DE3443588A1

DE3443588A1 - Anordnung zur kreuzverbindung stabfoermiger profile

Info

Publication number: DE3443588A1
Application number: DE19843443588
Authority: DE
Inventors: Martin Daniel Horgen Fivian
Original assignee: FIPHYS AG
Current assignee: FIPHYS AG
Priority date: 1983-11-30
Filing date: 1984-11-29
Publication date: 1985-06-20
Also published as: DE3443588C2; CH666523A5

Description

Anordnung zur Kreuzverbindung stabförmiger Profile
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zur Kreuzverbindung stabförmiger Profile mit einem Knotenkörper.
Diese Profile können dabei sowohl Rund- oder Konvexstäbe sein, oder aber auch einen rechteck- bzw.
quadratförmigen Querschnitt besitzen.
Kreuzverbindungen dieser Art dienen dazu beispielsweise in verschiedenartigsten Ausführungen den Zusammenbau von Rahmen und Gestellen, welche im Bedarfsfall wieder leicht lösbar sind, zu ermöglichen. Hauptsächlich werden dabei je zwei oder drei solcher Profilstangen verwendet, um unter gegebenen Winkelverhältnissen eine gerüstähnliche Struktur aufzubauen.
Bei einer bekannten Anordnung dieser Art (CH-PS 582 836) ist die Kreuzverbindung über einen Knotenkörper realisiert, an welchem aussen drei windschief angeordnete Nuten zur Aufnahme der stabförmigen Profile vorgesehen sind. Nach dem Einlegen der Profile werden die Profile dann durch Schrauben gegen Herausfallen, Drehen und Formeinstellen gegenüber dem Knotenkörper lösbar gesichert.
Nachteilig wirkt sich bei derartigen Konstruktionen die Tatsache aus, dass die Ausrichtung von exakten Strukturen kompliziert ist und die zu verbindenden Profile nach der Montage kaum mit nennenswerten Drehmomenten beaufschlagbar sind.
Im weiteren ist die Winkelsteifigkeit solcher Systeme nicht besonders gross und zudem liegen die zu verbindenden Profile im montierten Zustand nicht in einer Ebene.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine-Kreuzverbindung zu finden, welche eine torsionssteife Verbindung von wenigstens zwei Profilen in annähernd einer Ebene zulässt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Knotenkörper zwei kreuzförmig angeordnete, sich im Innern des Knotenkörpers schneidende Durchdringungen aufweist, an einem ersten und einem zweiten der stabförmig zu verbindenden Profile jeweils eine die Verbindungsstelle definierende querschnittsvermindernde Ausnehmung vorgesehen ist, und das zweite Profil über ein Keilelement im Knotenträger gehalten ist.
Gemäss einer Weiterbildung der Erfindung in Form der direkten Abstimmung der Ausnehmung der beiden Profile auf deren Querschnitt wird erreicht, dass nach der Montage exakt eine Ebene aufgespannt wird.
Eine erhöhte Torsionssteifigkeit ist dann erzielbar, wenn die beiden Profile an der Verbindungsstelle über jeweils eine schwache Presspassung ineinander greifen.
Der Knotenkörper kann grundsätzlich alle möglichen Körperformen- aufweisen. Als besonders vorteilhaft hat sich hingegen eine Kugelform mit wenigstens dem zwei fachen und idealerweise mit dem drei- bis fünffachen des Durchmessers des grössten Querschnittsabmasses - Breite, Höhe oder Durchmesser - der zu verbindenden Profile, erwiesen.
Zum Aufbau drei dimensionaler Strukturen können zwei Achsen der zu verbindenden Profile in einer Ebene liegen; die dritte Achse muss hingegen oftmals nicht durch den Schnittpunkt der beiden Achsen gehen. Dann kann das gleiche Prinzip der Verbindung der beiden ersten Profile auch auf das dritte Profil angewendet werden.
Der Knotenkörper selbst lässt sich von seiner äusseren Form als Kugel günstig im Spritzgussverfahren herstellen.
In einem solchen Fall erweist es sich als besonders vorteilhaft, wenn die noch verbleibende Restwandstärke eine gleiche Dicke hat.
Im folgenden wird der Erfindungsgegenstand anhand von Prinzipskizzen zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen: Fig. la ein erstes Ausführungsbeispiel einer Kreuzverbindung in demontiertem Zustand Fig. lb die Kreuzverbindung von Fig. la in teilweise montiertem Zustand Fig. 2a ein zweites Ausführungsbeispiel einer Kreuzverbindung im teilweise montierten Zustand Fig. 2b die Kreuzverbindung von Fig. 2a, in Transparent-Ansicht.
-Ein kugelförmiger Knotenkörper 2 (Fig. la) besitzt eine erste Bohrung 4, deren Durchmesser demjenigen einer ersten Rundprofilstange 6 entspricht. In der Mitte dieser Rundprofilstange ist eine Aussparung 8 eingearbeitet, deren-Abmessungen bezüglich der Breite bis auf ein Abmass dem Durchmesser des Rundprofils entspricht und deren Tiefe gleich den halben Durchmesser aufweist.
