DE2719760A1

DE2719760A1 - Verbindungsvorrichtung fuer dreidimensionale raster-konstruktionen

Info

Publication number: DE2719760A1
Application number: DE19772719760
Authority: DE
Inventors: Giovanni Simone
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-05-17
Filing date: 1977-05-03
Publication date: 1977-12-08
Also published as: FR2352198B3; AT357727B; ES228749U; PT66554A; PT66554B; SE7705484L; BE854674A; CH610387A5; FR2352198A1; US4099888A; IT1063252B; ES228749Y; YU123677A; NL7705417A; ATA348577A; GB1535668A; CA1061983A; JPS52141009A

Description

Giovanni SIMONE MAILAND (Italien)

VERBINDUNGSVORRICHTUNG FÜR DREIDIMENSIONALE RASTERKONSTRUKTIONEN

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Verbindungsvorrichtung für dreidimensionale Rasterkonstruktionen, d.h. für die gegenseitige Verbindung der die Maschen bildenden Stäbe, wobei als Stäbe die Schenkel oder die beliebig geformten Segmente der Konstruktion zu verstehen sind.

Für jede beliebige, auch relativ einfache, dreidimensionale endlose oder unterbrochene Rasterkonstruktion müssen unzählige Gleichungen gelöst werden, um die genaue Stelle der Verbindungspunkte der Maschen im Raum und die grössenmässigen und strukturellen Kennzeichen der Stäbe zu berechnen, wel-

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ζ.

ehe die Schenkel oder Segmente der Konstruktion bilden. Da in Rasterkonstruktionen jeder Knotenpunkt verschiedene trigonometrische Daten aufweist, und die grössenmässigen und strukturellen Kennzeichen der Stäbe ebenfalls untereinander verschieden sind, ist leicht einzusehen, wie problematisch und kostspielig die praktische industrielle Ausführung von Knoten bzw. Verbindungen ist, welche unter genauer Einhaltung der Berechnungsdaten in reellen Strukturen verwendet werden können.

Um die Kosten zu senken, hat man bekanntlich versucht, die Vielfältigkeit der vom Grundprojekt vorgesehenen Verbindungsknoten einzuschränken, indem man Knoten geschaffen hat, welche den mittleren Verbindungswerten der Maschen entsprechen. Aus dem gleichen Grund wurden sehr schwere Stäbe verwendet, um die Anschlussgrössen der Stäbe an den Knoten auf eine einzige, d.h. die maximale Grosse zu beschränken. Dabei wurde darauf verzichtet, die Stäbe je nach den verschiedenen Berechnungswerten zu differenzieren. Dies führt offensichtlich zu äusserst schweren Strukturen und zu einem kostspieligen Materialverschleiss.

Ausserdem sind die heutigen Verbindungssysteme ziemlich schwer zu montieren und wieder abzubauen.

Das Grundproblem der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Verbindungsvorrichtung für dreidimensionale Rasterkonstruktionen, mit welcher im gleichen Knoten

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zusammenlaufende Stäbe mit beliebigen Querschnitten einfach und einwandfrei miteinander verbunden werden können, und welche den leichten und schnellen Auf- und Abbau von Rasterkonstruktionen ermöglicht.

Nach der vorliegenden Erfindung wird dieses Problem gelöst durch eine Verbindungsvorrichtung für dreidimensionale Rasterkonstruktionen, welche gekennzeichnet ist durch einen zentralen Verbindungskern mit einer Vielzahl von strahlenförmig angeordneten Aufnahmen, deren Achsen senkrecht zur Achse des Kerns stehen, durch eine Vielzahl von Kupplungselementen, welche an den Stabenden befestigt und koaxial um einen gewissen Abschnitt in die strahlenförmig angeordneten Aufnahmen gesteckt werden können, sowie durch bei den Aufnahmen vorgesehene Befestigungsmittel für die Befestigung der Verkupplungsmittel am Kern, wobei die Verkupplungsmittel an ihrem ausserhalb der Aufnahmen liegenden Ende je einen vorspringenden Abschnitt aufweisen, welcher eine mit Bezug auf die Achse des Kerns abgeschrägte Fläche aufweist, an der ein mit den Stabenden verkuppelbarer Schaft mit senkrecht zur schrägen Fläche verlaufender Achse befestigt ist, welcher je nach der Grosse der Endabschnitte der Stäbe dimensioniert ist.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen vor allem darin, dass die gleiche Verbindungsvorrichtung, an welcher verschieden grosse Schäfte angebracht werden können, für die gegenseitige Verbindung von verschiedenartigen Stäben

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geeignet ist, so dass leicht genau den Berechnungsdaten entsprechende Rasterkonstruktionen gebaut werden können.

