knotenstücken ist grundsätzlich bekannt. Bei einem bekannten Bausatz dieser Art bestehen die Kupplungsvorrichtungen aus einem kugelförmigen Knotenstück, das Bohrungen mit Innengewinde besitzt, während als eigentliche Verbindungsteile drehbare und längsverschieblich β Gewindebolzen dienen, die in einer Lagerbohrung eines an jedem Rohrende angeschweißten Anschlußteile gelagert

sind und von einer SchlUsaelmuffe mit Sechakant und Schlitzen auf zwei gegenüberliegenden Seiten umfaßt werden, wobei ein

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im Bolzen festsitzender und in den Schlitzen der Schlüsselmuffe längsbeweglicher Mitnehmerstift zur Kraftübertragung dient. Obgleich sich derartige Bauelemente in der Praxis wegen ihrer verhältnismäßig einfachen, nach dem Baukastenprinzip durchzuführenden Zusammenfügbarkeit an sich recht gut bewährt haben, sind sie nicht von Nachteilen frei. Dabei ist zunächst besonders hervorzuheben, daß zum schraubgemäßen Anschluß eines jeden Rohrstabes drei bewegliche Teile erforderlich sind, nämlich eine Spezialschraube mit rundem Kopf, ein Mitnehmerstift und eine besonders vorbehandelte Schlüsselmuffe, mit deren Hilfe je zwei mal zwei Paßflächen einander genähert und nach dem Anziehen gehalten werden müssen. Die Paßflächen sind einmal gegeben an den Enden der Schlusselmuffen und an den sie abstützenden abgeflachten Bereichen der Knotenelemente, die zu diesem Zweck angefräste Flächen haben müssen und zum anderen zwischen der Schlüsselmuffe und dem Kopfstück der am Rohrstab sitzenden Anschlußstücke. Eine solche aus mehreren beweglichen Teilen bestehende Schraubverbindung ist in der Herstellung aufwendig und kostenbringend. Durch die Querbohrung für den Mitnehmerstift wird die Anschluß schraube verständlicherweise sehr geschwächt, so daß hier der schwächste Punkt des gesamten Fachwerksystems gegeben ist. Da bei zu starkem Anziehen der Schlüsselmuffe der Mitnehmerstift sich verbiegen oder sogar abreißen wird, ist das Anzugsmoment der Verbindungsschraube begrenzt.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, einen Bausatz zur Erstellung von Raumfachwerken zu schaffen, der in kosttneparender Weise herstellbar ist und keine überflüssigen

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bewegliche- J : Jigselemente nebst zugehörigen Paßflächen besitzt.

Die Erfindung g&^ is von einem Bausatz der eingangs genannten Art und ist im ^T;- . «tlichen dadurch gekennzeichnet, daß der jeweils in ein Knote^element einschraubbare Gewindebolzen einen sich im Anschluss, ück abstützenden und mit Innensechskant versehenen Kopf besitzt, und daß die diametral gegenüberliegenden Montageöffnungen eine radiale Ausdehnung solcher Größe besitzen, daß ein in den Bolzenkopf eingreifendes speziell hierfür konstruiertes Schraubwerkzeug innerhalb einer Montageöffnung eine zum Anzug des Schraubenbolzens erforderliche Schwenkbewegung auszuführen vermag. Durch diese erfindungsgemäßen Maßnahmen ist eine wesentliche Vereinfachung bei der Herstellung und auch bei der Montage eines Bausatzes der in Rede stehenden Art geschaffen worden. Als Verbindungselement dient lediglich eine genormte und kostengünstig zu beschaffende Befestigungsschraube, die durch keine Querbohrung geschwächt ist, so daß der Schraubenquerschnitt voll in die statische Rechnung eingeht, wodurch sich die zulässige f Belastung erhöht. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß lediglich eine Paßfläche zwischen Kugelknoten und Anschlußelement gegeben zu sein braucht.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß jeweils das hohle Anschlußteil in Richtung auf das angrenzende Rohr' Ii eine Äb-.ler-v eheibe verschlossen ist. Hierdurch können die "täb^ "'erwerk montagefertig, also mit eingesetzter

vorgefertigt werden, denn durch die

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Abdeckscheibe ist die Schraube verliersicher im Anschlußstück gehalten.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist jeweils das freie kegelstumpfförmige Kopfende eines Anschlußteils entsprechend der Wölbung der Knotenelemente konkav ausgebildet. Durch diese erfindungsgemäße Maßnahme kann die kugelige Form des KnotenelementB erhalten bleiben, d.h. es brauchen keine ebenen Paßflächen an diesen gefräst zu werden, was ebenfalls eine Kostenersparnis für den Bauelementensatz bedeutet.

