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Fläctragwerk und Bauelemente zu seiner Herstellung
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Flächentragwerk oder dergleichen,
das aus schiefwinkeligen Pyramiden mit dreieckiger Grundfläche aufgebaut ist, die
so angeordnet sind, daß jeweils eine Mantellinie einer Pyramide mit der Mantellinie
einer benachbarten Pyramide zusammenfällt und das durch einzelne Bauelemente gebildet
ist, die an den Rändern miteinander verbunden sind, sowie auf Bauelemente zur Herstellung
eines solchen Flächentragwerks.
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Bei einem bekannten Flächentragwerk dieser Art (DE-PS 19 31 884) haben
die Bauelemente die Umriß form einer von gleichschenkeligen Dreiecken gebildeten
schiefwinkeligen Pyramide mit allseitig geschlossenen Dreiecksflächen. Diese Bauweise
ist vorteilhaft, wenn die Bauelemente beispielsweise aus Wellpappe ausgeschnitten
und anschließend zur Pyramidenform zusammengefaltet werden. Für eine Herstellung
des Flächentragwerks aus einem Material, das weniger leicht oder garnicht faltbar
ist, ist diese bekannte Ausbildung der Bauelemente jedoch nicht geeignet.
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Auch das Falten des Materials in einem fabrikmäßigen Herstellvorgang
wäre von Nachteil, da die fertiggestellten, schiefwinkeligen Pyramiden einen recht
großen Transportraum benötigen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Flächentragwerk der
angegebenen Art zu schaffen, das aus einfach herstellbaren, starren Bauelementen
zusammengesetzt werden kann, wobei der Raumbedarf der Bauelemente bei der Lagerung
und beim Transport gering ist.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Bauelemente
als Flächenelemente ausgebildet und in zwei Lagen jeweils zu einer geschlossenen
Fläche zusammengesetzt sind und daß beide Lagen an den Ecken und/oder Kanten und/oder
Rändern der Bauelemente derart miteinander verbunden sind, daß sie Hohlräume in
Form der schiefwinkeligen Pyramiden einschließen. Mit der Erfindung wird ein Flächentragwerk
geschaffen, bei dem die schiefwinkeligen Pyramiden erst durch das Zusammensetzen
mehrerer Lagen angeordneter Bauelemente gebildet werden. Als Bauelemente werden
dazu Flächenelemente verwendet, die aus zwei oder mehr Dreiecksflächen bestehen
und sich auf einfache Weise miteinander verbinden lassen. Die Flächenelemente können
ebene Platten sein oder sie lassen sich aus ebenen Platten durch Biegen oder Tiefziehen
sehr leicht herstellen. Da die Flächenelemente keine geschlossenen Raumkörper bilden,
sind sie aufeinander stapelbar und benötigen daher nur geringen Transport- und Lagerraum.
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Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemässen Flächentragwerks
wird dadurch erzielt, daß jede Lage aus pyramidenförmigen Trichtern gebildet ist,
deren Spitzen in den Zwischenraum zwischen den Trichtern der Gegenlage ragen, wobei
die Pyramidenkanten der Trichter einer Lage jeweils an den Pyramidenkanten der Trichter
der Gegenlage anliegen und die Trichter beider Lagen an ihren Pyramidenkanten miteinander
verbunden sind. Hierdurch wird ein Flächentragwerk geschaffen, daß sich durch eine
große Stabilität auszeichnet und das sich auf einfache Weise zusammenbauen läßt,
da das Anbringen von Verbindungselementen an den Kanten und Rändern der Trichter
außerordentlich einfach ist. Um dem Flächentragwerk eine glatte Oberfläche zu geben,
können die Trichteröffnungen vorteilhaft
durch eine Deckelplatte
verschlossen sein. Weiterhin kann es von Vorteil sein, wenn mehrere Trichter zu
einem einstückigen Bauelement vereinigt sind, der Aufbau des Flächentragwerks kann
dadurch erleichtert und die Zahl der Verbindungsstellen vermindert werden.
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Eine ästhetisch besonders reizvolle Ausgestaltung des Flächentragwcrks
besteht erfindungsgemäß darin, daß eine Lage aus Trichtern it dreieckigen Rändern
und die Gegen lage aus Trichtern mit fünf- oder sechseckigen Rändern besteht. Ein
solcher Aufbau des Flächentragwerks eignet sich auch besonders gut zur Bildung von
Kuppeln. Gemäß einem anderen Vorschlag der Erfindung können auch beide Lagen des
Flächentragwerks aus Trichtern mit viereckigem Rand bestehen. Diese Trichterform
ist besonders zweckmäßig bei der Herstellung von ebenen Flächentragwerken, da in
diesem Fall alle Trichter gleiche Abmessungen haben können.