Ein weiterer Vorteil besteht darin/ dass die Befestigung bzw. Ablösung der einzelnen .Stäbe an den entsprechenden Knoten vollkommen unabhängig von den anderen Stäben erfolgt. Diese unabhängige Befestigung bzw. Ablösung der einzelnen Stäbe erleichtert den Auf- und den Abbau der Konstruktion und reduziert die Arbeitszeiten auf ein Minimum.

Ein bevorzugtes, aber nicht ausschliessliches Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in der anliegenden Zeichnung veranschaulicht. Darin zeigt:

Fig. 1 einen Axialschnitt einer erfindungsgemässen, in ihre Bestandteile zerlegten Verbindungsvorrichtung;

Fig. 2 einen Axialschnitt der gleichen Verbindungsvorrichtung in zusammengesetztem Zustand;

Fig. 3 eine Ansicht von oben der montierten Verbindungsvorrichtung ohne die Abschlussplatte;

Fig. 4 eine Seitenansicht eines Führungsschaftes, welcher in die Stabenden gesteckt wird;

Fig. 5 eine Vorderansicht des in Fig. 4 dargestellten Schaftes;

Fig. 6 eine Seitenansicht eines Verkupplungselementes der erfindungsgemässen Vorrichtung;

Fig. 7 eine Vorderansicht des in Fig. 6 veranschaulichten Elementes;

Fig. 8 und 9 eine Seitenansicht bzw. eine Ansicht im Grund-

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riss der Abschlussplatte der Vorrichtung;

Fig. 10 und 11 eine Seitenansicht bzw. eine Ansicht im Grundriss des zentralen Kerns der erfindungsgemässen Vorrichtung.

Mit Bezug auf die genannten Abbildungen besteht die erfindungsgemässe Verbindungsvorrichtung für die Bildung eines Knotens bzw. einer Verbindungsstelle in endlosen oder unterbrochenen dreidimensionalen Rasterkonstruktionen aus einem zentralen, vorzugsweise zylinderförmigen Verbindungskern 1, Dieser Kern weist eine Vielzahl von Aufnahmen bzw. Nischen 10 auf, welche strahlenförmig um die Achse des Kerns herum angeordnet sind.

In die Aufnahmen 10 werden Verkupplungselemente 2 teilweise hineingesteckt und mit Hilfe von Schrauben 3 am Kern 1 befestigt, wie man später noch sehen wird.

Jedes Verkupplungselement 2 erweitert sich an dem Ende, welches nach der Montage nach aussen zu liegen kommt, und weist an dieser Stelle eine Fläche 7 auf, welche nach der Befestigung des Elementes 2 am Kern gegen dessen Achse geneigt ist.

Das Teil 8 jedes Elementes 2 wird koaxial in eine der Aufnahmen 10 gesteckt, welche entsprechend geformt sind. Das Teil 8 ist ausserdem mit einer querlaufenden Gewindebohrung 9 versehen, in welche die Schraube 3 geschraubt werden kann.

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In der Mitte der schrägen Fläche 7 ist ein blindes Gewindeloch 18 herausgearbeitet, in welches ein mit einem Gewinde versehener Vorsprung 6 des Führungsschaftes 5 eingeschraubt werden kann.

Die Führungsschäfte 5 bestehen aus Blöcken, deren Form von derjenigen der miteinander zu verbindenden Stäbe 4 abhängt, an deren Enden sie befestigt werden. Die zum Beispiel zylinderförmigen Schäfte 5 werden wie in Fig. 2 gezeigt in die Enden der rohrförmigen Stäbe 4 gesteckt, und ihre Querschnitte können je nach den verschiedenen Querschnitten der Hohlräume 4a und 4b der Stäbe verschieden ausgebildet sein.

Der zentrale Kern 1 kann eine beliebige Anzahl von strahlenförmig angeordneten Aufnahmen 10 aufweisen (die Abbildungen zeigen einen Kern mit vier 90 voneinander angeordneten Aufnahmen 10). Bei den Aufnahmen 10 sind durchgehende Löcher 11 vorgesehen, welche derart angeordne't sind, dass sie den Durchgang der Schrauben 3 ermöglichen, welche in die Gewindebohrungen 9 der Verkupplungselemente 2 geschraubt werden.

