DE3731184A1 - Gitterwerk aus staeben und knoten sowie dessen herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gitterwerk aus Stäben, die über Knoten miteinander verbunden sind und jeder Stab an seinem Ende ein dem Verbinden mit dem Knoten dienendes Anschlußteil aufweist sowie ein Verfahren zur Herstellung des Knotens.

Derartige Gitterwerke sind im Stande der Technik insbesondere in Form dreidimensionaler Fachwer­ ke allgemein geläufig. Sie sind aus Stäben aufge­ baut, an deren Enden Anschlußteile zur Befesti­ gung an Knoten angebracht sind. Die Knoten selbst sind entweder rund oder als Polygone ausgebildet, wobei die Befestigung an Teilflächen über Klemm-, Steck- oder Schraubverbindungen erfolgt. Auch ist bekannt, die Knoten als Würfel auszubilden, dessen Kanten der Aufnahme eines Klemmanschlusses die­ nen.

Den bekannten Gitterwerken ist sämtlich gemeinsam, daß der Anschluß stets starr ausgebildet ist, so daß der Anschlußwinkel zwischen Stab und Knoten einen vorgegebenen bestimmten Wert annimmt. Als nachteilig ist deshalb anzusehen, daß bei einer Änderung des Anschlußwinkels eine grundsätzlich neue Konstruktion insbesondere des Knotens er­ forderlich ist und bei demselben Gitterwerk eine Änderung des Anschlußwinkels nachträglich unmög­ lich ist. Für bestimmte Anwendungsbereiche der­ artiger Konstruktionen, wie z. B. dem Messebau, ist ein rasches Verbinden und Zerlegen dieser Git­ terwerke erforderlich, was bei den bekannten Kon­ struktionen in nachteiliger Weise noch zu wünschen übrig läßt.

Hiervon ausgehend hat sich die Erfindung die Ver­ besserung derartiger Gitterwerke dahingehend zur Aufgabe gemacht, daß der Anschlußwinkel zwischen Stab und Knoten veränderbar ist sowie der Zusam­ menbau wesentlich rascher durchführbar wird.

Gelöst wird diese Aufgabe mit Hilfe zweier, durch die Erfindung unabhängig voneinander vorgeschla­ gener Maßnahmen, nämlich die Ausgestaltung des Anschlußteiles und unabhängig davon die des Kno­ tens. Selbstverständlich ist denkbar und mög­ lich und dadurch nicht ausgeschloßen, beide Vor­ schläge gleichzeitig und gemeinsam in ein und demselben Gitterwerk zu realisieren.

1m Hinblick auf das am Stab befestigte Anschluß­ teil wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß es als Gabel geformt und so befestigt ist, daß deren Achse senkrecht zum Stab verläuft, so daß die durch beide Schenkel der Gabel aufgespannte Ebene in der durch den Stab definierten Richtung zu lie­ gen kommt. Das Aufbringen des Anschlußteiles auf den Knoten erfolgt über eine Bewegung des Stabes in radiale Richtung, wobei ein entsprechender Rund­ bolzen, Stift oder dergleichen von beiden Schenkeln der Gabel ergriffen wird. Die Festlegung erfolgt über einen auf der Innenseite des dem Stab zuge­ wandten Schenkels der Gabel federnd angebrachten Nocken. Während des Aufschiebens wird der Nocken beiseite gedrückt und kehrt mit Erreichen der End­ position wieder in seine ursprüngliche Lage zurück und bewirkt auf diese Weise die Arretierung des Anschlußteiles.

