DE2540267A1

DE2540267A1 - Aus scheiben zusammengesetztes tragwerk, insbesondere fuer eine zerlegbare bruecke

Info

Publication number: DE2540267A1
Application number: DE19752540267
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dr Ing Sedlacek; Hugo Dipl Ing Sedlacek
Original assignee: Fried Krupp AG
Current assignee: Fried Krupp AG
Priority date: 1975-09-10
Filing date: 1975-09-10
Publication date: 1977-03-24
Also published as: AT361974B; FR2323816A1; DE2540267C3; GB1518716A; ES451169A1; SE7609570L; IT1063486B; IN146253B; ATA664776A; SE429245B; US4075727A; DE2540267B2; JPS5235429A

Description

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FRIED. KRUPP GESELLSCHAFT MIT BESCHRÄNKTER HAFTUNG in Essen

Aus Scheiben zusammengesetzte*Tragwerk, insbesondere für eine zerlegbare Brücke

Um tragende Scheiben aus Stahl oder sonstigen Metallen, z.B. Aluminium (Platten, Tragwände, Hauptträgerstege u.a.) im Ingenierbau, vor allem Brückenbau und hier vornehmlich im Pionierbrückenbau, miteinander zu verbinden, bedient man sich des Nietens, Schraubens und Schweißens, wenn es sich um die Übertragung großer Kräfte von mehreren, u.U. vielen Tonnen handelt. Diese Verbindungstechnik gilt vor allem für permanente Bauwerke, wo die Montagezeiten nicht vorrangig sind. Kommt es auf extrem kurze Montagezeiten an, sind diese Verbindungselemente ungünstig oder sogar unbrauchbar. Dies gilt umso mehr, je funktionell vielseitiger eine solche Verbindung sein soll, d.h. in je mehr Kraftrichtungen zu arretieren ist.

Beispielsweise besteht für Brückengeräte, insbesondere Pionierbrücken, die Forderung nach extrem kurzen Montage— zeiten. Hier wurde bisher die Kraftübertragung vorwiegend durch Bolzen oder Scharniere oder gelegentlich auch durch Haken erreicht. Haken, wie sie z.B. als Waggonkupplungen verwendet werden, sind zwar schnell anwendbar, bedingen aber einen großen Aufwand an Raum und Gewicht. Bei Bolzenverbindungen ist die Kraftübertragung gewöhnlich mit Beanspruchung der

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Bolzen und- Bohrlöcher auf Scheren und I^ibungsdrtKsk rerbunden, also im Ebenen senkrecht zur Bolzenachse { seltener· erfolgt eine Beanspruchung durch Zug ±a Bolzenachse. Ba Balzendurclimesser und Bolzenabstand voneinander abhängig sind_t ist; sof Übertragung einer· bestimmten Er-aft auf eine Mindestasaiil vom Bolzen die EinhaltTong eines Minimal-Bolzen— afeetandies sowie von Mindestfcreiten tind —!.ängen der· Ver·— ■faindtmgsfläclien erforderlictt. Entspreeilende Abmessungen stehen aber,, Tor allem im modernen Pionierbrficitenbatt. niebit immer ztir ¥er-fmgxing:. Auch bedingt das EinbaiEen -wajä. Sicbem der BolzeBi einen ge-weltnlicb. nicht verfügbaren Zeitattfirand. Zwar werden die Bolzen manchmal auch fest eingebaut, doch, ändert das nichts an dem großen Fiatzattfwand.

Der ia. den Ansprüchen gekennzeichnet en Erfindung liegt die Aufgabe z^grtinde, scheibenartige Elemente eines Tragwerkes_t insbesondere^ einer zerlegbaren Brücke, mit geringstem Aufwand an Montagezeit unter Anwendung von Befestigungsmittel!!^ die niedrige Fertigungskosten und einen geringen Raumbedarf aufweisen, so miteinander zu verbinden, daß zwischen den Elementen große Kräfte nach allen Richtungen hin übertragen, werden können. Insbesondere sollen Bolzen und Bohrlöcher zur Übertragung der großen Kräfte vermieden werden. Damit entfallen, die erwähnten Machteile der Bolzenverbindungen. Außerdem werden KorrosicnBBchädien vermieden, die aus Blektrolyt— Wirkung; auftreten, wenn Bolzen z.B. aus Stahl in. Bohrlöcher von. AlumiiniuB—Wänden eingesetzt werden.