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Ebenso lassen sich aber auch Gewölbe aus Trichtern mit viereckigem
Rand herstellen. Die Ränder der Trichter können vorteilhaft durch Profilschienen
mit U-förmigem Querschnitt verbunden werden, die die Ränder von außen übergreifen
und dadurch auf einfache Weise eine stabile und leicht abzudichtende Verbindung
schaffen.
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Eine etwas leichtere aber auch weniger stabile Ausgestaltung eines
Flächentragwerks besteht nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung darin, daß
die Kanten der schiefwinkeligen Pyramiden durch eine erste Lage aus rautenförmigen,
diagonal geknickten Platten und eine zweite Lage aus eckigen Flächenelementen gebildet
ist und daß beide Lagen an den von der Knickkante entfernten Ecken der Platten und
an den Ecken der Flächenelemente durch Knotenelemente miteinander verbunden sind.
Bei diesem Flächentragwerk ist die Form der benötigten Bauelemente besonders einfach,
sodaß die Bauelemente auch leicht mit handwerklichen Mitteln hergestellt werden
können.
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Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung des Flächentragwerks besteht
erfindungsgemäß darin, daß beide Lagen durch rautenförmige, diagonal geknickte Platten
in der Weise gebildet sind, daß jeweils eine Platte einer Lage mit einer Platte
der anderen Lage eine schiefwinkelige Pyramide bildet. Diese Ausgestaltung eignet
sich besonders für Flächentragwerke, bei denen die schiefwinkeligen Pyramiden verhältnismäßig
groß sind, denn die Bauelemente zum Aufbau des Flächentragwerks umfassen nur zwei
Flächen der schiefwinkeligen Pyramiden. Außerdem ergeben sich bei dieser Bauweise
an den Rändern der Platten vier oder mehr übereinanderliegende und miteinander verbundene
Plattenschichten, die gewissermaßen ein Stabwerk bilden, das dem Flächentragwerk
eine große Tragfähigkeit verleiht. In einer Weiterbildung der Erfindung können auch
die Kanten der schiefwinkeligen Pyramiden durch Stäbe gebildet sein, wobei nur die
in der Hüllfläche des Flächentragwerks liegenden Stäbe durch Flächenelemente miteinander
verbunden sind. Diese Bauweise ist besonders für Überdachungen mit großer freitragender
Spannweite geeignet.
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Die Flächentragwerke nach der Erfindung können durch-Kombination verschiedenartiger
Bauelemente, die in ihren Abmessungen aufeinander abgestimmt sind, zusammengesetzt
werden. Ein besonders einfach herzustellendes Bauelement besteht erfindungsgemäß
in einer rautenförmigen Platte, deren beiderseits einer Diagonalen liegenden, ebenen
Abschnitte in einem Winkel zueinander stehen.
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Zwei solcher Bauelemente können jeweils zu einer schiefwinkeligen
Pyramide zusammengesetzt werden, wobei jedes Bauelement ein Teil einer Lage von
Bauelementen bildet. Ebenso kann dieses einfache Bauelement aber auch nur eine Lage
des Flächentragwerks bilden, während die andere Lage durch ein anderes Bauelement
gebildet wird.
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Ein bevorzugtes Bauelement ist nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung
ein Trichter, dessen Wand die Form einer aus
gleichschenkeligen
Dreiecken gebildeten Mantelfläche einer Pyramide aufweist. Solche Trichter lassen
sich leicht herstellen. Sie können aus einer ebenen Platte durch mehrfaches Biegen
geformt werden oder auch durch Tiefziehen hergestellt werden. Kanten und Ränder
der Trichter ermöglichen eine stabile und einfach zu montierende Verbindung der
Trichter untereinander. Als Bauelement zur Bildung des erfindungsgemäßen vlächentragwerks
kann auch ein Flächenelement vorgesehen sein, dessen Ränder ein ebenes Vieleck bilden.
Ein solches Flächenelement kann vorteilhaft zum Verschließen der Öffnungen der Trichter
verwendet werden oder es kann eine Lage eines Flächentragwerks bilden, wenn diese
Lage nur Zugspannungen aufzunehmen hat.
