DE3219520C2

DE3219520C2 -

Info

Publication number: DE3219520C2
Application number: DE3219520A
Authority: DE
Inventors: Reinhard Ing.(Grad.) 8700 Wuerzburg De Schmidek; Manfred 8709 Rimpar De Stark
Original assignee: Mero-Raumstruktur & Co Wuerzburg 8700 Wuerzburg De GmbH
Current assignee: Mero-Raumstruktur & Co Wuerzburg 8700 Wuerzburg De GmbH
Priority date: 1982-05-25
Filing date: 1982-05-25
Publication date: 1990-05-23
Also published as: JPH0744808Y2; JPS58217810A; DE3219520A1; US4591288A; JPH0488711U

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verbindung zwischen Knotenpunkt und Stab bei einem Raumfachwerk aus Stäben und Knotenstücken entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Durch die US-PS 41 93 706 ist eine Verbindung der gattungsgemäßen Art zwischen Knotenpunkt und Stab bei einem Raumfachwerk aus Stäben und Knotenstücken bekannt. Die Treibmuffe besteht bei dieser Ausführung aus einem einzigen Teil, welches das Anziehen des Gewindebolzens ermöglicht. Der Gewindebolzen einer solchen Verbindung kann in Achsrichtung dynamischen Belastungen ausgesetzt sein, die bei längerer Dauer die Gefahr von Bolzenbrüchen mit schwerwiegenden Folgen hervorrufen können. Es ist zwar bekannt, den Gewindebolzen über die Treibmuffe mittels eines Drehmomentsschlüssel so stark vorzuspannen (zu längen), daß die Vorspannkraft größer ist als die von außen einwirkenden dynamischen Belastungen. Ab einer gewissen Größe der Verbindung zwischen Knotenpunkt und Stab und damit des Gewindebolzens ist jedoch diese Methode nicht mehr geeignet, und zwar wegen der dann relativ hohen aufzubringenden Drehmomente und des dabei entstehenden Reaktionsmomentes, welches ein Verdrehen des Knotenstücks bewirkt. Die für die Erzeugung solch hoher Drehmomente noch bekannten sog. Hydraulikschlüssel sind dagegen verhältnismäßig schwierig zu bedienen und arbeiten wegen sich ständig ändernder Hebelarme nicht zuverlässig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Knotenpunktverbindung der gattungsgemäßen Art die Vorspannung der Gewindebolzen auf einfache Weise sicherzustellen.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Wenn die in Gewindebolzenlängsrichtung hintereinanderliegenden Teile der Treibmuffe axial in entgegengesetzten Richtung durch entsprechende Relativbewegung verstellt werden, werden sie gegen das jeweilige Knotenstück bzw. Stabende gedrückt und bei fortgesetzter Relativbewegung bewirken sie die Vorspannung des entsprechenden Gewindebolzens. Diese Vorspannung kann so stark bemessen werden, daß sie größer ist als die auf den jeweiligen Gewindebolzen von außen einwirkenden dynamischen Belastungen. Mittels der erfindungsgemäßen Treibmuffe können selbst große Gewindebolzen weitgespannter Raumfachwerke in obiger Weise vorgespannt (gelängt) werden, wobei ein relativ einfaches Werkzeug zur Erzeugung der erforderlichen Relativbewegung zwischen den Teilen der Treibmuffe verwendet werden kann. Dabei wirken vorteilhaft sowohl das Anzugsdrehmoment, als auch das Reaktionsmoment an den Teilen der Treibmuffe. Das Werkzeug kann relativ klein und handlich ausgeführt sein, was die Montagearbeit vereinfacht. Das Lösen der Verbindung zwischen Knotenpunkt und Stab ist mittels des gleichen Werkzeugs ebenfalls leicht möglich. Die erfindungsgemäße Treibmuffe ist auch baulich äußerst einfach. Ferner ist zu beachten, daß ein Stab eines Raumfachwerks mit erfindungsgemäß vorgespannten Gewindebolzen auch ein günstigeres Verhalten bei Querschwingungen, welche durch Wind entstehen können (sog. Karman'sche Wirbelbildung), zeigt.

Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Durch eine Treibmuffe mit den Merkmalen des Anspruches 2 wird auf einfache Weise ein relativ großer axialer Verstellbereich der Teile der Treibmuffe bei Verwendung von Schraubenflächen mit relativ geringer Steigung erreicht.

Die weitere Ausgestaltung der Erfindung entsprechend Anspruch 3 bringt den Vorteil, daß die Vorspannung des Gewindebolzens auf einfache Weise dauerhaft gesichert werden kann.