Die Anbringung auf dem dem Stab zugewandten Schen­ kel erlaubt Anschlußteil und Stab nach wie vor in gleichem Maße auf Zug und Druck zu belasten, da eine Reduzierung der maximal übertragbaren Kräfte durch den Nocken nicht stattfindet. Bei Zug wird der gegenüberliegende Schenkel der Gabel belastet und die Druckbeanspruchung wird über Anschlußteil und Nocken sowie Stange problemlos übertragen. Die Zug- und Druckbelastung des Stabes bleibt bei der in der vorgeschlagenen Weise erfolgten Anordnung des Nockens voll erhalten. Form und Querschnitt des Stabes sind hierbei grundsätzlich unerheblich jedoch ist eine großflächige Anlage d.h. kreisför­ mige Berandung am günstigsten, ebenso wie die Aus­ bildung des Nockens. Lediglich für Bolzen oder Stift gilt, daß dessen Außendurchmesser zum Zwecke des Aufschiebens gleich oder geringer als die lichte Weite der Gabel gewählt werden muß. Insbe­ sondere ist die Verwendung des erfindungsgemäß vor­ geschlagenen Knotens hierfür nicht zwingend erfor­ derlich.

In einer alternativen Art der Befestigung des An­ schlußteiles wird zur Arretierung an Stelle der Nok­ ken eine Federklammer vorgeschlagen, die von außen her zwischen die beiden Schenkel der Gabel einge­ schoben und dort festgelegt werden kann. Hierzu ist die Gabel innenseitig komplementär zur Federklam­ mer geformt. Nach dem Einsetzen bewirkt die Feder­ klammer eine Arretierung der von der Gabel aufzu­ nehmenden stabförmigen Kante. Zur Montage wird die Gabel als erstes aufgesetzt und anschließend die Federklammer zwischen die Schenkel bis zur An­ schlagsposition eingeschoben und dort festgelegt. Zum Lösen der Verbindung wird in umgekehrter Rei­ henfolge die Federklammer entfernt und die Gabel abgezogen. Auch hier ist als Vorteil anzusehen, daß die Zug- und Druckbelastungen des Stabes voll­ ständig über die Gabel übertragen werden und nicht durch die Federklammer selbst bestimmt und begrenzt werden. Die Belastbarkeit des Stabes bleibt voll erhalten.

Der Vorteil durch Verwendung des erfindungsgemäßen Anschlußteiles besteht einmal darin, daß der Win­ kel zwischen Stab und Knoten grundsätzlich belie­ big gewählt werden kann, so daß sich Gitterwerke mit unterschiedlichen und/oder veränderbaren Bauhöhen durch ein und denselben Knoten lediglich durch Veränderung des Anschlußwinkels realisieren lassen. Darüberhinaus lassen sich gekrümmte Konstruktionen, mit allerdings unterschiedlich langen Stäben als Diagonalen aufbauen.

Zusätzlich ist der Montageaufwand sehr gering, da kein Verschrauben oder langwieriges Festlegen am Knoten vorzunehmen ist. Die Befestigung erfolgt durch Aufpressen des Anschlußteiles bzw. des Sta­ bes in radialer Richtung und das Lösen der Ver­ bindung durch Aufbringen einer entsprechenden Kraft in entgegengesetzter Richtung. Evtl. muß noch die Gabel über die Federklammer geöffnet oder geschlossen werden.

In einer Weiterbildung ist vorgesehen, das An­ schlußteil auf den Stab endseitig aufzusetzen und hierdurch zu befestigen.

Schließlich ist bevorzugt, Nocken und Gabel ein­ stückig, d.h. aus einem einzigen Teil herzustel­ len.

Eine andere, von der bisher beschriebenen völlig unabhängige Lösung besteht darin, den Knoten als flächigen oder räumlichen Hohlkörper auszuformen, an dessen runden Kanten das Anschlußteil befestig­ bar ist. Dem gemäß wird der Knoten aus Stäben mit rundem Querschnitt gebildet, welche die Seitenkan­ ten des flächigen oder räumlichen Gebildes darstel­ len und über Ecken miteinander in Verbindung ste­ hen. Durch die Forderung des runden Querschnittes der Kanten ist jeder denkbare Anschlußwinkel ver­ wirklichbar. Die Form des den Knoten bildeten Hohl­ körpers ist grundsätzlich beliebig, insbesondere kann es sich um einen Würfel, einen Quader, ein Te­ traeder oder ein Flächengebilde handeln. Neben den oben beschriebenen Anschlußteilen sind Stäbe einsetzbar, die greif- oder scherenartig die Kanten umfassen, ergreifen und dort fixieren. Der entscheidende Vorteil einer derartigen Konstruktion besteht darin, daß der Anschlußwinkel bei ein und demselben Knoten unterschiedlich und letztlich be­ liebig gewählt werden kann. Durch Veränderung des Winkels läßt sich nachträglich die Bauhöhe von Gitterwerken ohne weiteres verändern. Im Gegensatz zu vielen anderen Verbindungsarten, als Beispiele seien nur die Schraub- und Klemmverbindungen ge­ nannt, ist der Montageaufwand vergleichsweise ge­ ring.

