DE2256705C3

DE2256705C3 - Strebenkonstruktion

Info

Publication number: DE2256705C3
Application number: DE2256705A
Authority: DE
Inventors: Thomas Dr. Adliswil Ritscher
Original assignee: Carl Keijser & Co Vaestraas Se AB
Current assignee: Carl Keijser & Co Vaestraas Se AB
Priority date: 1971-11-23
Filing date: 1972-11-18
Publication date: 1981-11-12
Also published as: BR7208237D0; DE2256705A1; DE2256705B2; NO141478B; SE385312B; FR2163000A5; DK141415C; CA986678A; CH545941A; NL7215849A; NO141478C; FI63109C; FI63109B; US3856113A; JPS4863523A; GB1415331A; DK141415B

Description

Die Erfindung betrifft eine Strebenkonstruktion für Gerüste, Geländer, Leitungsträger, Leitern oder dergleichen mit mindestens zwei etwa parallelen Holmen etwa I-förmigen Querschnitts und Streben, die mit den Stegen der Holme sperrend verbunden sind.

Eine Strebenkonstruktion mit diesen Merkmalen ist in Form einer Leiterkonstruktion aus der DE-OS 00 643 bekannt

Bei den hierbei verwendeten Holmquerschnitten verbindet ein Steg gleichbleibender Dicke die beiden Flansche, wobei allenfalls im Bereich des Übergangs der Stegenden in die Flansche eine örtlich begrenzte Verdickung des Steges vorgesehen sein kann.

Die Holme dieser bekannten Leichtmetalleitern bieten zwar eine bei relativ schwachen Materialquerschnitten einigermaßen befriedigende Biege- bzw. Torsionssteifheit, doch ist die Seitensteifheit unbefriedigend. Die zuletzt genannte Anforderung ist aber nicht nur für Leitern, sondern auch für andere Strebenkonstruktionen der oben genannten Art wichtig, die nicht wie Leitern überwiegend in Richtung der Holme, d. h. senkrecht zu den Streben, sondern wie Geländer, Brüstungen und dergleichen auch in Richtung senkrecht zu den Holmen belastet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Strebenkonstruktion der eingangs genannten Art die Holme so auszubilden, daß sie mit möglichst geringem Materialquerschnitt eine möglichst gute Biegesteifheit der Strebenkonstruktion sowohl in x-Richtung als auch iny-Richtung der Holmquerschnitte gewährleisten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Stege jeweils einen Siegmittelteil und zwei Stegseitenteile mit in Richtung auf die zugehörigen ίο Flansche zunehmender Dicke aufweisen.

Vergleichstests der erfindungsgemäßen Strebenkonstruktion mit der bekannten Strebenkonstruktion zeigen, daß die erfindungsgemäße Strebenkonstruktion eine beachtliche Verbesserung

(a) der Biegefestigkeit (gemessen als Durchbiegung bzw. Verformung einer leiterartigen Konstruktion bei Belastung beider Holme),

(b) der Seitenbiegefestigkeit (gemessen als Durchbiegung bzw. Verformung einer leiterartigen Konstruktion bei Belastungeines Holms)und

(c) der allgemeinen Torsions- bzw. Verwindungsfestigkeit bieten. Die Seitenbiegefestigkeit der erfindungsgemäßen Strebenkonstruktion war z. B. achtmal größer als die der Vergleichskonstruktion.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Stegmittelteile eine gleichbleibende Dicke auf, und die Dicke der Stegseitenteile nimmt vom Stegmittelteil zu den zugehörigen Flanschen hin linear zu. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform macht die Summe der Längen der beiden Stegseitenteile mindestens 20% der Gesamtlänge Sgl des Steges aus.

Insbesondere nimmt die Dicke der Stegseitenteile keilförmig nach außen zu, wobei die entgegengesetzten Flächen der Stegseitenteile miteinander Winkel von etwa 10 bis 35°, vorzugsweise 14 bis 24", einschließen.