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Die erfindungsgemäßen Bauelemente bestehen vorzugsweise aus einem
Kunststoff, insbesondere aus Acrylglas. Hierdurch ergibt sich eine vielseitige Verwendung
bei der Gestaltung von Innenräumen und auch bei der Schaffung von Außenflächen und
Überdachungen an Gebäuden. Anstelle aus Kunststoff lassen sich die erfindungsgemäßen
Bauelemente aber auch aus zahlreichen anderen Materialien herstellen. So können
die Bauelemente vorteilhaft beispielsweise aus Metallblechen hergestellt werden.
Als Werkstoffe kommen aber auch Holz, beispielsweise Sperrholz oder keramische Werkstoffe
wie Glas in Betracht.
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Zur Verbindung untereinander weisen die Bauelemente nach einem weiteren
Vorschlag der Erfindung an der Hälfte ihres Randes eine Befestigungslasche zum Übergreifen
benachbarter Bauelemente auf. Ist das Bauelement als Trichter ausgebildet, so kann
der Rand des Trichters von einem Befestigungsflansch umgeben sein. Hierdurch wird
der Trichterrand zusätzlich versteift.
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Der Befestigungsflansch kann vorteilhaft zur Trichterspitze hin zurückgebogen
sein, so daß er sich an die Wände der Nachbartrichter anschmiegt. Die Verbindung
der Bauelemente einer Lage untereinander kann auch auf einfache Weise dadurch erzielt
werden,
daß die Bauelemente einen vomvRand hochstehenden Bund in Form eines polygonalen
Rings aufweisen. Sämtliche Bauelemente liegen dann mit dem Bund aneinander an und
können durch Schrauben, Klammern oder andere Verbindungselemente gut aneinander
befestigt werden. Eine zusätzliche Verstärkung des Flächentragwerks kann erfindungsgemäß
dadurch erzielt werden, daß der Rand der Bauelemente durch einen Rahmen versteift
ist.
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Dabei kann der Rahmen auch zur Anbringung oder Verankerung der Verbindungselemente
dienen.
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Um einen günstigen Kraftfluß zu erzielen weisen die durch rautenförmige,
entlang einer Diagonale gewinkelten Platten gebildeten Bauelemente an allen vier
Seiten eine Befestigungslasche auf, die an zwei einander gegenüberliegenden Seiten
zueinander hin und an den anderen Seiten voneinander weg gerichtet sind. Bei dem
Aufbau des Flächentragwerks ergeben sich hierdurch an den Verbindungskanten der
schiefwinkeligen Pyramiden sechs aufeinanderliegende Materialschichten, durch die
die Verbindungselemente hindurchgreifen. Hierdurch wird eine hohe Stabilität des
Tragwerks und eine gute Scherfestigkeit an den Verbindungsstellen erzielt.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung eines Flächentragwerks nach der Erfindung
kann weiterhin durch Bauelemente erzielt werden, die Flächenelemente aus beiden
Lagen in sich vereinigen. Hierdurch kann mit einfachen Bauelementen ein einfacher
Aufbau eines Flächentragwerks erzielt werden. In günstigen Fällen ist es sogar möglich,
das gesamte Flächentragwerk ausschließlich aus Bauelementen gleicher Abmessung aufzubauen.
Ein bevorzugtes Bauelement dieser Art besteht aus zwei längs einer gemeinsamen Seite
miteinander verbundenen Dreiecksflächen, die in einem Winkel zueinander stehen und
deren gemeinsame Seite sich von einer Hüllfläche des Flächentragwerks zur anderen
erstreckt.
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Derartige Bauelemente lassen sich besonders leicht zu einem Flächentragwerk
miteinander verbinden, da die Verbindungsstellen an den Seiten der Dreiecksflächen
während der Montage von
beiden Seiten zugänglich bleiben. Auch
die konstruktive Ausbildung der Verbindungsstellen ist einfach, da jeweils nur eine
Lasche an einer Seite des Bauelements mit einer Dreiecksfläche oder einer Lasche
eines Gegenelements zu verbinden ist. Drei- oder mehrlagige Verbindungsstellen sind
nicht erforderlich.
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Zur Bildung einer Lage von Flächenelementen eines Flächentragwerks
jönnen nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung aach Bauelemente vorgesehen sein,
die aus einer kreisförmigen Anordnung von 6 oder einer größeren geraden Zahl im
wesentlichen gleichschenkeliger Dreiecksflächen bestehen, die längs ihrer in einem
Mittelpunkt zusammentreffender Seiten miteinander verbunden sind und derart in einem
Winkel zueinander stehen, daß einer ihrer vom Mittelpunkt entfernten Eckpunkte in
einer ersten Ebene und ihr anderer Eckpunkt in einer zweiten zur ersten Ebene parallelen
Ebene liegt. Ein solches Bauelement hat den Vorteil, daß die Kanten oder Ecken,
an denen das Gegenelement anliegt und befestigt wird vollständig von dem Bauelement
gebildet werden, so daß ihre Lage mit großer Genauigkeit bei der Herstellung des
Bauelements bestimmt werden kann. Die Paßgenauigkeit der Bauelemente beider Lagen
wird dadurch verbessert.