der- Zeichnung ist ein Ausfuhrungsbeispiel des Erfindiings—

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gegenstandes dargestellt; und zwar zeigen:

Fig. 1 eine Pionierbrücke in Seitenansicht, Fig. 2 einen Teil der Brücke in Schrägansicht, Fig. 3 einen Querschnitt durch den mittleren Teil der Brücke,

Fig. 4

und 5 Querschnitte durch einzelne Träger der Brücke an verschiedenen Stellen,

Fig. 6 zwei miteinander gekoppelte Wände eines Trägers in Seitenansicht,

Fig. 7 dal Schnitt nach der Linie VII-VII wie in Fig. 6,

Fig. ö einen entsprechenden Schnitt bei einer abgewandelten Aus führung,

Figo 9 einen Teil des Untergurtes eines Trägers des Tragwerkes in Schrägansicht,

Fig. 10 Teile des Untergurtes und einer Wand in Seitenansicht,

Fig. 11 Teile eines rampenartigen Trägerstückes mit Montage-Hilfsmitteln in Seitenansicht,

Fig. 12 die zugehörige Stirnansicht mit dem Blick in Richtung des Pfeiles XII in Fig. 11,

Fig. 13 eine Wand eines Trägers und die anschließenden Teile des Untergurtes und des Obergurtes in einem lotrechten Schnitt und

Fig. 14,

15, l6 je einen Teil des Untergurtes und einen Teil einer Wand in einem lotrechten Schnitt bei drei verschiedenen Montage-Zuständen.

Das Tragwerk der Pionierbrücke nach Fig. 1 besteht aus zwei

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Spurträger¹^ die mit Abstand voneinander verlegt sind. Jeder der beiden Spurträger ist zusammengesetzt aus zwei (Fig. 1) oder mehr (Fig. 2) normalen Trägerstücken, an deren Querschnitt ein gleichschenkliges Dreieck mit obenliegender waagerechter Seite ist. Die beiden Enden der Spurträger werden durch je zwei rampenartige Trägerstücke 2,3 gebildet, deren Höhen-Abmessung von den normalen Trägerstücken 1 aus stetig abnimmt, wobei der Querschnitt von der dreieckigen Form des Querschnitts der normalen Trägerstücke allmählich in trapezförmige Querschnitte mit zunehmend geringerer Höhe übergeht. Die äußeren Kanten der rampenartigen Trägerstücke 3 liegen auf einem für beide Spurträger gemeinsamen Uferwalzen 4 auf·

Jedes der Trägerstücke 1,2,3 ist aus vier Scheiben zusammengesetzt. Eine Scheibe 5 bildet einen Teil des Obergurtes des Spurträgers und zugleich einen Teil der Brückenfahrbahn. Den Untergurt des Spurträgers bilden schmale Scheiben 6 an den Unterseiten der normalen Trägerstücke 1 sowie Scheiben 7» welche die rampenartigen Trägerstücke 2,3 unten abschließen und deren Breite entsprechend der zunehmenden Breite der Trapez-Querschnitte der Trägerstücke 2,3 i>±s zu den Uferbalken 4 zunimmtο Zwei weitere Scheiben 8,9 bilden die geneigten Seitenwände der Trägerstücke 1,2,3*

Der Zwischenraum zwischen den die Obergtubte der beiden Spurträger bildenden Scheiben 5 wird durch Zwischenplatten 10 überbrückt, die mit ihren Längsrändern auf den einander zugekehrten Rändern der Scheiben 5 aufliegen. An den äußeren Rändern der

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Scheiben 5 sind Schrammborde 11 befestigt.

Zur Befestigung der die Seitenwände bildenden Scheiben 8,9 an dem die Untergurte bildenden Scheiben 6,7 sind die im folgenden verschriebenen Kupplungsorgane vorgesehen.