Die Verbindung mit den Merkmalen entsprechend dem Anspruch 6 ermöglicht die Verwendung eines besonders einfachen Werkzeugs zur Erzeugung der erforderlichen Relativbewegung der Teile der Treibmuffe und erleichtert weiter die Montagearbeit.

Die Erfindung wird anschließend anhand von Zeichnungen verschiedener Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Schrägansicht eines Gewindebolzens für eine Verbindung zwischen Knotenpunkt und Stab bei einem Raumfachwerk aus Stäben und Knotenstücken mit einer dreiteiligen Treibmuffe und heraus gezogen dargestellten Sicherungselementen, wobei die Treibmuffe in ihrer Länge l ₁ gezeigt ist,

Fig. 2 eine der Fig. 1 ähnliche Schrägansicht, in der jedoch die Treibmuffe in ihrer Längen ausdehnung l ₀ gezeigt ist,

Fig. 3 eine auseinandergezogene Schrägansicht der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Treibmuffe, deren einzelne Teile stirnseitig mit zusammenwirkenden Schraubenflächen versehen sind,

Fig. 4 einen Schnitt durch eine Treibmuffe entsprechend den Fig. 1-3, die auf einem Gewindebolzen zwischen dem Ende eines Stabes und einem Knotenstück von einem Raumfachwerk angeordnet ist,

Fig. 5 einen Schnitt durch eine Treibmuffe aus zwei Teilen auf einem Gewindebolzen zwischen dem Ende eines Stabes und einem Knotenstück von einem Raumfachwerk,

Fig. 6 einen Schnitt durch eine weitere Variante einer mehrteiligen Treibmuffe, deren Länge durch zusammenwirkende Keilflächen vergrößerbar ist,

Fig. 7 eine Schnittansicht entlang der Linie IX-IX in Fig. 6 ohne das Knotenstück.

In Fig. 4 ist ein Teil einer Verbindung zwischen einem Knotenpunkt und Stab bei einem Raumfachwerk gezeigt, das sich aus Stäben und Knotenstücken zusammensetzt. Mit 10 ist ein Knotenstück und mit 11 das Ende eines Stabes von diesem Raumfachwerk bezeichnet. Zur Verbindung jedes Stabendes mit einem Knotenstück 10 dient ein Gewindebolzen 12, der in eine von zahlreichen Gewindebohrungen 13 im Knotenstück 10 eingedreht wird und zu diesem Zweck drehbeweglich und axial verschieblich in einer Bohrung 14 in jedem Stabende sitzt.

Auf dem Gewindebolzen 12 ist zwischen dem gezeigten Ende des Stabes 11 und dem Knotenstück 10 eine Treibmuffe 15 angeordnet, die beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 4 aus drei Teilen 16, 17 und 18 besteht. Die Treibmuffen-Teile 16 und 18 weisen nach außen zeigende plane Stirnflächen 19 bzw. 20 auf, die bei dem fertigen Anschluß (Fig. 4) gegen eine entsprechende Abflachung 21 am Knotenstück 10 bzw. gegen eine plane Stirnfläche 22 an jedem Ende 11 des Stabes gepreßt werden. An ihren einander zugekehrten Stirnseiten sind die Treibmuffen-Teile 16, 17 und 18 mit zusammenwirkenden Schraubenflächen 23, 24 bzw. 25, 26 versehen. Die Schraubenflächen 23, 24 sind gegen läufig zu den Schraubenflächen 25, 26 ausgebildet, was be deutet, daß bei Drehung des Treibmuffenteils 17 relativ zu den Treibmuffen-Teilen 16 und 18 die Länge der Treibmuffe von einem Wert l ₀ (Fig. 2) auf einen Wert l ₁ (Fig. 1) ver größert werden kann. Dies wird zur Längung bzw. zum Vor spannen des Gewindebolzens 12 genutzt.

Zum anfänglichen Eindrehen des Gewindebolzens 12 in eine Bohrung 13 am Knotenstück 10 und zum Anziehen des selben dient das Treibmuffen-Teil 16, welches über eine radial angeordnete Madenschraube 27, die in eine axiale Nut (nicht gezeigt) am Gewindebolzen 12 eingreift, dreh fest, jedoch axial relativ zum Gewindebolzen 12 verschieb lich angeordnet ist. Das hierfür erforderliche Drehmoment kann mittels eines üblichen Schraubenschlüssels aufge bracht werden. Wenn der Gewindebolzen 12 auf diese Weise angezogen und die Treibmuffe 15 zwischen dem Knotenstück 10 und dem Ende 11 des Stabes eingespannt ist, kann die schon oben erwähnte Vorspannung des Gewindebolzens 12 durch entsprechende Längung mit Hilfe der dreiteiligen Treib muffe 15 erfolgen. Zu diesem Zweck wird das mittlere Treib muffen-Teil 17 relativ zu den beiden äußeren Treibmuffen- Teilen 16 und 18 z. B. mit Hilfe des Werkzeugs entspre chend gedreht.

