DE2152089A1

DE2152089A1 - Knotenpunktmehrbein

Info

Publication number: DE2152089A1
Application number: DE19712152089
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Teetz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-10-19
Filing date: 1971-10-19
Publication date: 1973-05-03

Description

"Knotenpunktmehrbein" Die Erfindung bezieht sich auf ein Knotenpunkt@e@rbein mit einem Knotenstück, an das mindestens drei Crundstäbe längs dreier rechtwinklig zueinander stehender Symmetrieachsen und drei Diagonalstäbe jeweils längs einer Wintcelhalbierenden eines Paares der Grundstäbe lösbar ansetzbar sind.
Es sind bereits Knotenstücke bekannt, die aus Stahlkugeln mit achtzehn Anschlußgewinden gefertigt sind, wobei jedes Gewinde von einer ebenen Anlagefläche für den Anschluß eines Pxohrstabes umgeben ist. Dieses Knotenstück hat drei Hauptachsen, wodurch drei Ilauptebenen definiert sind. In jeder dieser Ebenen können an jedes Knotenstück bis zu acht Stäbe so angeschlossen werden, daß die einzelnen Stäbe untereinander einen Winkel von 450 bilden. Dadurch ist eine Diagonalverstrebung möglich.
Die mit diesen Knotenstücken zur Erzeugung eines Mehrbeins verwendeten Stäbe haben Einheitslängen und enden beidseitig in einem Außengewinde von gegenüber dem Stabquerschnitt reduziertem Durchmesscr, das in das Innengewinde der Knotenstücke- paßt.
Diese im Stahlbau verbreitete Knotenpunktkonstruktion hat den Nachteil, daß sie sich nur zur Erstellung von Stahlkonstruktionen eignet, für Ilolz- und Kunststoffmehrbeine bis heute jedoch noch nicht anwendbar ist.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht deshalb darin, ein Knotenpunktmehrbein der eingangs genannten Art zu schaffen, das sich auch für die Verwendung von Stäben eignet, deren erforderliche Festigkeit geringer ist als die von Stahl beispielsweise für Stäbe aus Holz, Schichtholz, Kunststoff, Preßstoffen und dergleichen. namit ist eine Möglichkeit qeschaffen, für Konstruktionen z.B. der vorstehenden Werkstoffe jeweils den geforderten statischen Beanspruchunaen entsprechende Abmessungen ohne Uberdimensionierung bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird mit dem Knotenpunktmehrbein der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß das Knotenstück von mindestens einer Winkelecke gebildet ist, deren drei Winkelflächen in den drei von den Symmletrieachsen-aufgespannten Ebenen verlaufen, daß die Enden der Grundstäbe mit einem winkelförmigen Schlitz versehen sind, in den zwei rechtwinklig zueinander stehende Winkelflächen der ltlinkelecke einsteckt sind, daß die Enden der Diaqonalstäbe mit einem Schlitz versehen sind, in den jeweils eine freie Ecke einer Winkelfläche der Winkelecke eingesteckt ist, und daß Befestigungsmittel zum Festhalten der Stabenden an der Winkelecke vorgesehen sind.
Durch diese Schlitz-Steck-Verbindung kann ein Knotenpunktmehrbein aufgebaut werden, ohne daß eine die Festigkeit oefahrdende Querschnittsverringerung der Stäbe an den Verbindungsstellen erforderlich wird. Dadurch ist es möglich, auch Werkstoffe, wie z.D holz, Schichtholz, Kunststoff oder I'reßstoff für die Stäbe einzusetzen.
Das Knotenpunktmehrbein kann dadurch vervielfacht werden, daß das Knotenstück aus mellreren Winke-Lecken besteht, welche voneinander unabhängige räumliche Ecken bilden, die von denselben in drei Symmetrieachsen aufgespannt sind, und daß die parallelen Winkelflächen benachbarter Winkelecken jeweils gemeinsam in den winkelförmigen Schlitz der Grundstäbe bzw. den Schlitz der Diagonalstäbe eingreifen.
Vorteilhafterweise ist dabei das Knotenstück aus gleichartigen Winkelecken zusammengesetzt und durch die Befestigungsmittel der Stärke zusammengehalten.
Um die vielseitige Verwendung der Knoten stücke zu ermöglichen, sind die Schlitze in den Grundstäben und in den Diagonalstäben entsprechend der doppelten Stärke einer Winkelecke bemessen, wobei bei Eingriff einer einzelnen \\inkelfläche einer Winkelecke zusätzlich in den Schlitz eine Beilegplatte eingesteckt ist.