Eine untere Scheibe 6 eines normalen Trägerstückes 1 besteht nach der Darstellung in Fig. 9 aus zwei stranggepreßten Hoh^iLatten 12_$13_S deren Profile spiegelbildlich mit Bezug auf die lotrechte Längsmittelebene der Scheibe b ausgebildet sind. Sie sind mit den einander zugekehrten Längskanten ihrer oberen und unteren Platten durch Schweißnähte Xk miteinander verbunden»

Auf der oberen Platte der unteren Scheibe 6 sitzen in der Nähe von deren beiden Enden vier Kupplungsorgane 15ο Jedes Kupplungsorgan wird gebildet durch eine plattenartige Erhebung l6 und zwei Nocken Λΐοη denen einer, von dem der Schweißnaht l4 zugewandten Ende der Erhebung 16 und der andere, 1§ von dem entgegengesetzten Ende der Erhebung 16 hochragt. Der Nocken 17 hat ein hakenförmiges Profil und bildet auf der von der Schweißnaht 14 abgewandten Seite eine Kehle49. Qer Nocken ist weniger hoch und weist auf der dem Nocken 17 zugewandten Seite eine Anlage-Fläche 20auf. Jedes Kupplungsorgan 15 hat zwei ibene, lotrechte Stirnflächen 21, die rechtwinklig zur Längsrichtung der Scheibe 6 verlaufen.

Je zwei der Kupplungsorgane 15 sind spiegelbildlich mit Bezug

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auf die lotrechte Längsmittelebene der Scheibe 6 angeordnet. Auf jeder Seite der Schweißnaht Ik sind zwei Kupplungsorgane 15 mit einem Abstand voneinander angeordnet ·

Wenn die Scheibe 6_f wie es Fig. 9 zeigt, durch Strangpressen der beiden Hohlplatten 12,13 hergestellt wird, bestehen die Kupp lungs organe 15 aus einem Stück mit den Hohlplatten. Ihr Profil wird von dem Strangpreß-Profil der Hohlplatten 12,13 eingeschlossen. Nach dem Strangpressen hat jede der Hohlplatten 12,13 zunächst eine über ihre Länge durchgehende Leiste mit dem Profil der Kupplungsorgane 15» Danach wird diese Leiste durch spanabhebende Bearbeitung so unterbrochen, daß nur die Kupplungsorgane mit einer niedrigen Bearbeitungsleiste 22 zwischen ihnen stehen bleiben. Hierbei werden auch die Stirnflächen 21 bearbeitet.

Eine Scheibe 9» welche eine der geneigten Seitenwände eines normalen Trägerstückes 1 bildet, hat ein unteres Randstück 23 und ein oberes Randstück 24. Diese beiden haben eine übereinstimmende Form je eines stranggepreßten Hohlkörpers. Sie werden miteinander durch zwei planpanallele Platten 25 mitteinander verbunden, welche mit ihren Längsrändern über abgestufte Leisten 26 der Randstücke 23,24 so greifen, daß ihre Außenflächen mit den Außenflächen der Randstücke fluchten. Sie sind mit diesen durch Schweißnähte 27 fest verbunden. Die Platten 25 sind in bekannter Weise durch nichtdargestellte, kegelstumpfförmige Hocker versteift.

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Fig. 13 zeigt die Scheibe 9 im eingebauten Zustand, in dem sie mit der unterteil Scheibe 6 so verbunden ist, daß zwischen ihr und dieser Scheibe große Kräfte nach allen Richtungen hin übertragen werden können· Gleichzeitig ist sie mit der oberen Scheibe 5 so verbunden, daß zwischen ihr und dieser große Kräfte sowohl in Längsrichtung des Trägers als auch quer dazu übertragen werden können.

Jeder der beiden Randstücke 23,24 bildet einen Fuß mit einem Wulst 28 und einer Ferse 29· Aus dem Fuß ist eine Nut 30 mit rechteckigem Querschnitt (Fig. 10) ausgefräst. Hierdurch werden eine Auflagerfläche 3* des Fußes sowie lotrechte Führungsflächen 32 gebildet.