Besonders geeigneterweise bestehen die Holme aus extrudierbarer Leichtmetallegierung.

In einer speziellen Strebenkonstruktion, bei der die Streben in Durchbrechungen der Stege eingreifen und

mittels an ihren Enden angebrachten Stauchwülsten an den Rändern der Durchbrechungen sperrend gehalten sind, können die Stauchwülste so ausgebildet sein, daß sich eine verkeilte Sperrung zwischen den Streben und den Stegseitenteilen ergibt

Ausführungsbeispiele einer Strebenkonstruktion gemäß der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und nachstehend näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine halbschematische perspektivische Ansicht so eines Holmes für die Strebenkonstruktion,

F i g. 2 eine schematische Teildarstellung eines Holmprofils,

F i g. 3 eine schematische Teildarstellung eines anderen Holmprofils,

F i g. 4 ein Schema eines I-förmigen Holmprofils zur Erläuterung bevorzugter Abmessungsverhältnisse,

F i g. 5 einen schematisch vereinfachten Schnitt durch die Verbindungsstelle von Holm und Strebe gemäß einer bevorzugten Ausführungsform, Fig.6 eine Verbindung von Holm und Strebe im Schnitt gemäß einer weiteren Ausführungsform.

Der in F i g. 1 dargestellte Holm 11 umfaßt den Steg 12, der einen Stegmittelteil 13 und die beiden Stegseitenteile 14, 15 besitzt. Der Mittelteil 13 ist von praktisch gleichbleibender Dicke, während jeder Stegsiitenleil 14,15 eine vom Mittelteil zu den benachbarten Flanschen 17,19 hin zunehmende Dicke hat.

Der Keilwinkel ist in F i g. 1 zur besseren Darstellung

etwas Obertrieben, nämlich mit ca. 40°, dargestellt. Vorzugsweise liegt er zwischen etwa 10—35°, insbesondere 14-24°.

Der Stegmittelteil 13 ist mit mehreren Durchbrechungen 16 versehen. In F i g. 1 sind nur drei Durchbrechungen gezeigt Die tatsächliche Anzahl der Durchbrechungen sowie ihre gegenseitigen Abstände, ihre Formen und Größen hängen von der pro Längeneinheit der Holme erforderlichen Anzahl Streben, der Gesamtlänge der Konstruktion und dem Strebenquerschnitt ab. Die quadratische Form der Durchbrechungen 16 ist bevorzugt

Die den Stegseitenteilen 14, 15 benachbarten Flansche 17, 19 können, wie in F i g. 1 dargestellt, ausgebildet sein, d.h. mit nach innen abgebogenen Flanschenden 18, 20, doch sind auch andere, z. B. bogenförmige, gerade und andere Formen möglich, da die jeweilige Form der Flansche meist nicht kritisch ist und auch vom Verwendungszweck der Konstruktion abhängt

In jedem Fall besitzt die erfindungsgemäße Konstruktion mindestens zwei praktisch gleiche Holme dieser Art in im wesentlichen paralleler Anordnung. Im allgemeinen, z. B. für Leitern, wird ein Holmenpaar so angeordnet, daß die innere Seitenfläche 131 des in F i g. 1 dargestellten Holmes der entsprechenden Seite eines weiteren nicht gezeigten Holmes zugekehrt ist. Die Stellungen, Formen und Abmessungen der Durchbrechungen 16 sind bei beiden Holmen eines Paares wegen der gegenseitigen Verbindung durch die Streben praktisch gleich. Für andere Zwecke, z. B. Kabelträger, kann die Strebenkonstruktion auch mehr als zwei Holme aufweisen, wobei auch eine Versetzung der Streben bzw. die Verwendung unterschiedlicher Strebenprofile möglich ist

In F i g. 2 ist die Profil- oder Querschnittsform eines Stegseitenteils 14 mit geometrischer Zunahme der Dicke dieses bei 4 an den Stegmittelteil 13 anschließenden und zum Flansch 17 hinführenden Teils des Holmprofils dargestellt. Die Außenflächen \a, \b des Stegseitenteils 14 folgen annähernd dem Verlauf einer logarithmischen Spirale, die bis zu den nach innen »gebogenen« Enden 5a, 56 des Flansches 17 iuhrt.