Ein besonders vorteilhaftes Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Montageöffnungen an der Innenseite der Anschlußteile kreisförmig und an der Außenseite quer zur Längsachse ellipsenförmig oder oval ausgebildet sind und jeweils eine Schraubwerkzeug-Schwenkbewegung von etwa 70° zulassen. Es ist aber nach einem weiteren Merkmal der Erfindung auch möglich, daß die Montageöffnungen der Anschlußteile quer zur Längserstreckung der letzteren in etwa ellipsenförmig ausgebildet sind und in Richtung ihrer kleinen Hauptachse und zum rohranschlußseitigen Ende hin mit sich verjüngender Weite randoffen auslaufen. Auf jeden Fall besitzen aber die Anschlußteile nach einem ebenfalls der Erfindung zuzurechnenden Merkmal über ihre gesamte Länge eine etwa gleich große Querschnittsfläche.

Schließlich ist der Erfindung zufolge noch vorgesehen, den Kopf der Befestigungsschraube zur besseren Handhabung am äui.eren Umfang mit einer Rändelung zu versehen.

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Der Gegenstand der Erfindung ist auf d.er Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 in schematischer DarstellungsmanLer ein iCnotenelement mit mehreren daran angesetzten Rohrstäben,

Fig. 2 ein erstes Anschlußstück in Ans Loht,

Fig. 3 einen Schnitt gem. der Linie A-A nauh r'ig, 2,

Fig. 4 einen Schnitt gem. der Linie B-ß nach Fig» 2,

Fig. 3 eine Einzelheit der Erfindung, Jj

E¹Ig. 6 einen Gev/indebolzen nebst, zugehörigem iiohraubwerkzeug,

Fig. 7 einen Äquatorial schnitt durch ein Knot; en element mit einem angeschraubten Anschlußelement eiaor abgewandelten Ausführungsform,

Fig. 8 einen Längsschnit durch ein Ansuhlußelement ähnlich wie nach Fig. 7,

Fig. 9 einen Schnitt gemäß der Linie C-C in Fig. 8 und Fig.10 einen Schnitt gemäß der Linie D-D in Fig. β.

Der neuartige Bausatz zur Erstellung räumlicher Fachwerke besteht aus einem kugelförmigen Knotenelement 11 und aus Rohrstäben 12 mit Einheitslänge, die miteinander durch lösbare Gewindeverbindungen gekuppelt werden. Hierzu tragen die Rohrenden Anschlußstücke 14, die eine axial verlaufende Lagerbohrung 140 für einen ; in das Knotenelement einschraubbaren Gewindebolzen Λb und einen ; Lagers.!tz 141 für den Bolzenkopf 150 aufweisuxi. Das durch Gießen ; oder bevorzugt durch Gesenkschmieden gefertigt ü Anschluflteil 1& ist VA) aui;^Tfbi"lf."-3t, daft es in Ivüinom seiner üaersohnitte schwächer ist, als eier Querschnitt der; Rohres 12. ί)άα be-it;ru.fit, daß der dem Mittelpunkt des Knotens zugewandte TeLl mit Bohrung 140

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und Lagersitz 141 für den Scht-aubenkopf 150 topf form Lg ausgebildet sein muß, v/eil hier' wenig Raum für kräf fceübertra^endes Material ist, da ja die am Kno teneleruent 11 befestigten Nachbarstäbe '!·' strahlenförmig dem Zentrum zustreben.

Das Anschluß t-si.L 14 weist, zwei diametral gegenüberliegende Montagüöffnun^on 142 auf, die α;α linieren Umfang dtis Anschluß teils etv/a kreisförmig und am äußeren Umfang des Anschlußteila 14 etwa elllpsenförmig oder als Oval am;/! ς; bildet sind. Die üixiim^veri 142 sind so bemessen, daß der Schraubenbolzen 15 hindurchgefi.lLrt werden kann und auch ein Schraubwerkzeug 16 die für da;? Anziehen bzw* Lösen des Bolzens If) erforderliche Schwenkbewegung aui.;zufuhren vermag. Wie insbesondere aus Fig. 3 ersichtlich L;3t, ulsht dem Schrämwerkzeug 16 eine Schv/enkradius von etwa V zur Verfügung, so daß ein· Öffnungswinkel "von etwa yü° für die Mon! agt-öffnungen gegeben ist,

Der Gewindebolzen 15 besteht aus einer handelsüblichen Schraube nebst Innenseehskant, dessen Kopf 150 am äußeren Umiang eine Rändelung besitzt. Um ein Verlieren dieser Schraube zu verhindern, wird gegen das Rohrende ein Füllstück in Form einer Abdeckscheibe 17 geheftet, die ein zu weites Zurückschieben und Herausfallen dor Schraube verhindert und das leicht entfeint werden kann, wenn die Schraube wegen Beschädigung ausgev/rfchselt werden matt, Das Füllstück 1? kann als ebene Scheibe od«<" auch napt\t*orju£ ausge-

iv aus de ν Zeichnung wt:tt.er ersieht 1 i uh ist (v*-i., in ,besondere

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Fig, 2 und 4), int das kopfseitige Ende des Anschlußteils 14 konkav ausgebildet,, so daß das Anschlußteil auf den kugeligen Knoten 11 paßt. Durch die konkave Ausbildung wird das Fräsen einer ebenen Paßfläche am Knoten erspart.