Bei der Einbaulage der Scheibe 9 nach Fig. I3 sitzt der Fuß des unteren Randstückes 23 fest in einem der Kupplungsorgane 15· Die Auflagerfläche 3I liegt auf der Erhebung auf. Der Wulst 28, der in Richtung nach der lotrechten Längsmittelebene der unteren Scheibe 6 hingerichtet ist, liegt passend in der Kehle I9 des hakenförmigen Nockens 17· Die Ferse 29 stützt sich mit einer von dem Wulst 28 abgewandten lotrechten Fläche 33 gegen den Nocken l8. Die seitlichen Führungsflächen32 liegen an den lotrechten Stirnflächen des Kupplungsorganes an.

Demgemäß werden waagerechte Kräfte, die quer zur Längsrichtung des Trägers zwischen der Scheibe 9 und der unteren Scheibe wirken, von dem Wulst 28 und dem Nocken 17 bzw. voi/der Ferse und dem Nocken l8 aufgenommen. Waagerechte Kräfte, die in

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Längsrichtung des Trägers zwischen der Scheibe 9 und der
unteren Scheibe 6 wirken, werden durch die aneinanderliegenden Flächen 32,21 übertragen. Kräfte, die in lotrechter Richtung von der Scheibe 9 nach unten auf die
untere Scheibe 6 wirken, werden durch die Auflagerfläche 31 auf die Erhebung 16 übertragen. Nach oben auf die Scheibe 9 wirkende Kräfte können diese nicht von der unteren Scheibe abheben, weil der hakenförmige Nocken 17 über den Wulst 28
greift und ein Drehen der Scheibe 9 entgegen dem Uhrzeiger— drehsinn durch die obere Scheibe 5 verhindert wird.

Sonach ist die eine geneigte Wand des Trägerstückes 1
bildende Scheibe 9 mit der den Untergurt bildende*Scheibe 6 so verbunden, daß nach allen Richtungen hin wirkende Kräfte aufgenommen werden.

Die Fig. 14,15 und 16 veranschaulichen, wie die Scheibe 9 mit der unteren Scheibe 6 gekuppelt wird. Nach Fig. Ik befindet sich die Scheibe 9 zunächst in lotrechter Lage über dem betreffenden Kupplungsorgan 15. Diese Lage ist auch in Fig. dargestellt. Nach Fig. 15 wird die Scheibe 9 mit einer geringen Neigung nach der lotrechten Längsmittelebene der
Scheibe 6 hin in das Kupplungsorgan 15 so eingesetzt, daß
der Wulst 28 in die Kehle 19 eingreift, und diese beiden Teile ein Drehgelenk bilden.. Nunmehr wird gemäß Fig. 16 die
Scheibe 9 im entgegengesetzten Sinn geschwenkt, bis sie die in Fig. 13 dargestellte Lage einnimmt. Dabei füllen diejenigen Teile des Fußes des unteren Randstückes 23, die beim Ausfräsen der Nuten 30 stehengeblieben sind, die Lücken zwischen

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den drei mit Abständen voneinander angeordneten Kupplungsorganen 15 aus.

Wenn die die andere Wand des Trägerstückes 1 bildende Scheibe 8 in der gleichen Weise wie die Scheibe 9 mit der den Untergurt bildenden Scheibe 6 mit Hilfe der betreffenden Kupplungsorgane 15 verbunden ist, wird auf die oberen Ränder der beiden Scheiben 8,9 die den Obergurt bildende Scheibe 5 aufgesetzt. Dabei erstrecken sich die Wulste 28 der oberen Randstücke 24 in Richtung von der lotrechten Längsmittelebene des Trägers 6, während die Fersen 29 dieser Ebene zugewandt sind. Die obere Scheibe 5 hat auf ihrer Unterseite Kupplungsorgane 3^t die mit den Kupplungsorganen 15 der unteren Scheibe 6 übereinstimmen lediglich mit dem Unterschied, daß sie statt der hakenförmigen Nocken einfache, nicht über die Wulste 28 greifende Nocken 35 hat. Daher kann die obere Scheibe 5 durch lotrechte Bewegung nach unten auf die Füße der oberen Randstücke 24 der beiden Scheiben 8 und 9 so aufgesetzt werden, daß jedes Kupplungsorgan 3^t mit den Nocken l8 und 35 die Ferse 29 bzw. den Wulst 28 erfaßt und die Führungsflächen 32 der ausgefrästen Nut 30 an den Stirnflächen 21 der Kupplungsorgane 3^ anliegen, so daß waagerechte Kräfte beliebiger Richtungen zwischen der oberen Scheibe 5 und den Scheiben 8,9 übertragen werden.