Die bei der Drehung des Treibmuffen-Teils 17 rela tiv zu den Treibmuffen-Teilen 16 und 18 entstehenden Lücken 48 (Fig. 1) können durch passend einsteckbare Sicherungs elemente 49 geschlossen werden, die die Einstellagen der Treibmuffen-Teile 16, 17 und 18 sichern.

Bei dem in Fig. 5 gezeigten Ausführungsbeispiel erfolgt die Längung und damit axiale Vorspannung des Gewindebol zens 12 mittels einer zweiteiligen Treibmuffe 50. Gleiche Teile sind im übrigen mit denselben Bezugszahlen wie beim vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel gekennzeich net. Die Treibmuffe 50 weist im einzelnen eine Hülse 51 mit einem Außengewinde 52 und einem endseitig angeordne ten Sechskantabschnitt 53 auf. Die Hülse 51 ist mittels einer Madenschraube 54, die in eine nicht gezeigte axiale Nut am Gewindebolzen 12 eingreift, drehfest, jedoch axial verschieblich auf dem Gewindebolzen 12 angeordnet. Zum Eindrehen des Gewindebolzens 12 in eine Gewindebohrung 13 des Knotenstücks 10 dient in diesem Falle die Hülse 51, an deren Sechskantabschnitt 53 ein üblicher Schraubenschlüssel angesetzt werden kann. Auf das Außengewinde 52 der Hülse 51 ist ein mutterartiges Teil 55 aufgeschraubt, welches axial über die Hülse 51 vorsteht. Wenn nach erfolgtem An ziehen des Gewindebolzens 12 derselbe gelängt und damit axial vorgespannt werden soll, wird das mutterartige Teil 55 entsprechend relativ zur Hülse 51 bzw. zu dem Sechs kantabschnitt 53 gedreht. Eine relative Drehbewegung zwischen der Hülse 51 und dem mutter artigen Teil 55 bewirkt eine Längung der Treibmuffe 50 und folglich auch eine Längung des Gewindebolzens 12 und damit dessen axiale Vorspannung. Dabei pressen sich die planen Stirnflächen der Hülse 51 gegen die Abflachung 21 am Knotenstück 10 bzw. gegen die Stirn fläche 22 am Ende des Stabes 11.

Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 6 und 7 besteht die auf dem Gewindebolzen 12 aufgesteckte Treibmuffe 60 aus drei Teilen 61, 62 und 63. Das Treibmuffen-Teil 61 ist ähnlich dem Treibmuffen-Teil 16 des Ausführungsbeispiels nach den Fig. 1 bis 4 mittels einer Madenschraube 64, die in eine nicht gezeigtee axiale Nut am Gewindebolzen 12 eingreift, drehfest, jedoch axial relativ verschieblich auf diesem Bolzen 12 angeordnet. Dieses Treibmuffen-Teil 61 dient daher wie das Teil 16 zum anfänglichen Eindrehen und Anziehen des Gewindebolzens 12 bei der Herstellung eines Stabanschlusses. Die Treibmuffen-Teile 62 und 63 sind an ihren einander zugekehrten Stirnseiten mit Keilflächen 65 bzw. 66 versehen. Außerdem weist das Treibmuffen-Teil 63 für den Durchtritt des Gewindebolzens 12 eine langloch artige Öffnung 67 auf, um eine queraxiale Verschiebung des Treibmuffen-Teils 63 auf dem Gewindebolzen 12 zu ermögli chen. Bei einer solchen queraxialen Verschiebung des Treib muffen-Teils 63 relativ zum Treibmuffen-Teil 62 arbeiten die Keilflächen 65 und 66 zusammen und bewirken eine Ver größerung der Länge der Treibmuffe 60. Da diese zwischen der Abflachung 21 am Knotenstück 10 und der planen Stirn fläche 22 am Stabende 11 eingespannt ist, bewirkt die Ver längerung der Treibmuffe 60 eine Längung und somit die ge wünschte axiale Vorspannung des Gewindebolzens 12.