während die Enden der Grundstäbe kreuzförmig durchgehend geschlitzt sind, sind die Enden der Diagonalstäbe geradlinig durchgehend geschlitzt.
Um die Befestigung in jeder Winkelfläche jeder Winkelecke zu ermöglichen, sind diese jeweils mit drei Bohrungen versehen, von denen die eine auf der Diagonalen der Winkelfläche liegt und die beiden anderen symmetrisch zur Diagonalen und mit gleichem Kantenabstand wie die erste angeordnet sind. Die Befestigung wird dadurch erreicht, daß an jedem Stabende ein einziger Querbolzen vorgesehen ist, der im Falle der Grundstäbe exzentrisch angeordnet ist.
Eine maximale Ausnutzung erhält man, wenn das Knotenstück aus acht Winkelecken so zusammengesetzt ist, daß sechs-Grundstäbe und zwölf Diagonalstäbe anschließbar sind. Die Enden.der Grundstäbe sind dabei pyramidenförmig und die Enden der Diagonalstäbe dachförmig jeweils im Winkel von 45a abgefast. Während die Grundstäbe bzw. die Diagonalstäbe beispielsweise aus Holz, Schichtholz, Kunststoff oder Preßstoffen und dergleichen bestehen, können die Winkelecken auch aus Metall oder Kunststoff hergestellt werden.
Anhand der beiliegenden Zeichnungen werden beispielsweise Ausführunssformen der Erfindung näher erläutert.
Fig. 1 zeigt in einer isometrischen Ansicht ein aus einer Winkel ecke bestehendes Knotenstück.
Fiq. 2 zeigt in einer Vorder- und Seitenansicht eine Beilegplatte.
Fig. 3 zeigt das Vorderteil eines Diagonalst'b3 in einer Seitenansicht um 9o° dazu gedreht und teilweise geschnitten.
Fig. 4 zeigt die Enden eines Grundstabes in einer Seitenansicht und um 900 gedreht,dazu teilweise geschnitten sowie in einer Draufsicht.
Fig. 5 zeigt eine Draufsicht auf ein aus einem Winkelstück bestehenden Knotenstück mit eingesetzten Grundstäben und einem Diaaonalstab, sowie zwei Beileqplatten.
) Fig. 6 zeigt ein aus mehreren Winkelecken zusämmengesetztes Knotenstück sowie die Enden einzuschiebender Stäbe.
Fig. 7 zeigt in einer Schnittansicht das Knotenstück von Fig. 6 mit eingesetzten Stäben.
Die in Fig. 1 gezeigte Winkelecke besteht aus rechtwinklig aneinandergesetzten Wänden 11, 12 und 13. Dieses ein einfaches Knotenstück bildende Winkeleck 1 hat in jeder der Wände drei Bohrungen 14, die im gleichen Abstand von der Außenkante der jeweiligen Wand angeordnet sind und von denen die eine auf der vom Verbindungspunkt der drei Wände bzw. Winkelflächen 11, 12 und 13 ausgehenden Diagonalen liegt, während die beiden anderen Bohrungen symmetrisch zur Diagonalen angeordnet sind.
Die mit diesem Knotenstück zu einem Knotenpunktmehrbein verbindbaren Stäbe umfassen Grundstäbe 2 und Diagonalstäbe 3.
Die Grundstäbe 2 haben an ihren Enden in die Stirnfläche eintretende, sich in der Mitte rechtwinklig kreuzende Schlitze 21, 22. Die Stirnflächen der Grundstäbe 2 sind pyramidenstumpfartig unter einem Winkel von 450 abgefast, so daß schräge Flächen 26 und eine.Stirnfläche 27 gebildet werden. Die Abfasung und Abmessung der Stirnfläche ist dabei so bemessen, daß bei der Anordnung am Knotenstück die Schrägflächen 26 der Grundstäbe 2 gleichmäßiy gegeneinander zu liegen komm.en. Parallel zu einem der Schlitze 21 bzw, 22 sind in die Grundstäbe in die innerhalb der Abfasung 26 liegende Stirnfläche Verstärkungen 24 eingesetzt, die, wenn die Stäbe aus Holz hergestellt sind, aus eingeleirnten Sperrholzfedern bestehen. Die Enden der Grundstäbe weisen exzentrisch angeordnete Bohrungen, d.h. seitlich von dem Schlitz 21 und parallel dazu durch den Stab hindurchgehende Bohrungen 25 auf, die so angeordnet sind, daß bei an einem WinkelsUlck in noch zu beschreibender Wbise angeordneten Grundstäben in die Bohrungen 25 eingesetzte Befestigungsrnittel, beispielsweise Schrauben 4, durch die nicht auf der Diagonalen der einzelnen Winkelflächen liegenden Bohrungen 14 hindurchgehen. Bei der gezeigten Ausführungsform hat das eine Ende der Bohrung 25 eine Ansenkung, während im anderen Ende ein Innengewinde vorgesehen ist, so daß die eingesetzte Schraube nicht über die Stabwand vorsteht.