Ein Abheben der oberen Scheibe 5 von den Scheiben 8,9 wird dadurch verhindert, das nichtdargestellte Fallbolzen, die in der oberen Scheibe 5 geführt sind, in entsprechende Ausnehmungen

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der oberen Randstücke 2.k einrasten.

Sonach wird - ohne Verwendung eines große Kräfte übertragenden Bolzen eine nach allen Richtungen hin steife Verbindung zwischen den vier Scheiben 5$6,8,9 *·^η kurzer Zeit hergestellte

Die die geneigten Wände bildenden Scheiben 8,9 jedes Trägerstückes 1 werden, wie Fig. 6 zeigt, mit den entsprechenden Scheiben, z.B. 9a des anschließenden Trägerstückes durch eine Verzahnung miteinander verbunden. Nach Fig. 6 haben die Zähne 3^,37 dieser Verzahnung ein rechteckiges Profil, und ihre Flanken 38 (Figo 7) sind Ebenen, die rechtwinklig liegen zu den Seitenflächen der Scheiben 9t9a· Durch diese Verzahnung werden zwischen den Scheiben 9 und 9a Kräfte übertragen, die in Höhenrichtung parallel zu den Seitenflächen der Scheiben wirken.

In Abwandlung hiervon zeigt Fig. 8, daß die Flanken 39 der Zähne zylindrische Flächen bilden. Eine solche Verzahnung überträgt außerdem auch solche Kräfte, die zwischen den beiden Platten 9» 9a senkrecht zu deren Seitenflächen wirken.

Die rampenartigen Trägerstücke 2,3 werden aus vier Scheiben grundsätzlich in der gleichen Weise zusammengesetzt wie die normalen Trägerstücke· Fig. 11 und 12 zeigen, daß zwei ge-

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neigte Seitenwände 40,41, deren Höhen sich nach dem einen Ende des Trägerstückes 3 hin verjüngen, auf die den Untergurt bildende Scheibe 7 aufgesetzt sind. Die Befestigung der Scheiben 40 und 4l an der Scheibe 7 erfolgt mittels der gleichen Kupplungsorgane, die zu der beschriebenen Befestigung der Scheiben 8,9 des normalen Trägerstückes 1 an der unteren Scheibe dienen. Nach Fig. ist die untere Scheibe 7 vorübergehend zur Erleichterung der Montage in geneigter Lage abgestützt, und zwar mit hochliegendentuEnde an dem Uferbalken 4, der über Rollen 42 vorgerollt werden soll. Dabei verlaufen die oberen Ränder der Scheiben 4O,4l waagerecht. Xn dieser Lage sind die Scheiben vorübergehend durch einen Abstandhalter 43 gehalten. Er trägt Rollen 44 zum leichteren Einbringen der oberen Scheibe Diese ist in Fig. 11 und 12 mit Abstand oberhalb der Scheiben 4O,4l gezeigt. Sie wird auf die oberen Randstücke der Scheiben 4O,4l abgesetzt und mit diesen in der gleichen Weise fest verbunden, wie es für die Befestigung der oberen Scheibe auf den Scheiben 8,9 des normalen Trägerstückes anhand von Figo 13 beschrieben ist.