Die in F i g. 3 dargestellte Form des Holmprofils kann als Annäherung an die Profilform von F i g. 2 aufgefaßt werden und entspricht einer aus praktischen Gründen, unter anderem zur Herstellung durch Extrudieren, bevorzugten Form des Holmprofils. Der Flansch 17 geht mit der bei 42 beginnenden Krümmung in den Stegseitenteil 14 über, dessen Seitenflächen im wesentlichen eben sind. An der Knickstelle 41 beginnt der Stegmittelteil, dessen Länge mit Sml angedeutet ist. Das Profil des in den F i g. 2 und 3 dargestellten Stegseitenteiles 14 kann als allgemein keilförmig bezeichnet werden und läßt sich durch den Keilwinkel (2 · <x) charakterisieren, der erfindungsgemäß allgemein zwischen 10 und 35° liegt, vorzugsweise 15 — 30° und insbesondere 14 — 24° beträgt.

Anhand des in Fig.4 dargestellten Profilschemas lassen sich einige vorteilhafte Dimensionsverhältnisse der Holmprofile erfindungsgemäßer Konstruktionen erläutern. Vorzugsweise beträgt das Verhältnis der Gesamtlänge Scl des Steges 12 zur Länge des Mittelbereiches S_ML 1,0-2,5, insbesondere 1,2-2,2. Vorzugsweise ist die Dicke des Stegmittelteils 13 praktisch gleichbleibend, und die allgemein keilförmige Verstärkung des Steges 12, d. h. der Stegseitenteile Svt. besinnt dementSDrechend an den durch Pfeil und mit dem Zeichen S₀ bezeichneten Punkten 50. Beide Stegseitenteile Sw. sind vorzugsweise gleich lang. Im allgemeinen wird bevorzugt daß das Verhältnis der Gesamtlänge Scl des Steges 12 zur Summe der Längen beider Stegseitenteile, d. h. das Verhältnis Sgl : 2 · Svl, zwischen 1 und 4 und insbesondere zwischen 1,9 und 3,4 liegt

Das Verhältnis der Gesamtlänge des Steges 12 zur Länge des Flansches 17, d.h. das Verhältnis Scl-Bl. liegt vorzugsweise im Bereich von 1,0—2,0, insbesondere zwischen 1,4 und 1,9. Das Verhältnis von Sgl Ztir Dicke des Stegmittelteils 13, d.h. das Verhältnis von Scl ■ Sa liegt vorzugsweise zwischen 15 und 40, insbesondere zwischen 20 und 37. In der Praxis ist hier der Kehrwert, d. h. das Verhältnis Sd : Sgl zweckmäßiger für die allgemeine Charakteristik, und dieser Verhältniswert liegt vorzugsweise zwischen 0,04 und 0,02.

Das Verhältnis der Dicke des Stegmittelteils 13, Sd zur Dicke Bd der Flansche 17 liegt vorzugsweise zwischen 2,0 und 0,5, insbesondere zwischen 1,7 und 0,6, wobei in den meisten Fällen ein unterer Grenzwert von annähernd 1 zweckmäßig ist

Die sperrende Verbindung von Streben und Holmen ist in den F i g. 5 und 6 dargestellt Die halbschematische Darstellung von Fig.5 zeigt einen Querschnitt durch den Endabschnitt 60 der Strebe 61, der einen Innenflansch 62 und einen Außenflansch 63 besitzt Die Außen- und Innenflansche 63 bzw. 62 liegen fest am Stegmittelteil 13 an, wooei die Endbereiche 621,631 der Flansche 62,63 an den Stegseitenteilen 14,15 angreifen.