-Die Anschlußteile 14 werden mittels bekannter Fügemethoden an beiden Enden der auf Länge geschnittenen Rohrstäbe dauerhaft befestigt (Fig. 1). Das Anschlußteil nach den Figuren 1 bis U weist einen umlaufenden konisch ausgebildeten und in das Rohr 12 eingreifenden Zentrierrand 143 auf und das Rohr kann somit umlaufend mit dem Anschlußteil verschweißt werden, so daß größte Kräfte übertragen werden können.

In den Figuren 7 bis 10 ist ein Bausatz der gattungsgemäßen Art gezeigt, der aus den gleichen im vorstehenden beschriebenen Grundelementen bestellt. Aus Fig. 7 ist ein in Äquatorial schnitt dargestelltes kugelförmiges Knotenelement 11 mit Gewindebohrungen gezeigt und an einer dieser Bohrungen 110 ist ein Anschlußteil 18 mit daran befestigter Rohrstrebe 19 angeschlossen. Das An- | schlußteil 18 entspricht in seiner Grundform dem Anschlußteil 14; es besitzt also einen zylindrischen Bereich mit sich Ubergangslos daran anschließendem kegelstumpfförmigen Endbereich, dessen Stirnseite konkav ausgebildet ist. Das Anschlußteil 18 unterscheidet sich von dem behandelten Anschlußteil 14 im wesentlichen durch die Ausbildung der diametral gegenüberliegenden Montageöffnunfen 180. Die Hontageöffnungen 180 sind quer zur Längseratrockung des Anschlußteils 18 etwa ellipsenförmig oder oval und in Richtung zum rohranschlußseitigen Ende hin mit eich ver-

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jungender Weite randoffen ausgebildet. Diese geometrische Form läßt sich auch so beschreiben, daß die Montageöffnung omegaförmig umrandet ist. Da bei dem Anschlußteil 18 keine umlaufende * Schweißnaht mit dem Rohr 19 gegeben ist, können die übertragbaren Kräfte nicht mit den vom Anschlußteil 14 zu übertragenden Kräftoi verglichen werden. Dennoch ist das Anschlußteil 18 infol-, ge seines geringeren Gewichtes für leichtere Raumfachwerke von Vorteil. Das geringere Gewicht bedeutet auch einen geringeren Materialbedarf, so daß auch die Erstellungskosten günstiger sind.

Aus Fig. 8 ist gut ersichtlich, daß die Querschnittsfläche des Anschlußteils 18 über die gesamte Länge von gleicher oder nahezu gleicher Größe ist. Aus Fig. 7 und 8 ist weiter ersichtlich,. daß der Lagersitz 181 für den Bolzenkopf 150 topfförmig ausgebildet ist. In einer gewissen Entfernung von dieser Stelle ist die Anordnung der Montageöffnung 180 aus statischen Gründen erst möglich, so daß der mit Rändelung versehene Bolzenkopf 150 im festgeschraubten Zustand knapp zur Hälfte in die beschriebene Topfform eingreift (vgl. Fig. 7).

Das Anschlußteil 18 ist mit einer Abdeckscheibe 182 der in Fig. 5 gezeigten Art ausgerüstet, deren aus der Kreisfläche heraustretenden Materialansätze sich auf die stirnseitige Wandung der Rohrstreben 19 abstützen. Aus Fig. 8 und 9 ist zu ersehen, daß dem Schraubwerkzeug sowohl in axialer als auch in radialer Richtung genügend Spielraum zur Verfügung steht.