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Auch die Herstellung eines derartigen Bauelements durch Tiefziehen
ist sehr günstig, da in dem zu dehnenden Bereich des Rohteils größere Materialmengen
zur Verfügung stehen.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung
ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele, die
in der Zeichnung dargestellt sind.
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Dabei bilden alle beschriebenen und abgebildeten Merkmale für sich
und auch in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der Erfindung. In der
Zeichnung zeigen Fig. 1 Draufsicht und Seitenansicht eines trichterförmigen Bauelements
mit dreieckigem Rand,
Fig. 2 eine Draufsicht auf ein trichterförmiges
Bauelement mit sechseckigem Rand, Fig. 3 eine Abwandlung eines Bauelements gemäß
Fig. 1, Fig. 4 einen Querschnitt durch einen Verband trichterförmiger Bauelemente,
Fig. 5 eine schematische Draufsicht auf einen Verband trichterförmiger Bauelemente,
Fig. 6 Draufsicht und Seitenansicht eines als diagonal gewinkelte Platte ausgebildeten
Bauelements, Fig. 7 Draufsicht und Seitenansicht eines Bauelements der Gegenlage
zum Bauelement gemäß Fig. 6, Fig. 8 einen Querschnitt durch die Laschenverbindungen
eines Flächentragwerks aus Bauelementen gemäß Fig. 6 und 7, Fig. 9 eine perspektivische
Darstellung eines Flächentragwerks aus trichterförmigen Bauelementen, Fig. 10 eine
perspektivische, schematische Darstellung eines Ausschnitts aus einem Flächentragwerk
aus Ebenen und diagonal gewinkelten Platten, Fig. 11 eine Seitenansicht Fig. 12
eine Draufsicht auf ein Knotenelement zum Verbinden stabförmiger Bauelemente eines
Flächentragwerks, Fig. 13 eine perspektivische Ansicht eines aus 6 Dreiecksflächen
gebildeten Bauelements und Fig. 14 eine Draufsicht auf eine weitere Anordnung von
aus 2 Dreiecksflächen gebildeten Bauelementen.
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Das in Figur 1 dargestellte Bauelement wird durch einen pyramidenförmigen
Trichter 1 gebildet, dessen Rand 2 die Form eines Dreiecks hat. Der Rand 2 ist von
einem Befestigungsflansch 3 umgeben, der zum Verbinden mehrerer Trichter 1 zu einer
Lage eines Flächentragwerks dient. Beim Zusammenbau der Lage wird jeweils ein Trichter
1 mit seinem Befestigungsflansch 3 auf den Befestigungsflansch benachbarter Trichter
aufgel Çt r so daß sXc: de Trichter abwechselnd unter- bzw.
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übergreifen. Die aufeinanderliegenden Befestgungsflansche werden dann
durch Schrauben, Nieten oder andere Befestigungsmittel miteinander verbunden. Der
Mantel des Trichters 1 besteht aus drei Dreiecksflächen 4, die an den Kanten 5 miteinander
verbunden sind. Die Form des Trichters 1 eignet sich besonders gut zur Herstellung
aus einer ebenen Platte durch Tiefziehen. Die Platte kann sowohl aus Metall als
auch aus Kunststoff bestehen.
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Zur Bildung eines Flächentragwerks kann eine Lage aus Trichtern 1
mit einer Lage verbunden werden, die aus Trichtern 6 mit sechseckigem Rand 7 besteht.
Ein solcher Trichter ist in Figur 2 dargestellt. Sein Mantel besteht aus sechs gleichschenkeligen
Dreiecken 8, die an den Kanten 9 miteinander verbunden sind. Der Rand des Trichters
6 ist ebenfalls von einem Befestigungsflansch 10 umgeben mit dem eine beliebige
Anzahl von Trichtern 6 in gleicher Weise wie die Trichter 1 zu einer geschlossenen
Lage miteinander verbunden werden können.