Der in Fig. 3 gezeigte Diagonalstab hat einen.einzigen, in seine Stirnfläche parallel zu den Seitenwänden eingelassenen Schlitz 33, wobei parallel zu diesem Schlitz beidseitig Verstärkungen 34,wie vorstehend beschrieben, vorgesehen sein können.
Die beiden keinenSchlitz aufweisenden Seiten des Diasonalstabes 3 sind durch eine in der Mitte der Stabbreite angesetzte Bohrung verbunden, die so anaeordnet ist, daß bei am Knotenstück 1 eingesetztem Diagonalstab 3 eine in diese Bohrung eingesetzte Befestigungsschraube 4 durch die auf der Diagonalen lieaende Bohrung der jeweiligen Winkelfläche hindurchgeht Das vordere Ende des Diagonalstabes 3 ist dachförmig unter einem Winkel von 450 angefast, wobei eine Stirnfläche 36 gebildet wird. Die Abfasung ist so getroffen, daß die schrägen Flächen 35 an den geraden Seiten der Grundstäbe 2 anliegen.
Ein Knotenpunktmehrbein, das mit einem aus einem einzigen Winkeleck bestehenden I'snotensttick 1 gebildet ist, ist in Fig. 5 dargestellt. Dabei ist erkennbar, daß die Schlitze in den Grundstäben 2 und den Diagonalstäben 3 so ausgebildet sind, daß ihre Breite der doppelten Breite einer Winkelfläche des Winkeleckes entspricht. Um eine feste Verbindung zu gewährleisten, müssen deshalb einer Winkelfläche entsprechende.Peilegplatten 15, in denen den Bohrungen 14 entsprechende Bohrungen 16 vorgesehen sind (Fig. 2) auf der Außenseite des Winkeleckes angeordnet werden. Wie aus Fig. 5 zu ersehen ist, werden die Grundstäbe 2 in das Winkeleck so eingeschoben, daß der von zwei Winkelflächen gebildete rechtwinklige Verband mit seiner Ecke in der Kreuzunasstelle der Schlitze 21, 22 liegt. Dadurch liegt eines der von den Schlitzen 21, 22 gebildeten vier Stirnfelder eines Xden Grundstabes 2 innerhalb des Winkeleckes 1, während die übrigen drei Stirnfelder außerhalb davon liegen. Der im Winkel von 450 in der Ebene der einen Winkelfläche liegende Diagonalstab 3 liegt, wie bereits vorstehend erwähnt, mit seinen Abfasungsflächen 35 an den ebenen Seitenflächen der GrundstälDe 2 an, wobei seine Stirnfläche 36 im Abstand,von der Berührungskante der ebenen Seitemlände der rundstähe liegt. Die Grundstähe 2 liegen unter Bildung eines festen Verbandes mit ihren Abfasunaen 26 fest gegeneinander, wobei die Anordnung der Bohrungen und der eingesetzten Schrauben 4 in die Grundstäbe bzw. den Diagonalstab, aus der Draufsicht von Fig. 5 gut zu ersehen ist.
Bei dem in Fig. 6 gezeigten Knotenstück 1, das aus acht aneinandergesetzten Winkelecken besteht, ist eine weitere Möglichkeit der Zusantrtnsetzung eines Knotenpunktmehrheines erkennbar. Nan sieht, daß bei dieser Anordnuna die Beilegplatten 15 weggelassen werden, da die aneinandergesetzten WinkelflNchen der einzelnen t'qinkelecken bereits der Schlitzbreite entsprechen. Die in Fig. 6 gestrichelt eingezeichneten Symmetrieachsen sind in der in Fig. 7 gezeigten Draufsicht ebenfalls zu erkennen. Sie liegen in den Berührungskanten der Winkelecken und auf den Diagonalen, die durch den Beruhrunqspunkt aller Winkelecken hindurchgehen. Wie aus Fig. 7 erkennbar ist, ist eine gesonderte Befestigung der Winkelecken aneinander nicht erforderlich. Die Verbindung der Winkelecken zu dem gezeigten Knotenstück erfolgt durch die auf geschobenen Stäbe 2,3,die mit Hilfe der durch die Bohrungen in den Flächen der Winkelecke hindurchgehenden Schrauben befestigt sind Das gezeigte Konstruktionsprinzip ist unabhängig von den statisch erforderlichen Querschnitten und den erforderlichen Abmessungen der zum Knotenpunkt gehörenden Teile, d. der Winkelecken und Verbindungselemente.
Die nachstehende Tabelle gibt eine Übersicht über die Kombinationsmöglichkeiten von Minkelecken ii Beilegplatten ist Grundstäben 2 und Diagonalstäben 3.
Tabelle Verbindungsögl ichke iten Winkelecken Beilegplatten Grundstäbe Diagonalstäbe 1 3 3 3 2 4 4 5 Winkelecken Beilegplatten Grundstäbe Diagonalstäbe 3 4 5 7 4 4 5 8 5 5 6 lo 6 4 6 11 7 3 6 12 8 0 6 12 - Ansprüche -