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Die Herstellung des neuartigen Bausatzes und auch die Erstellung

von Raumfachwerken mit dem neuartigen Bausatz ist denkbar einfach. Wie bereits weiter oben erwähnt wurde, wird das Anschlußteil unter Berücksichtigung moderner Fertigungsmethoden vorzugsweise durch Gesenkschmieden hergestellt. Die in der Endform vorliegenden Anschlußteile werden beidendig der auf Einheitslänge geschnittenen Rohrstreben aufgeschweißt. Rohrstreben 12, 19 und Anschlußteile 14, 18 werden hiernach beispielsweise durch Tauchen oder Verzinken gegen Korrosion geschützt. Alsdann wird der Gewin- debolzen 15 mit seinem Kopf voran in eine der Montageöffnungen eingeführt und mit seinem Gewinde in die entsprechende Lagerbohrung geschoben. Schließlich wird in die Montageöffnung noch das Füllstück in Form einer Abdeckscheibe eingebracht und durch Schweißen angeheftet. Zur Vermeidung von Gewindebeschädigungen beim Transport der losen Stäbe wird der Gewindebolzen 15 in das jeweilige Anschlußteil zurückgeschoben und die Lagerbohrung mit einem Klebestreifen od. dgl. verschlossen, der erst kurz vor der Montage an der Baustelle beseitigt wird.

Der erfindungsgemäße Bausatz erfüllt die Forderungen des universellen Einsatzes mit Hilfe von nur zwei Elementen, nämlich dem Knotenelement und dem Rohrstab mit Ln den Stabenden eingebauten längsbeweglichen und drehbaren Innensechskan^schrauben. Zur Montage wird lediglich der Gewindebolzen in das Knotenelement eingeschraubt, wobei die Montageöffnungen zunächst genügend Zugang für Daumen und Zeige- oder Mittelfinger der Bedionungshand eines Monteurs und ferner auch für das auf der Zeichnung gezeigte L-förmige, für diesen Zweck besonders konstruierte Schraubwerkzeug

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besitzen. Beim provisorischen Eindrehen des Gewindebolzens 15 von Hand erleichtert die am Bolzenkopf 150 vorgesehene Rändelung wesentlich die Handhabung. Da der Gewindebolzen völlig im Anschlußteil versenkbar ist, kann eine Sonderausführung für die Verbindung zweier im Raum fixierter Knoten entfallen.

Ansprüche:

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Claims

* V t Γ i-

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Ansprüche ;

Bausatz zur Erstellung von Raumfachwerken, mit Stahlrohren endlicher Länge und kugelförmigen Knotenelementen, die mit über den Umfang verteilten Gewindebohrungen zur schraubgemäßen Aufnahme von Gewindebolzen versehen sind, wobei die Gewindebolzen längsverschieblich in Lagerbohrungen zweier jeweils an einem Rohrende befestigter und mit Montapeöffnungen zur Einführung des Bolzens versehener Anschlußstücke axial geführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweils in ein Knotenelement (11) einschraubf bare Gewindebolzen (15) einen sich im Anschlußstück (14, 18) abstützenden und mit Innensechskant versehenen Kopf (150) besitzt, und daß die diametral gegenüberliegenden Montageöffnungen (142, 180) eine radiale Ausdehnung solcher Größe besitzen, daß ein in den Bolzenkopf(150) eingreifendes Schraubwerkzeug (16) innerhalb einer Montageöffnung eine zum Anzug des Schraubenbolzens (15) erforderliche Schwenkbewegung auszuführen vermag.

■2. Bausatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzei ch net, daß jeweils das hohle Anschlußteil (14, 18) in Richtung auf da,'; angrenzende Rohr (12, 19) durch eine Abdeckscheibe (17, 182) oder einen Abdecknapf verschlossen ist.

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3. Bausatz nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß jeweils das freie kegelstumpfförmige Kopfende eines Anschlußteiles (14, 18) entsprechend der Wölbung der Knotenelemente (11) konkav ausgebildet ist.

4. Bausatz nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Montageöffnungen (142) an der Innenseite der Anschlußteile (14) kreisförmig und an der Außenseite quer zur Längsachse ellipsenförmig ausgebildet sind und jeweils eine Schraubwerkzeug-Schwenkbewegung von etwa 70° zulassen.

5. Bausatz nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Montageöffnungen (180) derAnschlußteile (18) quer zur Längserstreckung der letzteren in etwa ellipsenförmig ausgebildet sind und in Richtung ihrer kleinen Hauptachse und zum rohranschlußseitigen Ende hin mit sich verjüngender Weite randoffen auslaufen.

6. Bausatz nach den Ansprüchen 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet , daß die Querschnittsfläche der Anschlußteile (14, 18) über ihre gesamte Länge von etwa gleicher Größe'·ist.

7. Bausatz nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, da-

d u r ο h jp e k ο η η ζ e i c h η e t , daß der Kopf (i!?0) des Gewindebolhions (15?) jeweils am Umfange eine Rändelung besitzt. ' ~ 13 -,

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8. Bausatz nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Steckschlüssel zur Betätigung L-förmig ausgebildet ist, in dem der gehärtete Sechskant an einem flacheisenförmigen Handx griff rechtwinklig vorsteht, wobei der Handgriff hinter
dem Sechskant eine taiiienförmige Verengung aufweist.

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