Eine zweite Bohrung 10 im kugelförmigen Knotenkörper 2 ist auf gleicher Höhe wie die erste Bohrung 4 rechtwinklig zu dieser ausgeführt. Diese zweite Bohrung 10 ist zudem als Langloch ausgebildet, wobei die Breite des Langlochs -mit einer Ausdehnung vom l,Sf-achen des Durchmessers der Rundprofilstange 6 ausgelegt ist. Eine zweite zu verbindende Rundprofilstange 6' hat in diesem Falle den genau gleichen Durchmesser wie die erste Rundprofilstange 6. An der zweiten Rundprofilstange ist ebenfalls eine Aussparung 8' ausgearbeitet, die genau die gleichen Abmessungen wie die Aussparung 8 an der ersten Rundprofilstange 6 hat. Oberhalb der zweiten Rundprofilstange 6' ist ein Keilelement 12 dargestellt. Dieses entspricht bezüglich seiner Querschnittsabmessungen denjenigen der Rundprofilstangen 6 bzw. 6' und hat eine halbmondförmige Querschnittsform 14. Als ideale Querschnittshöhe hat sich eine solche von etwa 1,5 mal derjenigen des zweiten Profils erwiesen. Die Länge des Keilelements 12 ist jeweils so gewählt, dass dieses im montierten Zustand innerhalb des Knotenkörpers 2 liegt und mit seinen jeweiligen Stirnflächen mit der Aussenfläche des Knotenkörpers bündig abschliesst. Das Keilelement entspricht in seiner äusseren Zylinderfläche derjenigen der Rundprofilstangen 6 bzw. 6' und die innere Zylinderfläche entspricht ebenfalls einer Teil fläche der Zylinderfläche der Rundprofilstangen. In der Mitte des Keilelements sind an der äusseren Mantelfläche seitlich jeweils zwei wenig tiefe Sacklöcher 16 angebracht, deren Durchmesser jeweils dem Durchmesser der Rundprofilstangen entspricht.
Im weiteren ist am Keilelement 12, an dessen einer Stirnseite 18 ein Gewindeloch 20 eingearbeitet.
Bei der Montage wird jeweils zuerst die Rundprofilstange 6 in die -Bohrung 4 eingebracht und dann die zweite Profilstange 6' in die zweite Bohrung 10 eingeschoben. Die beiden Aussparungen 8 und 8' werden zur Deckung gebracht und mit leichtem Druck miteinander verbunden. Durch Einschieben des Keilelements 12 in den oberen Teil der zweiten Bohrung 10 wird ein selbständiges Lösen der Verbindung verhindert.
Wird das Keilelement zudem so eingeschoben, dass die Sachlöcher 16 über der ersten Rundprofilstange 6 sind, so rastet das Keilelement 12 ein und die Sacklöcher übernehmen die Funktion einer Arretiervorrichtung.
Ueber das Gewindeloch 20 kann ohne Probleme eine Abzieh-.
vorrichtung üblicher Art eingeschraubt werden und damit das Keilelement wieder aus dem Knotenkörper entfernt werden. Die Kreuzverbindung kann also mit äusserst geringem Aufwahd montiert und wieder demontiert werden.
Eine dritte Bohrung 22, welche senkrecht zu den beiden Bohrungen 4 und 10 verläuft, ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel zur Einbringung eines Stöpsels 24 vorgesehen, an welchem die Handelsmarke anbringbar ist.
Diese Bohrung 22 kann aber jederzeit auch zum Aufbau einer dritten Dimension verwendet werden, indem in dieser Bohrung beispielsweise ein Gewinde vorgesehen wird und darin eine dritte Profilstange eingeschraubt wird. Auf der Gegenseite ist selbstverständlich die gleiche Anordnung einer vierten Profilstange möglich.
Will man hingegen das gleiche Verbindungsprinzip wie bei den Rundprofilstangen 6 bzw. 6' verwenden, so ist lediglich zu fordern, dass die zugehörige Bohrung, welche wieder eine Langlochbohrung sein müsste, lediglich eine Verbindung mit der ersten Rundprofilstange 6 ermöglicht und nicht mit der zweiten Rundprofilstange 6'. Das einzig notwendige Erfordernis hierzu ist die Forderung, dass die zugehörige Bohrung für die dritte Rundprofilstange im Knotenkörper nur die Bohrung 4 in die die erste Rundprofilstange 6 aufgenommen wird, schneiden darf. Die entsprechenden Aussparungen müssten in diesem Fall an der ersten und einer dritten Rundprofilstange vorgesehen werden.
Unter der Voraussetzung einer entsprechenden zusätzlichen Aussparung beim ersten Keilelement ist es auch durchaus möglich - mit etwas erhöhtem Aufwand - die dritte Rundprofilstange mit der zweiten Rundprofilstange 6' zu verbinden In Fig.lb ist übrigens gezeigt, wie die prinzipielle Montage der Kreuzverbindung zu erfolgen hat. Da die Darstellung aus sich selbst verständlich erscheint, wird keine besondere Beschreibung dazu gegeben.
In Fig. 2a ist die Kreuzverbindung zweier Profilstangen mit ungleichen Querschnitten, nämlich einer ersten Rundprofilstange 106 und einer zweiten Rechteckprofilstange 106'- gezeigt. In diesem Ausführungsbeispiel sind ferner eine dritte Rundprofilstange 126 und eine vierte Rundprofilstange 128 vorgesehen, welche jeweils nur lose in zwei Sacklöcher 130 und 132 gesteckt und damit nicht torsionssteif sind.
Im übrigen werden die Abmessungen der Aussparungen an den beiden zu verbindenden Profilstangen von der zweiten Rechteckprofilstange 106' diktiert und zwar bezüglich der erforderlichen Tiefe der Aussparung in der ersten Rundprofilstange 106.
Als Arretiervorrichtung ist eine zylindrische Bohrung 120 im rechteckigen Keilelement 112 vorgesehen. Bei der Montage wird'also nach dem Einschieben des Keilelements 112 in einen quadratischen Knotenkörper 102 die dritte Rundprofilstange 126 soweit durch die zugehörige Bohrung gesteckt, dass sie durch die zylindrische Bohrung 120 reicht.
In Fig. 2b.ist ergänzend - in transparenter Darstellung -gezeigt, wie die erfindungsgemässe Kreuzverbindung des zweiten Ausführungsbeispiels vor und nach (gestrichelte Darstellung) dem Einschieben des Keilelements 112 zu verstehen ist. Da auch diese Darstellung aus sich selbst verständlich erscheint, wird keine besondere Beschreibung dazu gegeben.
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Claims