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Zur Bildung eines Flächentragwerks wird eine Lage aus Trichtern 1
mit einer Lage aus Trichtern 6 derart zusammengesetzt, daß die Spitzen der Trichter
jeweils in die zwischen den einzelnen Trichtern gebildeten Täler der Gegenlage eingreifen
und die Kanten 5 der Trichter 1 an den Kanten 9 der Trichter 6 anliegen. Die Anordnung
ist in Figur 5 verdeutlicht. Eine untere Lage bestehend aus drei Trichtern des Typs
6, deren Spitzen zum Betrachter hin gerichtet sind, trägt eine obere Lage bestehend
aus zwei Trichtern des Typs 1. Die Abmessungen der
Trichter sind
dabei so aufeinander abgestimmt, daß die Kanten 5 der Trichter 1 an den Kanten 9
der Trichter 6 anliegen. Die beiden Lagen sind entlang der Kanten 5, 9 sowie an
den Rändern 2, 7 durch geeignete Verbindungsmittel, beispielsweise Schrauben miteinander
verbunden. Durch die beschriebene Anordnung der Trichter 1, 6 bilden die Dreiecksflächen
4 der Trichter 1 mit den Dreiecksflächen 8 der Trichter 6 schiefwinkelige Pyramiden,
die dem Flächentragwerk die erforderliche Steifigkeit und Tragfähigkeit verschaffen.
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Die in Figur 5 dargestellte Anordnung eignet sich sowohl für ebene
als auch für gekrümmte Flächentragwerke. Ein ebenes Flächentragwerk ergibt sich,
wenn alle Bauelemente beider Lagen jeweils gleiche Abmessungen haben. Dabei kann
beispielsweise eine Lage aus Trichtern mit dreieckigem Rand mit einer Lage aus Trichtern
mit fünfeckigem oder sechseckigem Rand kombiniert werden. Bei der Bildung gewölbter
Flächentragwerke, beispielsweise einer halbkugeligen Kuppel ist es zweckmäßig in
Anlehnung an den Aufbau des Pentagondodekaeders eine Lage aus fünfeckigen und sechseckigen
Trichtern mit einer Lage aus dreieckigen Trichtern zu kombinieren. Hierbei sind
für die aus Trichtern mit dreieckigem Rand gebildete Lage drei in den Abmessungen
voneinander abweichende Trichterausführungen erforderlich,um die unterschiedlichen
Zwischenräume zwischen den Trichtern der Gegenlage auszufüllen.
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Figur 3 zeigt einen dem Trichter 1 entsprechenden, dreieckigen Trichter
11, dessen Ränder 12 jeweils zur Hälfte eine Befestigungslasche 13 tragen. Die Befestigungslaschen
13 übergreifen beim Zusammensetzen mehrerer Trichter 11 jeweils den Rand 12 eines
Nachbartrichters und sind derart geneigt, daß sie an den Innenseiten der Dreiecksflächen
14 der benachbarten Trichter anliegen. In den Befestigungslaschen 13 und den Randbereichen
der Dreiecksflächen 14 sind Bohrungen 15 abgebildet, die beim Zusammensetzen der
Trichter zur Deckung gelangen und zum Einsetzen von Befestigungsschrauben dienen.
Da sich
die Befestigungslaschen 13 nur über die halbe Länge der
Ränder 12 erstrecken, können jeweils die freien Randabschnitte von den Befestigungslaschen
benachbarter Trichter übergriffen werden.
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Hierdurch können alle Trichter 11 einer Lage die gleiche Position
zueinander einnehmen, so daß ein recht genaues Ineinanderpassen der Trichter zweier
Lagen erleichtert wird.
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Auch die in Figur 4 dargestellte Ausbildung eines dem Trichter 1 ents;rechenden
Trichters 16 ermöglicht einen Verband von mehreren Trichtern in der Weise, daß alle
Trichter die gleiche Position zu den Nachtartrichtern einnehmen. Erreicht wird dies
durch einen vom Trichterrand hochstehenden Bund 17 in Form eines polygonalen Rings,
mit dem mehrere Trichter einer Lage aneinander anliegen. Die Bünde 17 benachbarter
Trichter sind durch Schrauben 18 aneinander befestigt.
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In die von dem Bund 17 eingefaßte Öffnung kann ein den Trichter erschließendes
Flächenelement 19 eingesetzt werden, das mit einem hochgestellten Rand 20 an der
Innenfläche des Bundes 17 anliegt. Die Befestigung der Flächenelemente 19 kann durch.