In einer zweckmäßigen Ausgestaltung wird vorge­ schlagen, daß die die Kanten verbindenden Ecken in ihrem Außendurchmesser gleich dem des Anschluß­ teiles sind. Im eingesetzten Zustand ergeben sich aus Ecken und Anschlußteilen gebildete stufen­ lose Übergänge. Ein weiterer Vorzug ist, daß im eingebauten Zustand das Anschlußstück durch die Ecken seitlich flankiert und hierdurch eine zu­ sätzliche Stabilität und seitliche Abstützung gegen Verschieben in Kantenrichtung erzeugt.

Aus prinzipiellen Erwägungen sind die bisher be­ schriebenen Knoten und Anschlußteile unabhängig voneinander einsetz- und verwendbar. Ausdrücklich ist darauf hinzuweisen, daß selbstverständlich eine gemeinsame und gleichzeitige Benutzung der erfindungsgemäßen Knoten und Anschlußteile denk­ bar, möglich und insbesondere auch empfehlenswert ist. Die gleichzeitige Nutzung der beiden unab­ hängig voneinander einsetzbaren Teile stellt ei­ nen Kern vorliegender Erfindung dar.

Der Anwendungsbereichs des vorgeschlagenen Gitter­ werks ist universell und umfaßt neben Fachwerken auch Gelenkstäbe, Stützen, einlagige Strukturen und grundsätzlich alle Bauelemente zur Herstellung von Gitterstrukturen aus Stäben und Knoten.

Im Hinblick auf den Knoten wird durch die Erfin­ dung ein besonders vorteilhaftes Herstellungsver­ fahren vorgeschlagen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der Knoten aus zwei identischen Hälften aufgebaut ist, die alternierend zusammengefügt wer­ den. Bei räumlichen Knoten gilt, daß der Knoten nicht in seiner endgültigen Form hergestellt werden kann, da in einem solchen Fall eine Entformung aus dem Werkzeug nicht möglich wäre. Der Vorschlag der Herstellung zweier identischer Teile erlaubt einer­ seits die Entformung und andererseits die Notwen­ digkeit der Herstellung nur eines einzigen Werk­ zeugs. Allerdings ist mit Hilfe eines zusätzlichen Arbeitsschrittes die Verbindung der beiden Hälften miteinander erforderlich. Dies kann über Kalt- oder Ultraschallverschweißen vorgenommen werden.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Er­ findung lassen sich dem nachfolgendem Beschreibungs­ teil entnehmen, indem anhand der Zeichnung Ausfüh­ rungsbeispiele der Erfindung näher erläutert werden.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Knoten mit einem über Nocken fest­ legbaren Stab,

Fig. 2 einen Stab mit Federklammer.

In Fig. 1 sind ein Knoten 1 sowie ein Stab 2 mit daran befestigtem, ebenfalls gemäß der Erfindung geformtem Anschlußteil 3 in perspektivischer Dar­ stellung wiedergegeben und zwar in für den gegen­ seitigen Eingriff geeigneter Position.

Zunächst zum Knoten 1. Er ist von der Form eines Würfels und weist damit zwölf Kanten 4 mit run­ dem Querschnitt auf, die über im vorliegenden Fall nach außen zu gerundeten Ecken 5 miteinander ver­ bunden sind.

