DE3044140C2 - Knotenpunktverbindung für räumliche Tragwerke - Google Patents

Description

Alle drei Bauteile weisen Axialbohrungen auf, die, wie in F i g. 2 erkennbar, zueinander ausgerichtet sind, um für den Bolzen 16 einen Durchgang durch das Knotenstück zu schaffen.

Wie man besonders aus F i g. 3 erkennt, umfassen die gegeneinander anliegenden Flächen der Bauteile 12 und 14 jeweils kreisförmige, halbzylindrische Nuten 18, die sich von den zentralen Bohrungen zur Peripherie der Scheiben strahlenförmig ausbreiten bzw. erstrecken, und bogenförmige Hinterschneidungen 20, die im Querschnitt größer als die Nuten 18 sind.

Eine der gegeneinanderliegcnden Scheiben- oder Bauteilflächen kann, was jedoch nicht in der Zeichnung dargestellt ist, vorzugsweise eine aufragende kreisförmige Feder- oder Paßanordnung tragen, die mit der Bolzenbohrung konzentrisch ist und sich, in radialer Richtung gesehen, innerhalb der Hinterschneidungen 20 befindet Die andere Scheiben- oder Bauteilfläche kann in einem solchen Fall mit einer entsprechenden Nut zur Aufnahme der Feder versehen sein, um so eine Relativbewegung der Bauteile in einer Richtung quer zu den Bolzenbohrungen zu verhindern.

Wenn das Bauteil 12 auf dem Bauteil 14 angeordnet wird, bilden die Nuten 18 und die Hinterschneidungen 20 zwischen sich vier radial gerichtete Lager oder Pfannen 22 aus.

Die gegeneinanderliegenden, im wesentlichen kegelstumpfförmigen Flächen der Bauteile 10 und 12 tragen Nuten und Hinterschneidungen ähnlich jenen, die die Lager 22 bilden, und ergeben vier Lager oder Pfannen 24, deren Achsen in einem Winkel von 45° zu der Ebene geneigt sind, die die Achsen der Lager 22 umfaßt. Das Bauteil 10 ist mit dem Bauteil 12 gegen Relativbewegung quer zur Bolzenachse durch eine kegelstumpfförmige Ausbildung gesichert, die sich in einem komplementär geformten Loch in dem Bauteil 12 befindet.

Die oberen und unteren Flächen des Knotenstücks sind um das Bolzenloch herum zurückspringend angeordnet, d. h. mit einer Ausnehmung versehen, um den Kopf und die Mutter des Bolzens 16 abzuschirmen. Obwohl diese Ausnehmung in der Zeichnung nach außen sich erweiternd gezeigt sind, können sie ebensogut zylindrisch sein, und das Knotenstück kann Abdeckkappen umfassen, die im Reibschluß in den Ausnehmungen sitzen, um die freien Bolzenteile abzudecken.

Bei der Ausführungsform des Knotenstücks nach F i g. 1 und 2 sind die Lager 24 vertikal oberhalb der Lager 22 angeordnet, jedoch können die Lager 24, wie in F i g. 4 gezeigt, auch um 45° um die Bolzenachse verdreht zwischen und damit verschoben zu den Lagern 22 vorgesehen werden.

Ein Ende der zusammen mit dem Knotenstück nach der Erfindung verwendbaren Rahmenteile ist in F i g. 4 dargstellt. Die Teile bestehen jeweils aus einem rohrförmigen Stab 30, der an jedem Ende einen Zapfen 32, einen mit einem Kopf versehenen Ansatzbolzen 34 und zwei Verriegelungs- oder Sperrmuttern 36 und 38 aufweist.

Der Zapfen 32 dieser Ausführungsform ist zylindrischer Form und umfaßt an gegenüberliegenden Seiten co zwei Verjüngungen in Form von Abflachungen 40 sowie eine Uewinde-Sacklochbohrung 42. Die Durchmesser des Gewindeschafts des Bolzens 34 und seines Kopfes sind kleiner als die Durchmesser der Lager in dem Knotenstück, so daß die Kopfteile der Bolzen sich in losem Sitz in den Lagern befinden, um so die Anordnung und Ausrichtung der Stäbe 30 zwischen den Knotenstücken zu erleichtern, in denen sie in einem räumlichen Tragwerk verankert werden.