Nach beendeter Montage wird der zentrale Kern 1 mit einer Abschlussplatte 13 vervollständigt, welche durchgehende Löcher 14 aufweist, die auf die durchgehenden Löcher 11 aus-gerichtet sind. Nachdem die Elemente 2 in die Bohrungen 9 geschraubt worden sind, können die Schrauben 3 um ein kleines Stück durch die durchgehenden Löcher 14 hinaustreten,

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so dass die Feststellmuttern 15 darauf geschraubt werden können.

Der zentrale Kern 1 weist ausserdem in der Mitte ein axiales Loch 12 auf, während die Abschlussplatte 13 mit einem entsprechenden mittleren Loch 16 versehen ist. Die Löcher 12 und 16 ermöglichen die eventuelle Befestigung von beliebigen Elementen auf der fertigen Rasterkonstruktion.

Nach einer Ausführungsvariante kann die Platte 13 mit den Aufnahmen 10 entsprechenden und dieselben ergänzenden Vertiefungen versehen sein.

Was die Anwendung betrifft, werden die Verkupplungselemente 2 an den Stabenden 4 befestigt, bevor man sie mit dem zentralen Kern 1 verbindet. Dabei befestigt man zuerst die Schäfte 5 an den Elementen 2, indem man die Vorsprünge 6 in die Bohrungen 18 einschraubt. Darauf werden die Schäfte in die Schenkelenden 4 gesteckt. Die Einstecktiefe wird durch den Vergleich mit ortsfesten Tischschablonen reguliert, welche die genaue Berechnungslänge jedes einzelnen Stabes 4 wiedergeben. Nachdem man alle Schäfte 5 mit Eezug auf die entsprechenden Stäbe 4 posizioniert hat, werden die entsprechenden Elemente 2 an den Stäben 4 angeschv.'oisst.

Wenn alle Stäbe 4 mit einem Verkupplungselement 2 versehen sind, können sie mit den zentralen Kernen 1 der ent-

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sprechenden Knotenpunkte verbunden werden.

Die Neigung der schrägen Fläche 7 der Verkupplungselemente 2 wird offensichtlich je nach der zu bauenden Struktur gewählt, während die zentralen Kerne 1 mit einer passenden Anzahl Aufnahmen 10 versehen sind, welche strahlenförmig in geeigneten Richtungen ausgerichtet sind.

Für die Verbindung mit den Kernen 1 werden die an den stäben 4 angeschweissten Verkupplungselemente 2 in die Aufnahmen 10 gesteckt und mit Hilfe der Schrauben 3 festgemacht.

Nachdem alle bei demselben zentralen Kern 1 zusammenlaufenden Stäbe 4 einzeln und vollkommen unabhängig voneinander in den Aufnahmen untergebracht worden sind, bringt man die Abschlussplatte 13 an und schraubt die Feststellmuttern 15 auf die über die Platte 13 hinausragenden Schraubenenden 3,

Aus der obigen Beschreibung ist klar ersichtlich, dass die erfindungsgemässe Vorrichtung einfach und wirtschaftlich gebaut und sehr einfach in der Anwendung ist. Ihre ausserordentliche Widerstandsfähigkeit ist dem Umstand zu verdanken, dass die Verkupplungselemente zusammen mit dem zen-Lralen Kern 1 einen einzigen Körper bilden, wenn die Teile' G in den entsprechend geformten Aufnahmen 10 festgemacht worden sind.

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λ¹)

Es hat sich herausgestellt, dass die schrägen Flächen 7 der Verkupplungselemente 2 sehr vorteilhaft sind, weil dadurch die Möglichkeit besteht, auf herkömmliche Art und Weise, d.h. rechtwinklig zur Längsachse zerschnittene Stäbe 4 zu verwenden.

Die getrennte Herstellung von Schäften 5 und Verkupplungselementen 2 hat sich ebenfalls als sehr vorteilhaft herausgestellt, weil die sehr einfach ausgelegten Schäfte leicht in verschiedenen Formen und Grossen für die Anpassung an die Enden verschiedener :Stabarten 4 gefertigt werden können.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Verkupplungselemente 2 mit Hilfe einer einzigen Schraube befestigt werden können, wodurch der Auf- und Abbau der Rasterkonstruktionen wesentlich erleichtert wird, vor allem wenn es sich um schwere Konstruktionen handelt.