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Rasten zwischen dem Bund 17 und dem Rand 20 erfolgen. Die Flächenelemente
19 bilden einen glatten Verschluß der Öffnungen der Trichter 16 und dienen gleichzeitig
zur Versteifung des Tragwerks. Bei im Freien aufzustellenden Flächentragwerken können
die Flächenelemente 19 aneinander abgedichtet werden und bilden dadurch eine dichte
Dachhaut. Die Flächenelemente 19 können auch über den hochstehenden Rand 20 hinaus
verlängert sein, so daß sie einander ziegelartig überlappen. Hierdurch kann bei
geneigten Flächentragwerken die Dichtwirkung verbessert werden.
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Eine weitere Ausbildung eines aus Trichtern bestehenden Flächentragwerks
zeigt Figur 9. Hierbei sind beide Lagen des Flächentragwerks aus Trichtern 21 mit
quadratischem Rand zusammengesetzt. Alle Trichter 21 haben gleiche Abmessungen.
Es ist daher
nur eine Trichterausführung zur Bildung des Flächentragwerks
erforderlich. Die Trichter einer Lage sind an ihren Rändern 22 miteinander verbunden.
Die Verbindung der Trichter beider Lagen erfolgt an den Kanten 23. Zwischen den
Trichtern 21 beider Lagen entstehen Hohlräume, deren Wände eine schiefwinkelige
Pyramide oder ein Tetraeder bilden. Ein Tetraeder entsteht allerdings nur dann,
wenn die Trichter durch vier gleichseitige Dreiecke gebildet sind.
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In den Figuren 6, 7 ist ein Bauelement zur Bildung eines Flächentragwerks
dargestellt, das aus einer rautenförmigen Platte 24 gebildet ist, die entlang einer
diagonalen Kante 25 abgewinkelt ist. Zwei entgegengesetzt aufeinandergesetzte Platten
24 ergeben eine schiefwinkelige Pyramide, die mit weiteren schiefwinkeligen Pyramiden
gleicher Ausführung zu einem Flächentragwerk verbunden werden kann. Figur 6 zeigt
eine Platte 24 in einer ersten Lage und Figur 7 eine Platte 24 gleicher Ausführung
in der dazugehörigen Gegenlage. Dabei wurden die Platten 24 so dargestellt, daß
es zu ihrem Zusammensetzen lediglich erforderlich wäre, die in Figur 7 dargestellte
Platte 24 in der Zeichnungsebene nach oben über die Platte 24 gemäß Figur 6 zu schieben.
Die Platten 24 weisen an ihren Rändern Laschen 26, 27 auf, mit denen sie untereinander
verbunden werden können. Die Laschen 26 sind zueinander hin gerichtet, während die
Laschen 27 voneinander weg gerichtet sind. Die Neigung der Laschen 26 ist so gewählt,
daß beim Aufeinandersetzen zweier Platten 24 in der zuvor beschriebenen Weise ihre
Laschen 26 flach aufeinanderliegen. Die einander gegenüberliegenden Laschen 27 beider
Platten 24 bilden dagegen einen nach außen offenen Winkel, so daß sie sich an die
Außenflächen einer benachbarten aus zwei weiteren Platten 24 zusammengesetzten schiefwinkeligen
Pyramide anschmiegen. Figur 8 zeigt einen Querschnitt durch eine solche Verbindungsstelle,
an der vier Platten 24 aneinanderstoßen. Bei einer solchen Verbindungsstelle liegen
vier Materialschichten übereinander, wodurch eine stabförmige Verstärkung erzielt
wird,
die die Stabilität eines aus den Platten 24 gebildeten Flächentragwerks
wesentlich erhöht. Die Verbindungslaschen sind dabei so angeordnet, daß die in den
Plattenebenen verlaufenden Kräfte von einer Platte in die andere übergeleitet werden
können, ohne ein Verbiegen der Plattenränder hervorzurufen. Zum Verbinden der Platten
24 können an der durch die Linie 28 dargestellten Stelle Verbindungsschrauben angeordnet
sein. Die Platten können aber auch durch Kleben oder ander Verbindungsmittel miteinander
verbunden sein. Zusätzlich können an der durch die Linie 29 gekennzeichneten Stelle
Verbindungsschrauben angeordnet sein.