Claims

Ansprüche 1. Knotenpunktmehrbein mit einem Knotenstück, an das inindestens drei Grundstäbe längs dreier rechtwinklig zueinander stehender Symmetrieachsen und drei Diagonalstäbe jeweils längs einer Winkelhalbierenden eines Paares der Grundstäbe lösbar ansetzbar sind, dadurch a e k e n n z e i c 11 n e t , daß das Knotenstück (1) von mindestens einer Winkelecke gebildet ist, deren drei Winkelflächen (11, 12, 13) in den drei von den Symmetrieachsen aufgespannten Ebenen verlaufen, daß die wunden der Grundstäbe (2) mit einem winkelförmigen Schlitz (21, 22) versehen sind, in den zwei rechtwinklig zueinander stehende WinkelflAche der Winkelecke (1) eingesteckt sind, daß die Enden der Diagonalstäbe (3) mit einem Schlitz (33) versehen sind, in den jeweils eine freie Ecke einer Winkelfläche der Winkelecke (1) eingestccktist, und daß Befestigungsmittel (4) zum Festhalten der Stabenden an.der Winkelecke (1) vorgesehen sind.
2. itnotenpunktmehrbein nach Anspruch 1, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß das Knotenstück aus mehreren Winkelecken (1) besteht, welche voneinander unabhängige raumliche Ecken bilden, die von denselben in drei Symmetrieachsen aufgespannt sind, und daß die parallelen Winkelflächen benachbarter Winkelecken (1) jeweils gemeinsam in den winkelförmigen Schlitz (21, 22) der Grundstähe (2) bzw. den Schlitz (33) der Diagonalstäbe (3) eingreifen.
3. Knotenpunktmehrbein nach Anspruch 2, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß das Knotenstück ausgleichartigen Winkelecken (1) zusammengesetzt und durch die Befestigungsmittel (4) der Stäbe (2, 3) zusammengehalten ist.
4. Knotenpunktmehrbein nach eine der vorhergehenden Ansprüche, dadurch X e k e n n z&e i c h n e t , daß die Schlitze (21, 22, 33) in den Grundstäben (2) und in den Diagonalstäben (3) entsprechend der doppelten Stärke einer Winkelfläche bemessen sind; und daß bei Eingriff einer einzelnen Winkelfläche einer Winkelecke (1) zusätzlich in den Schlitz eine Feilegplatte (15) eingesteckt ist.
5. Knotenpunktmehrbein nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Ende der Grundstäbe (2) kreuzförmig durchgehend geschlitzt sind.
t. Knotenpunktmehrbein nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k- e n n z e i c h n e t , daß die Enden der Diagonalstäbe (3) geradlinig durchgenend geschlitzt sind.
7. Knotenpunktmehrbein nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß jede Winkelfläche (11, 12, 13) jeder Winkelecke (1) mit drei Bohrungen (14) versehen ist, von denen die eine auf der Diagonalen der Winkelfläche liegt und die beiden anderen symmetrisch zur Diagonalen und mit gleichem Kantenabstand wie die erste angeordnet sind.
8. Knotenpunktmehrhein nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß an jedem Stabende ein einziger Querbolzen (4) vorgesehen ist, der im Falle der Grundstäbe (2) exzentrisch angeordnet ist.
9. Knotenpunktmehrbein nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Knotenstück aus acht Winkelecken so zusammengesetzt ist, daß sechs Grundstäbe (2) und zwölf Diagonalstäbe (3) anschließhar sind, lo.
Knotenpunktmehrbein nach einem ddr vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Enden der Grundstäbe (2) pyramidenstumpfartig und die Enden der Diagonalstäbe (3) dachförmig jeweils im Winkel von 450 abgefast sind.
11. Knotenpunktmehrbein nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h:n e t , daß die Grundstäbe (2) und/oder die Diagonalstäbe (3) aus Holz, Schichtholz, Kunststoff oder Preßstoffen bestehen.
12. Knotenpunktmehrbein nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Winkeiecken (1) aus Metall oder Kunststoff bestehen.

L e e r s e i t e