An Stelle des in den vorstehenden Ausführungsbeispielen gezeigten Gewindebolzens 12 mit einem Kopf kann auch ein Bolzen mit einem Differenzgewinde verwendet werden, wel ches in eine Gewindebohrung 13 des Knotenstückes 10 bzw. in eine Gewindebohrung in jedem Ende des Stabes 11 einge schraubt wird. Ferner kann in Abweichung von den Ausfüh rungsbeispielen auch eine andere drehfeste, jedoch eine begrenzte axiale Relativbewegung zwischen Treibmuffe und Gewindebolzen zulassende Verbindungsart gewählt werden.

Claims

1. Verbindung zwischen Knotenpunkt und Stab bei einem Raumfachwerk aus Stäben und Knotenstücken, bei der in den Knotenstücken vorgesehene Gewindebohrungen Gewindebolzen aufnehmen, die mit ihren Bolzenköpfen drehbar am Stabende des anzuschließenden Stabes verankert sind und mit Hilfe von drehfest, jedoch axial verschieblich auf den Gewindebolzen angeordneten Treibmuffen über am Umfang der Treibmuffen angeordnete Flächen angezogen und vorgespannt sind, wobei die Treibmuffen mit ihren parallelen und senkrecht zur Stabachse verlaufenden Endflächen zwischen den Stabenden und den Knotenstücken eingespannt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibmuffen (15, 50) aus mindestens zwei in Gewindebolzenlängsrichtung hintereinanderliegenden Teilen bestehen, die zueinander gerichtete Schraubenflächen (23-26) aufweisen und die durch Verdrehen der Teile gegeneinander den Abstand der Endflächen der Treibmuffe (15, 50) voneinander ändern, daß die Stellung der Teile einer Treibmuffe (15, 50) zueinander gesichert ist und daß nur ein Teil der axial auf dem Gewindebolzen (12) verschieblichen Teile der Treibmuffe (15, 50) drehfest auf dem Gewindebolzen (12) angeordnet ist.

2. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibmuffe (15) aus drei Teilen (16, 17, 18) besteht, von denen das eine Teil (16) drehfest auf dem Gewindebolzen (12) angeordnet ist und daß die drei Teile (16, 17, 18) gegeneinander verlaufende Schraubenflächen aufweisen.

3. Verbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in die durch Verdrehen der Teile (16, 17, 18) der Treibmuffe (15) gegeneinander entstandenen Lücken zwischen diesen in die Einstellage passende Sicherungselemente (49) eingesetzt sind.

4. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibmuffe (50), aus einer auf dem Gewindebolzen (12) drehfest, jedoch axial verschieblich angeordneten Hülse (51) mit Außengewinde (52) sowie aus mindestens einem auf das Außengewinde (52) aufgedrehten, axial überstehenden, mutterartigen Teil (55) besteht, wobei die Hülse (51) und der mutterartige Teil (55) am Außenumfang einen Sechskantabschnitt oder dgl. aufweisen, der am einen Stirnende der Hülse (51) angeordnet ist während das Außengewinde (52) der Hülse (51) sich von dem Sechskantabschnitt (53) oder dgl. gegen das andere Stirnende der Hülse (51) erstreckt.

5. Verbindung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (51) einen mittig angeordneten Sechskantabschnitt oder dgl. und zu dessen beiden Seiten gegenläufige Gewinde zur Aufnahme von zwei mutterartigen Teilen (55) aufweist.

6. Verbindung zwischen Knotenpunkt und Stab bei einem Raumfachwerk aus Stäben und Knotenstücken, bei der in den Knotenstücken vorgesehene Gewindebohrungen Gewindebolzen aufnehmen, die mit ihren Bolzenköpfen drehbar am Stabende des anzuschließenden Stabes verankert sind und mit Hilfe von drehfest, jedoch axial verschieblich auf den Gewindebolzen angeordneten Treibmuffen über am Umfang der Treibmuffen angeordnete Flächen angezogen und vorgespannt sind, wobei die Treibmuffen mit ihren parallelen und senkrecht zur Stabachse verlaufenden Endflächen zwischen den Stabenden und den Knotenstücken eingespannt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibmuffen (60) aus mindestens zwei in Gewindebolzenlängsrichtung hintereinanderliegenden Teilen (62, 63) bestehen, die zueinander gerichtete Keilflächen aufweisen und die durch Verschieben der Teile gegeneinander in Gewindebolzenquerrichtung den Abstand der Endflächen der Treibmuffe (60) voneinander ändern, daß die Stellung der Teile (62, 63) einer Treibmuffe (60) zueinander gesichert ist und daß alle Teile (62, 63) der Treibmuffe (60) drehfest, jedoch axial verschieblich auf dem Gewindebolzen (12) angeordnet sind.