Die Rohrenden sind, um beispielsweise beim Schweißen auftretende Temper-Probleme und damit Schwächungszonen zu vermeiden, spanlos in enge Verbindung mit den Zapfen 32 und deren Abflachungen 40 verformt, die bei Spannung ein Herauslösen der Zapfen aus den Stäben 30 verhindern.

Um die Rahmenteile zwischen den Knotenstücken zu spannen, werden die an gegenüberliegenden Enden der Rahmenteile befindlichen Ansatzbolzen 34 in den Bohrungen 42 der Zapfen 32 angezogen und in der richtigen Lage mittels der Muttern 36 und 38 festgezogen bzw. verriegelt. Wahlweise können die Gewindeteile der Rahmenteile entgegengesetzte Richtung haben und die Teile zwischen den Verbindern durch Drehen der Stäbe 30 in einem Maß gespannt werden, wie man dies mit einem Spannschloß bzw. einer Spannschraube erreichen könnte.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1 2 werden sollen, da nur Verbindungsstäbe in den Koordi- Patentansprüche: natenrichtungen X, Y und Z eines gedachten Raumkoordinatensystems und in den entsprechenden um 180°

1. Knotenpunktverbindung für räumliche Trag- gedrehten Koordinatenrichtungen aufgenommen werwerke mit einem Knotenstück, das drei mittels einer α den können. Die bekannte Knotenverbindung ist somit in einer gemeinsamen Ebene wirkenden Klemmver- bei jeweils drei Klemmöffnungen zwischen zwei bindung zusammengespannte Bauteile umfaßt, wo- Klemmsegmenten vollständig erschöpft Ein weiterer bei die einander zugewandten Flächen der Bauteile Nachteil besteht zudem darin, daß definitionsgemäß Lager aufweisen, die die mit Köpfen vesehenen En- zwischen den Klemmsegmenten ein Abstand vorhanden den der Stäbe des Tragwerkes umschließen, da- ic sein muß, damit überhaupt eine Klemmwirkung auf die durch gekennzeichnet, daß die drei Bautei- Stäbe entstehen kann, wenn diese in die öffnung einge-Ie (10,12,14) scheiben- oder tellerförmig ausgebildet steckt sind und die Schraube zum Festklemmen angezosind, daß die Achsen derLager (22) zwischen dem gen wird. Die eigentliche Festsetzung der Stäbe erfolgt einen äußeren Bauteil (14) und dem mittleren Bauteil durch Klemmkräfte, die zur Aufnahme großer Zugkräf-(12) in einer Ebene liegen, daß die Achsen der Lager 15 te auf die Stäbe von der Knotenpunktverbindung weg (24) zwischen dem anderen äußeren Bauteil (10) und sehr groß sein müssen. Damit ist die Ausrichtung der dem mittleren Bauteil (12) zur Ebene der Achsen der einzelnen Tragwerkselemente beim Zusammenbau Lager (22) in einem Winkei angeordnet sind, der nicht nur zeitaufwendig und schwierig, sondern vielfach zwischen dieser Ebene und der gemeinsamen Ebene überhaupt nicht möglich ist, wenn die drei Teile der der Klemmverbindung liegt, und daß die Köpfe der 20 Knotenpunktverbindung nicht präzise genug gefertigt Stäbe (30) bei zusammengebautem Knotenstück mit worden sind.

einem Spiel in den Lagern (22,24) liegen. Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kno-

2. Knotenpunktverbindung nach Anspruch 1, da- tenpunktverbindung für räumliche Tragwerke zu schafdurch gekennzeichnet, daß die drei Bauteile (10,12, fen, die die Befestigung einer Vielzahl von Stäben in 14) Metallgußteile sind. 25 verschiedenen Ebenen erlaubt, ohne auf drei Stäbe pro