Der darauf zu befestigende Stab 2 weist einen An­ schlußteil 3 auf, welches nach Art einer Gabel 6 gebildet ist, dessen Achse senkrecht zu der des Stabes 2 verläuft. Zur Arretierung sind auf der dem Stab zugewandten Seite des Schenkels der Ga­ bel 6 zwei Nocken 7 federnd angebracht, die nach dem Aufschieben und Umgreifen der Kante 4 für das Festlegen und Arretieren sorgen. Durch reines Auf­ pressen läßt sich die Montage dann durchführen.

Um ein Aufbringen des Anschlußteiles 3 auf Kante 4 zu ermöglichen, muß einmal die lichte Weite der Gabel 6 gleich oder (etwas) größer als der Außen­ durchmesser der Kante 4 gewählt werden und die senkrecht zur Achse des Stabs gemessene Länge des Anschlußteiles 3 gleich oder geringer als der Ab­ stand benachbarter Ecken 5.

Das Anschlußteil 3 ist auf der Stirnseite des Sta­ bes 2 und in diesem teilweise eingreifend festge­ legt.

In der Zeichnung ist lediglich ein einziger Stab 2 mit Anschlußteil 3 relativ zum Knoten 1 wieder­ gegeben. Doch stellt es den Regelfall dar, daß mehrere bis zu maximal zwölf Anschlußteile 3 und demzufolge auch die daran befestigten Stäbe 2 an ein und dem selben Knoten 1 befestigbar sind.

Fig. 2 stimmt mit dem in Fig. 1 gezeigten Stab 2 im Hinblick auf Anschluß 3 bzw. Gabel 6 weit­ gehend überein, mit dem entscheidenden Unterschied jedoch, daß an Stelle der Nocken eine Federklammer 8 eingezeichnet ist, die nach dem Aufsetzen der Gabel 6 auf die stabförmige Kante 4, also dem in der Zeichnung wiedergegebenen Zustand aufgeschoben wird, sich hierbei an die Kante 4 anlegt und in die beiden Schenkel der Gabel 6 zur Arretierung ein­ greift. Die Funktion des Arretierens erfolgt in der gezeigten Ausführungsform nicht über Nocken sondern über die Federklammer 8.

Im Ergebnis erhält man durch Verwendung der Stäbe 2 mit den erfindungsgemäßen Anschlußteilen 3 und/oder dem vorgeschlagenen Knoten 1 Gitterwerke von flä­ chigen oder räumlichen Strukturen, die aufgrund des beliebig einstellbaren Anschlußwinkels zwischen Knoten 1 und Stab 2 beliebige Bauhöhen mit ein und demselben Knoten herstellen und realisieren lassen, wobei insbesondere im Falle der Verwendung der er­ findungsgemäßen Anschlußteile 3 die Verbindung zwi­ schen Stab 2 und Knoten 1 einfach herstellbar ist.

Claims (6)

1. Gitterstäbe, die über Knoten miteinander ver­ bunden sind und jeder Stab an seinem Ende ein dem Verbinden mit dem Knoten dienendes Anschlußteil aufweist, dadurch gekennzei­ chnet, daß das Anschlußteil 3 eine Gabel 6 ist, deren Achse senkrecht zum Stab 2 verläuft und als Arretierung entweder auf deren stabseitigem Schenkel innenseitig einen federnden Nocken 7 auf­ weist oder endseitig über eine Federklammer 8 ver­ schließbar ist.

2. Gitterstäbe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschluß­ teil 3 auf den Stab 2 gesetzt ist.

3. Gitterstäbe nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß Nocken 7 und Gabel 6 einstückig sind.

4. Gitterwerk aus mehreren Stäben, die über Knoten miteinander verbunden sind und jeder Stab an seinem Ende ein dem Verbinden mit dem Knoten dienendes An­ schlußteil aufweist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Knoten 1 ein flächiger oder räumlicher Hohlkörper ist, an dessen runden Kanten 4 das Anschlußteil 3 befestigbar ist.

5. Gitterwerk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurch­ messer der die Kanten 4 verbindenden Ecken 5 gleich dem des Anschlußteiles 3 ist.

6. Herstellung des Knotens nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwei identische Hälften hergestellt und zusam­ mengefügt werden.