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Den Platten 24 entsprechende Bauelemente können auch in anderer Weise
zu einem Flächentragwerk verbunden werden. Figur 10 zeigt einen Ausschnitt aus einem
Flächentragwerk, bei dem rautenförmige, entlang einer diagonalen Kante 31 geknickte
Platten 30 an ihren Rändern 32 zu einer Lage eines Flächentragwerks verbunerzen
sind. Die zweite Lage des Flächentragwerks besteht aus ebenen Dreiecksflächen 33,
die miteinander eine geschlossene Fläche bilden und deren Ecken 34 jeweils mit den
von den Kanten 31 entfernten Ecken 35 der Platten 30 verbunden sind. Die Verbindung
erfolgt über Knotenelemente, die jedoch in der Schemazeichnung nicht dargestellt
sind. Durch diesen Aufbau entsteht ein Flächentragwerk, bei dem die schiefwinkeligen
Pyramiden, deren Kanten durch die Ränder 32 der Platten 30 und die Ränder 36 der
Dreiecksflächen 33 gebildet werden, nur zwei geschlossene Wandflächen aufweisen.
Die beiden anderen, an den Rändern 36 zusammenlaufenden Wandflächen entfallen. Das
Gewidht des Flächentragwerks bezogen auf eine Flächeneinheit ist daher geringer.
Damit verbunden ist allerdings auch eine Einschränkung hinsichtlich der Belastbarkeit
des Flächentragwerks. Die durch die Dreiecksflächen 33 gebildete Lage neigt bei
Druckbeanspruchungen zum Ausbeulen und sollte daher nur für Zugbeanspruchungen vorgesehen
werden. Treten in dieser Lage des Flächentragwerks an manchen Stellen Druckbeanspruchungen
auf, so können die Ränder 36 der Dreiecksflächen 33 durch Stäbe verstärkt
werden,
die die Ecken 34 miteinander verbinden. Eine Abwandlung dieses Flächentragwerks
könnte auch darin bestehen, daß die Dreiecksflächen 33 vollständig durch Stäbe ersetzt
werden, die die Ecken 35 der Platten 30 miteinander verbinden.
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Bei den beschriebenen Flächentragwerken können die Ränder der von
den Trichtern oder Platten gebildeten Dreiecksflächen durch zusätzliche Stäbe oder
Leisten verstärkt werden. Auch können die Kanten und Ränder durch Rahmen gebildet
sein, in die Flächenelemente eingesetzt sind. Als Flächenelemente kommen Platten
aus Sperrholz, Glas, Kunststoff oder Metall in Betracht. Ebenso können Flächenelemente
oder Dreiecksflächen vollständig durch Stäbe ersetzt werden. Bei all diesen Ausgestaltungen
ist es erforderlich, die Stäbe oder Leisten durch Knotenelemente miteinander zu
verbinden. Ein solches Knotenelement ist in Figur 11, 12 dargestellt. Es dient zum
Verbinden von zwölf Stäben, wenn diese ähnlich wie die Kanten und Ränder der Trichter
des Flächentragwerks gemäß Figur 5 an einem Knoten zusammenlaufen. Das Knotenelement
37 wird durch einen sechskantigen Pyramidenstumpf 38 und eine auf diesen aufgesetzte,
um 300 gedrehte sechskantige Pyramide 39 gebildet.
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Jede Pyramidenfläche 40 dient zum stumpfen Anschließen eines Stabes
41. Das Knotenelement 37 ist innen hohl, so daß die Stäbe 41 von innen her mit Schrauben
oder Dübel befestigt werden können.
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Figur 13 zeigt ein Bauelement 42, das aus sechs Dreiecksflächen 43
besteht, die um einen gemeinsamen Mittelpunkt 44 herum angeordnet sind und an ihren
vom Mittelpunkt 44 ausgehenden Kanten 45, 46 miteinander verbunden sind. Die Kanten
46 liegen in einer Ebene und schließen jeweils einen Winkel von 1209 ein. Die Kanten
45 sind zur Ebene der Kanten 46 geneigt. Ihre Endpunkte 47 liegen in einer Ebene,
die sich in der Zeichnung in parallelem Abstand über der Ebene der Kanten 46 befindet.
In der Draufsicht bildet das Bauelement 42 ein
regelmäßiges Sechseck.
Es kann ähnlich wie das Bauelement 6 in Figur 5 mit weiteren gleichartigen Bauelementen
zu einer Lage eines Flächentragwerks zusammengesetzt werden, wobei jeweils drei
Bauelemente 42 mit ihren Dreiecksflächen 43 einen Trichter in Form einer Sechseckpyramide
bilden. Je nach Ausgestaltung des Flächentragwerks können die Eckpunkte 47 des Bauelements
42 über Knotenelemente mit einem Flächenelement verbunden werden, vergleiche Figur
10. Beanders günstig läßt sich das Bauelement 42 mit Trichtern mit dreieckigem Rand
gemäß Figur 1 verbinden, wobei die Kanten 5 des Trichters 1 mit den Kanten 45 verbunden
werden. Zum Verbinden der Bauelemente 42 untereinander können an den äußeren Kanten