3. Knotenpunktverbindung nach Anspruch 1 oder Ebene beschränkt zu sein, und die darüber hinaus eine 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen aller La- Ausrichtung der einzelnen Tragwerkselemente wähger (22, 24) in einem gemeinsamen Punkt auf der rend des Zusammenbaus des Tragwerks und folglich gemeinsamen Achse des Knotenstücks zusammen- Einsparungen an Zeit und Kosten ermöglicht

laufen. 30 Gelöst wird die Aufgabe bei einer Knotenpunktver-

4. Knotenpunktverbindung nach einem der An- bindung der eingangs beschriebenen Art gemäß der Ersprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der findung dadurch, daß die drei Bauteile scheiben- oder Neigungswinkel zwischen den Achsen der Lager tellerförmig ausgebildet sind, daß die Achsen der Lager (22) zwischen einem Bauteilflächenpaar und denen zwischen dem einen äußeren Bauteil und dem mittleren der Lager (24) zwischen den anderen Bauteilflächen 35 Bauteil in einer Ebene liegen, daß die Achsen der Lager 30° bis 60° beträgt. zwischen dem anderen äußeren Bauteil und dem mittle-

5. Klemmverbindung nach einem der Ansprüche 1 ren Bauteil zur Ebene der Achsen der Lager in einem bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Winkel angeordnet sind, der zwischen dieser Ebene und Ebene der Klemmverbindung durch eine gemeinsa- der gemeinsamen Ebene der Klemmverbindung liegt, me Bohrung in den drei Bauteilen (10,12,14) gebil- 40 und daß die Köpfe der Stäbe bei zusammengebautem det wird, wobei die Bohrung eine als Bolzen (16) Knotenstück mit einem Spiel in den Lagern liegen, ausgebildete Klemmverbindung aufnimmt. Eine solche Knotenverbindung hat gegenüber der bekannten den Vorteil, daß in der Ebene im wesentlichen

rechtwinklig zur Achse der Klemmverbindung Stäbe

45 mit der Knotenverbindung verbunden werden können, und zwar in einer Anzahl, die maßgeblich größer als drei

Die Erfindung betrifft eine Knotenpunktverbindung sein kann, d. h. nicht auf drei Stäbe beschränkt ist, selbst für räumliche Tragwerke mit einem Knotenstück, das wenn man sich dort einen Achskegel, auf dem die Achdrei mittels einer in einer gemeinsamen Ebene wirken- sen der Löcher der bekannten Knotenverbindung angeden Klemmverbindung zusammengespannte Bauteile 50 ordnet sind, als stumpfen Kegel denken würde, beiumfaßt, wobei die einander zugewandten Flächen der spielsweise bei einem Scheitelwinkel von 180°. Bauteile Lager aufweisen, die die mit Köpfen versehe- Weitere Vorteile und Ausführungsformen der Erfinnen Enden der Stäbe des Tragwerkes umschließen. dung gehen aus den Unteransprüchen und der folgen-

Eine bekannte Knotenpunktverbindung dieser Art den Beschreibung der in der schematischen Zeichnung

(DE-GM 75 14 805) für räumliche Tragwerke weist zum 55 dargestellten Ausführungsbeispiele hervor. Es zeigt

Einsetzen von Verbindungsstäben sechs Aufnahmeboh- F i g. 1 eine perspektivische Ansicht eines Teiles eines

rungen auf, und zwar je zwei in jeder Koordinatenrich- räumlichen Tragwerks in der Umgebung eines Knoten-

tung, deren Mittelachsen sich im wesentlichen im räum- Stücks,

liehen Mittelpunkt der Knotenpunktverbindung schnei- F i g. 2 eine geschnittene Seitenansicht des Knotenden. Das Festklemmen der Verbindungsstäbe erfolgt 60 Stücks der F i g. 1,

hier nach dem bekannten Prinzip der Dreiecksauflage, F i g. 3 eine perspektivische Ansicht eines der Bauteile

bei dem dessen Flächenzentrum mit geeigneten Mitteln des Knotenstücks nach F i g. 1 und 2 und

mit einer Klemmkraft beaufschlagt wird. Nachteilig bei F i g. 4 eine geschnittene Seitenansicht einer anderen

dieser bekannten Knotenverbindung ist, daß das dort Ausbildungsform des Knotenstücks, das mit einem Ende

verwendete Prinzip unter keinen Umständen angwen- 65 eines der räumlichen Tragwerkelemente verbunden ist.

det werden kann, wenn mittels des Klemmstücks in Ver- Ein erfindungsgemäßes Knotenstück nach F i g. 1 bis

bindung mit dem Knotenstück mehr als drei Stäbe 3 umfaßt drei scheiben- oder tellerförmige Gußmetall-

durch gleichmäßige Kraftbeaufschlagung festgehalten Bauteile 10,12 und 14 sowie einen Spannbolzen 16.