Patentansprüche 1. Anordnung zur Kreuzverbindung stabförmiger Profile mit einem Knotenkörper, dadurch g e k e n n z e i c h n e dass - der Knotenkörper zwei kreuzförmig angeordnete, sich im Innern des Knotenkörpers schneidende Durchdringenden aufweist, - an einem ersten und einem zweiten der stabförmigen zu verbindenden Profile jeweils eine die Verbindungsstelle definierende querschnittsvermindernde Ausnehmung vorgesehen ist, und - das zweite Profil über ein Keilelement im Knotenträger gehalten ist.
2. Anordnung zur Kreuzverbindung stabförmiger Profile nach Ansprich 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t dass - die Ausnehmung im ersten Profil eine Tiefe von etwa der halben Querschnittshöhe des zweiten Profils, diejenige im zweiten Profil eine solche von etwa der halben Höhe ihres Querschnitts aufweist, und - die Breite der jeweiligen Ausnehmungen etwa der Breite des zu verbindenden Profils entspricht.
3. Anordnung zur Kreuzverbindung stabförmiger Profile nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , dass sich das erste Profil mit dem zweiten Profil über Presspassungen verbinden lässt.
4. Anordnung zur Kreuzverbindung stabförmiger Profile nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , dass der Knotenkörper eine Kugel mit einem Durchmesser von wenigstens dem zweifahcen des grössten Querschnittsabmasses der zu verbindenden Profile und vorzugsweise dem frei- bis fünffachen.
5. Anordnung zur Kreuzverbindung stabförmiger Profile nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , dass die eine der Durchdringenden der Querschnittsfläche des ersten Profils entspricht und die Querschnittsfläche der anderen Durchdringung größer ist, als diejenige der des zweiten Profils und vorzugsweise eine Querschnittshöhe von 1,5 mal derjenigen des zweiten Profils aufweist.
6. Anordnung zur Kreuzverbindung stabförmiger Profile nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , dass das Keilelement eine Arretiervorrichtung- umfasst.
7. Anordnung zur Kreuzverbindung stabförmiger Profile nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , dass im Knotenkörper eine dritte, senkrecht zu den beiden sich schneidenden Durchdringungen verlaufende, Durchdringung vorgesehen ist.
8 Anordnung zur Kreuzverbindung stabförmiger Profile- nach Anspruch 8, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die dritte Durchdringung nur eine der beiden anderen Durchdringungen schneidet.
9. Anordnung zur Kreuzverbindung stabförmiger Profile nach einem der Ansprüch 1, 4, 7 oder 8, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , dass der Knotenkörper eine im wesentlichen gleichdicke Restwandstärke aufweist.