48 Verbindungslaschen vorgesehen sein.
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Mit den in Figur 14 dargestellten Bauelementen 49 läßt sich ebenfalls
ein Flächentragwerk von dem in Figur 5 gezeigten prinzipiellen Aufbau bilden. Die
Bauelemente 49 bestehen aus zwei Dreiecksflächen 50, 56, die entlang einer gemeinsamen
Seite 52 einstückig miteinander verbunden sind. Sie können beispielsweise aus einer
ebenen Platte ausgeschnitten und anschließend an der Seite 51 in der dargestellten
Weise zueinander gebogen sein Jeweils zwei Bauelemente 49 können in der durch die
punktierten Linien angedeuteten Weise zu einer schiefwinkeligen Pyramide zusammengesetzt
werden, die das Grundelement des Flächentragwerks gemäß Figur 5 bildet. Die Verbindung
der Bauelemente 49 untereinander erfolgt durch Laschen 52, 53, 54, 55. Die Laschen
54, 55 stehen senkrecht zur Abbildungsebene.
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Di3 Laschen 52 sind zur Abbildungsebene nach oben und die Laschein
53 zur Abbildungsebene nach unten geneigt. Die Laschen 54 und 55 zweier Bauelemente
49 werden jeweils miteinander verboden, während die Laschen 52 und 53 sich an der
Seite 51 auf die Dreiecksflächen 50, 56 auflegen.
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Im Gegensatz zu den bisher beschriebenen Bauelementen bildet das Bauelement
49 die Flächenelemente beider Lagen eines der
beschriebenen Flächentragwerke.
Hierdurch wird es möglich e-in Flächentragwerk aus einer Vielzahl gleicher Bauelemente
aufzubauen, wobei Herstellung und Montage der Bauelemente äußerst einfach ist. So
bleiben bei der Montage beide Seiten der Verbindungsstellen von außen zugänglich,
so daß einfache Verbindungselemente wie Schrauben und Muttern, Nieten oder Druckknöpfe
verwendet werden können.
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Die beschriebenen Flächentragwerke lassen sich aus den vorgefertigten
Bauelementen der beschriebenen Art leicht und schnell aufbauen. Dabei können je
nach Beanspruchung unterschiedliche Bauelemente verwendet werden. So können beispielsweise
an einzelnen Stellen niedrigerer Beanspruchung Trichter durch Flächenelemente ersetzt
werden. Die Flächentragwerke nach der Erfindung eignen sich für alle gängigen Baumaterialien
insbesondere Kunststoff, Holz und Metall. Die ästhetisch ansprechende Form der Bauelemente
ist besonders reizvoll, wenn diese aus einem durchsichtigen Material, zum Beispiel
Acrylglas bestehen.
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Auch das Zerlegen der Flächentragwerke und der Transport der Bauelemente
ist recht einfach. Die Flächentragwerke sind daher besonders für eine vorübergehende
Herstellung von Ausstellungsräumen geeignet.
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Unter Beibehaltung ihres grundsätzlichen Aufbaus können die Bauelemente
zur Bildung der Flächentragwerke auch in vielfältiger Form abgewandelt werden. So
können beispielsweise die durch Aufeinandertreffen zweier Dreiecksflächen gebildeten
Kanten der Bauelemente gerundet oder abgeflacht sein, um die Anlage der Elemente
der Gegen lage zu verbessern und ihre Befestigung zu erleichtern. Ferner können
die einzelnen Flächenelemente innerhalb ihrer geradlinigen Begrenzungskanten durch
konvexe oder konkave Auswölbung von der ebenen Form abweichen. Ebenso ist es denkbar
an Stelle der durch ebene Dreiecksflächen begrenzten Trichter in ein Flächentragwerk
kegelige Trichter einzusetzen oder sogar ein Flächentragwerk aus kegeligen Trichtern
gleichen
oder unterschiedlichen Durchmessers aufzubauen. Eine Abwandlung der Erfindung könnte
auch darin bestehen, daß eine Lage eines Flächentragwerks aus Kugelschalen gebildet
wird, wobei die Gegenlage aus kegeligen Trichtern besteht, die in die Zwischenräume
zwischen den Kugelschalen ragen und deren konkave Mantellinien sich an die konvexen
Mantellinien der Kugelschalen anschmiegen. Solche Flächentragwerke sind wegen ihrer
optischen Wirkung besonders zur Bildung von Dekzrationsflächen geeignet.