Praktisch kann dies z. B. in der in F i g. 6 dargestellten Weise geschehen, indem der Endbereich 60 der Strebe 61 mit einem Stauchwulst 49 versehen wird, der als Innenflansch der Strebe dient Das verbleibende freie Strebenende wird bis zum Anschlag des Stauchwulstes 49 in eine Durchbrechung 16 im Stegmittelteil 13 des Holmes 11 geschoben. Am verbleibenden und über den Holm hinausragenden Strebenende kann nun durch Pressen bzw. Stauchen entsprechend den Verformungseigenschaften des verwendeten Strebenmaterials eine zweite Stauchung bzw. ein zweiter als Außenflansch dienender Stauchvvulst 51 gebildet werden. Durch Abstützung des Stauchwulstes 49 gegen die Einwirkung des auf das Strebenende zur Bildung des Stauchwulstes 51 und zum Anpressen der beiden Stauchwülste an den Steg einwirkenden Druckes läßt sich eine außerordentlich feste sperrende Verbindung zwischen Strebe und Holmsteg erzeugen. Vorzugsweise werden die Stauchwülste 49, 51 so zusammengepreßt und verformt, daß die am Holm anliegenden Strebenflächen auch an den Stegseitenteilen 14, 15 anliegen, so daß durch die zunehmende Dicke der Stegseitenteile 14, 15 eine verkeilte Sperrung der Strebe 61 am Holm U zustandekommt.

Es versteht sich, daß die in den F i g. 5 und 6 nur für ein Strebenende erläuterte Sperrung auch am anderen Strebenende bzw. an den Enden aller oder der meisten Streben der Konstruktion erzeugt wird, was sich in der Folge oder gleichzeitig durchführen läßt. Bei der Herstellung von Leitern werden die Sperrungen an beiden Enden einer Strebe vorzugsweise gleichzeitig erzeugt.

ErfiiiJungsgemäße Strebenkonstruktionen mit mehr als zwei Holmen lassen sich in analoger Weise, wie oben für Konstruktionen mit zwei Holmen erläutert, erzeugen, z. B. durch Versetzung der zwischen zwei benachbarten Holmen liegenden Streben eeeenüber

den Streben zwischen einem oder beiden dieser Holme und dem jeweils nächsten Holm. Als Werkstoffe kommen außer den bevorzugten Leichtmetallen auch Kunststoffe einschließlich von glasfaserverstärkten Duroplasten in Frage.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Strebenkonstruktion für Gerüste, Geländer, Leitungsträger, Leitern oder dergleichen mit mindestens zwei etwa parallelen Holmen etwa I-förmigen Querschnitts und Streben, die mit den Stegen der Holme sperrend verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (12) jeweils einen Stegmittelteil (13) und zwei Stegseitenteile (14, 15) mit in Richtung auf die zugehörigen Flansche (17, 19) zunehmender Dicke aufweisen.

2. Strebenkonstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stegmittelteile (13) eine gleichbleibende Dicke aufweisen und daß die Dicke der Stegseitenteile (14,15) vom Stegmittelteil (13) zu den zugehörigen Flanschen (17, 19) hin linear zunimmt

3. Strebenkonstruktion nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dp β die Summe der Längen der beiden Stegseitenteile (14, 15) mindestens 20% der Gesamtlänge S_Gl des Steges (12) ausmacht

4. Strebenkonstruktion nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Stegseitenteile (14, 15) keilartig nach außen zunimmt, wobei die entgegengesetzten Flächen der Stegseitenteile (14, 15) miteinander Winkel von etwa 10 bis etwa 35°, vorzugsweise 14° bis 24°, einschließen.

5. Strebenkonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Holme (11) aus extrudierbarer Leichtmetallegierung bestehen.

6. Strebenkonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die Streben in Durchbrechungen der Stege eingreifen und mittels an ihren Enden angebrachter Stauchwülste an den Rändern der Durchbrechungen sperrend gehalten sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Stauchwülste (49, 51) so ausgebildet sind, daß sich eine verkeilte Sperrung zwischen den Streben (61) und den Stegseitenteilen (14,15) ergibt