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Claims

Ansprüche:

Aus Scheiben zusammengesetztes Tragwerk, insbesondere für eine zerlegbare Brücke, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Paar von miteinander zu verbindenden Scheiben,(z.B. 6,9) Kupplungsorgane (15) mit solchen Profilen aufweist, daß die Kupplungsorgane, wenn sie formschlüssig in Eingriff miteinander gebracht sind, ein Schwenken einer Scheibe (z.B. 9) gegenüber der anderen (6) in eine Kupplungsstellung ermöglichen, in welcher die Kuppluhgsorgane (15) Kräfte nach allen Richtungen hin zwischen den beiden Scheiben (6,9) zu übertragen vermögen, wobei ein Zurückschwenken einer Scheibe (9) gegenüber der anderen (6) aus der Kupplungsstellung heraus durch weitere angekuppelte Scheiben (5) verhindert wird.
2. Tragwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsorgane (15) einer Scheibe (6) aus wenigstens einem Paar von Nocken (17,18) bestehen, von denen einer (17) hakenförmig ist und zusammen mit einem in ihn eingreifenden Wulst (28), der ein Kupplungsorgan einer anderen Scheibe (9) ist, ein Schwenkgelenk bildet, während der andere Nocken (l8) so angeordnet und ausgebildet ist, daß an ihm eine von dem Wulst (28) abgewandte Fläche (33) der anderen Scheibe (9) anliegt, wenn diese gegenüber der ersten Scheibe (6) in die Kupplungsstellung geschwenkt ist.

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3· Tragwerk nach Anspruch 2 mit wenigstens einem Träger, der aus Stücken (1,2,3) Mit dreieckförmigem Querschnitt und/oder trapezförmigem Querschnitt besteht, wobei jedes Trägerstück aus vier Scheiben zusammengesetzt ist, von denen eine den Obergurt, eine den Untergurt und zwei geneigte Wände bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Wände (8,9|4O,4l) an ihren unteren und oberen Rändern (23,24) als Kupplungsorgane die Wulste (28) und die von diesen abgewandten Flächen (33) aufweisen und daß auf der Oberseite des Untergurtes (6) die Paare von Nocken (I7»l8) sitzen, von denen je einer (17) hakenförmig ist, wobei zur Übertragung von in Träger-Längsrichtung wirkenden Kräften zwischen den Wänden (8,9|4O,4l) und dem Untergurt (6|7) die an den unteren Rändern (23) der Wände sitzenden Kupplungsorgane passend in Lücken zwischen je zwei Nockenpaaren (15) des Untergurtes (6}7) eingreifen, während die an den oberen Rändern der Wände sitzenden Kupplungsorgane (28,29) durch Aufsetzen des Obergurtes (5) formschlüssig in Eingreif mit an diesem befindlichen Kupplungsorganen (l8,35) gebracht werden können, welche Kräfte in Längsrichtung des Trägers und «pier dazu zwischen dem Obergurt und den Wänden übertragen können, wobei ein Abheben des Obergurtes von den Wänden durch wenigstens einen Riegelkörper verhindert wird.
4. Tragwerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Untergurt (6) eine stranggepreßte Hohlplatte ist,

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deren Strangpreßprofil auch die Nockenpaare (15) einschließt, wobei die Lücken zwischen den Nockenpaaren durch spanabhebende Bearbeitung hergestellt sind.
5· Tragwerk nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände (8,9j4o,4l) obere und untere Randstücke (23j 24) in Form von stranggepreßten Hohlplatten haben, deren Strangpreßprofile auch die Kupplungsorgane (28,29) einschließen, zwischen denen sich spanabhebend hergestellte Lücken zur Aufnahme der Kupplungsorgane (I7»l8| 18,35) des Untergurtes (6,7) und des Obergurtes (5) befinden.
6. Tragwerk nach einem der Ansprüche 3 his 5» dadurch gekennzeichnet, daß auf jeder Seite des Trägers die geneigten Wände (8,9|4O,4l) je zweier aneinander anschließender Trägerstücke (1,2,3) Verzahnungen (36,37!39) haben, die es ineinander greifen, daß sie zumindest ein Verschieben der Wände gegeneinander nach oben und unten parallel zu deren Seitenflächen verhindern.
7· Tragwerk nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzahnung«en (36,37) ebene Flanken (38) haben, die rechtwinklig zu den Seitenflächen der Wände verlaufen.
8. Tragwerk nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzahnungen (39) solcher Art gekrümmte Flanken (39)

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haben, daß sie auch ein Versetzen der Wände (9j9a) gegeneinander quer zu deren Seitenflächen verhindert,

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