Die Befestigung mit Hilfe der Schrauben 3 verhindert ausserdem in jedem'Fäll das Auftreten von Verwindungserscheinungen an den belasteten Knotenpunkten.

Offensichtlich können Änderungen und Varianten vorgesehen werden, ohne dadurch den Erfindungsbereich zu überschreiten.

In einer anderen, nicht abgebildeten Ausführungsform sind für die Befestigung anstatt der Schrauben 3 Stiftelemente

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vorgesehen, welche unter geeignetem Druck in die Löcher 9 der Verkupplungselemente 2 gepresst werden, welche in diesem Fall auch ohne Gewinde sein können.

Ausserdem kann der Schaft und die dazugehörige Kupplung in einem einzigen Stück gefertigt werden. Diese Bauart ist vor allem für Stäbe mit rundem Querschnitt geeignet, weil dabei eine wesentliche Einsparung an Maschinenbearbeitung möglich ist.

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Claims

Patentansprüche

M A Verbindungsvorrichtung für dreidimensionale Rasterkonstruktionen, das heisst für die gegenseitige Verbindung der die Maschen bildenden Stäbe, welche gekennzeichnet ist durch einen zentralen Verbindungskern (1) mit einer Vielzahl von strahlenförmig angeordneten Aufnahmen (10), deren Achsen senkrecht zur Achse des Kerns (1) stehen, durch eine Vielzahl von Kupplungselementen C2), welche an den Stabenden (4) befestigt und koaxial um einen gewissen Abschnitt in die strahlenförmig angeordneten Aufnahmen (10) gesteckt werden können, sowie durch bei den Aufnahmen (10) vorgesehene Befestigungsmittel (3) für die Befestigung der Verkupplungsmittel (2) am Kern (1), wobei die Verkupplungsmittel (2) an ihrem ausserhalb der Aufnahmen (10) liegenden Ende je einen vorspringenden Abschnitt aufweisen, welcher eine mit Bezug auf die Achse des Kerns (1) abgeschrägte Fläche (7) aufweist, an der ein mit den .Stabenden (4) verkuppelbarer Schaft (5) mit senkrecht zu der schrägen Fläche (7) verlaufender Achse befestigt ist, welcher je nach der Grosse der Endabschnitte der Stäbe (4) verschieden dimensioniert ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (1) mit einer Abschlussplatte (13) versehen ist, welche über den Kern gelegt und darauf befestigt werden kann.

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ORIGINAL INSPECTED
3. Vorrichtung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschlussplatte (13) mit den Aufnahmen (10) entsprechenden Vertiefungen für deren Ergänzung versehen ist.
4. Vorrichtung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsmittel (3) für jedes Verkupplungselement (2) aus einer Schraube (3) oder dgl. bestehen, welche in axialer Richtung durch den Kern und den darin eingeführten Teil (8) des Verkupplungselementes (2) hindurch gesteckt wird, um das Verkupplungselement (2) in der Aufnahme (10) festzuhalten.
5. Vorrichtung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die jedem Verkupplungselement (2) zugeordnete Schraube (3) auch durch die Abschlussplatte (13) hindurchgeht, welche mit Hilfe von an den Schrauben (3) angebrachten Muttern (15) am Kern (1) befestigt werden kann.
6. Vorrichtung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft (5) zusammen mit dem entsprechenden Verkupplungselement (2) einen einzigen Körper bildet.
7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft (5) einen vom Verkupplungselement (2) getrennten Körper bildet und daran mit Hilfe von

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schraubenartigen Befestigungsmitteln (6, 18) befestigt werden kann.
8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft (5) in entsprechende, an den Enden der Stäbe (4) vorhandene Hohlräume (4a, 4b) gesteckt werden, wobei sein Querschnitt demjenigen dieser Hohlräume (4a, 4b) entspricht.
9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch.gekennzeichnet, dass die Verkupplungselemente (2) durch eine auf der schrägen Fläche (7) angebrachte Schweissnaht (17) an den Stabenden (4) angeschweisst werden, wobei der entsprechende Schaft (5) mehr oder weniger in das Stabende (4) eingeführt ist, um den Abstand zwischen den beiden an den Enden des gleichen Stabes (4) angebrachten Verküpplungselementen (2) zu bestimmen. _N
10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (1) in der Mitte ein Loch (12, 16) aufweist für den eventuellen Anschluss von beliebigen Elementen an der fertigen Rasterkonstruktion.