DE4104579A1 - Raumfachwerk aus rohrstaeben mit verjuengten anschlussenden und knotenstuecken - Google Patents
Raumfachwerk aus rohrstaeben mit verjuengten anschlussenden und knotenstueckenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Raumfachwerk gemäß dem Oberbegriff des
Anspruchs 1.
Ein solches Raumfachwerk ist aus der DE-PS 24 26 973 bekannt.
Dort ist eine vielfach bewährte Schraubverbindung für Raumfach
werke beschrieben, die einen Gewindebolzen zeigt, der Rohrstäbe
mit verjüngten Anschlußenden und kugelförmige Knotenstücke eines
Raumfachwerks miteinander verbindet. Anschlußende und Knotenstück
haben dabei Gewindebohrungen, wobei die Gewindebohrungen in dem
Rohrstab und dem Knotenstück gleichsinnig, aber mit unterschied
lichen Steigungen ausgebildet sind. Der Gewindebolzen selbst ist
einstückig und weist ein Schlüssel-Ansatzstück auf, das zwischen
den beiden, unterschiedliche Steigungen aufweisenden Gewinden
liegt.
Ferner findet bei dieser bekannten Schraubverbindung eine
druckentlastende Schlüsselmuffe Verwendung, die nicht mit dem
Gewindebolzen einstückig ausgebildet ist. Neben dem Gewindebolzen
ist somit ein weiteres Einzelteil erforderlich. Dieses Einzelteil
stellt für den Monteur ferner eine Sichtbehinderung bei der
Montage des Gewindebolzens dar. Eine Querkraftübertragung im
Bereich des Gewindebolzens ist relativ gering. Die Verwendung
einer Schlüsselmuffe kann zudem hohen ästhetischen Anforderungen
nicht genügen, da ein gleichmäßiger bzw. fließender Übergang
zwischen dem verjüngten Rohrstabende und dem Gewindebolzen nicht
gegeben ist.
Ferner ist eine häufig gebrauchte Knotenpunktverbindung aus der
DE-PS 9 01 955 bekannt, bei welcher das Anschlußende des
Rohrstabs eine glatte Bohrung ohne Innengewinde besitzt. Der
Gewindebolzen weist dort einen runden Kopf auf, der sich beim
Eindrehen des Bolzengewindes in den Knoten gegen eine im
Anschlußende des Stabes ausgebildete Schulter abstützt. Über den
Gewindebolzen, außerhalb des Rohrstabendes, ist eine Treibmuffe
geschoben, die den Gewindebolzen über einen radial stehenden
Mitnehmerzapfen antreibt, der in einen Längsschlitz der Treibmuf
fe eingreift. So wird beim Eindrehen in den Knoten eine Relativ
bewegung zwischen Bolzengewinde und Treibmuffe ermöglicht, bis
letztere sowohl am Knoten wie auf der anderen Seite am Rohrsta
bende anliegt. Druckkräfte werden vom Rohrstab über die Treibmuf
fe auf den Knoten übertragen. Deshalb muß die Treibmuffe aus
höherwertigem, teurerem Material gefertigt werden. Der mögliche
Festspanngrad ist bei dieser bekannten Konstruktion durch die
Scherfestigkeit des Mitnehmerzapfens begrenzt. Der Gewindebolzen
wird durch die für den Mitnehmerzapfen notwendige Bohrung
geschwächt, die Leistung bei Zug oder Druck gemindert.
Eins ähnliche Konstruktion liegt im DD-Patent 52 865 vor. Auch
hier befindet sich im Anschlußende des Rohrstabes eine glatte
Bohrung ohne Innengewinde. Der Gewindebolzen stützt sich
ebenfalls mit seinem runden Kopf gegen eine im Anschlußende des
Stabes ausgebildete Schulter ab. Über den Gewindebolzen, der
gegen eine Druckfeder im Anschlußende längsverschiebbar ist, um
den Stab zwischen zwei im Raumfachwerk fixierten Knoten einfügen
zu können, wird wieder eine Treibmuffe geschoben, die innen
mittels eines Zapfens in eine Längsnut des Bolzens eingreift. Die
Nachteile dieser Konstruktion ähneln denen der zuvor beschriebe
nen.
In der DE-PS 8 41 351 wird eine aufwendige Problemlösung
beschrieben, bei der in den Anschlußenden der Stäbe Muttern
eingeschweißt werden. Die Kugelknoten sind hohl und müssen einen
für Raumfachwerke unnötig großen Durchmesser haben, um die
Montage der Gewindebolzen von innen nach außen in die Stabenden
überhaupt nur zu ermöglichen.
In der DE-PS 9 12 145 wird mit gegenläufigen Gewinden nach Art
der Spannschlösser gearbeitet, wodurch die Einbaulänge so
vergrößert wird, daß das Einsetzen eines Stabs zwischen zwei
bereits fest montierten Knoten eines Raumfachwerks unmöglich
wird.
Im DD-Patent 55 868 muß der gesamte Rohrstab bei der Montage am
Kugelknoten gedreht werden, was bei Raumfachwerken unzweckmäßig,
bei größeren Konstruktionen unmöglich, zwischen zwei fixierten
Knoten ebenfalls nicht möglich, immer aber zeitraubend und zu
aufwendig ist.
In der DE-OS 18 12 498 sind die kompliziert geformten Stabenden
durch Montageöffnungen geschwächt. Zudem treten Querkräfte in
unzulässiger Größenordnung auf, die die zulässige Belastung
erheblich senken.
Alle oben angeführten Konstruktionen sind in der Fertigung und
bei der Montage immer noch zu aufwendig und teuer. Zum Teil sind
sie sogar für Raumfachwerke unbrauchbar und haben deshalb keine
Anwendung gefunden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs beschrie
bene Raumfachwerk aus Rohrstäben und Knotenstücke mit dem Ziel
zu verbessern, daß Herstellung und Montage vereinfacht und
verbilligt werden, nicht zuletzt durch Verringerung der benötig
ten Einzelteile, damit Raumfachwerke mit einfacheren Stahlkon
struktionen besser konkurrieren können. Außerdem soll die
erfindungsgemäße Konstruktion in der Lage sein, Querkräfte in
einer höheren Größenordnung als bisher zulässig zu übertragen,
ohne die Funktion und die Sicherheit des Bauwerks zu beeinträch
tigen. Schließlich soll die Montagearbeit für den Monteur ohne
Sichtbehinderung durch Konstruktionselemente wie Schlüssel- oder
Druckmuffen möglich werden und die Kontrolle durch Aufsichtsper
sonen und -behörden durch einfaches Hinschauen und ohne aufwendi
ge Messungen möglich werden. Ferner soll das Raumfachwerk hohen
ästhetischen Anforderungen genügen.
Diese Aufgabe wird bei dem gattungsgemäßen Raumfachwerk erfin
dungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1
gelöst.
Das verjüngte Anschlußende jedes Rohrstabes bzw. der Gewindebol
zenanschluß im Knotenstück weist eine glatte Bohrung auf, deren
Durchmesser größer ist als der Außendurchmesser des verwendeten
Innengewindes. Dahinter beginnt erst das Innengewinde mit einer
gegenüber der Gewindebohrung im Knotenstück bzw. im Anschlußende
des Rohrstabs gleichsinnigen, aber kleineren Gewindesteigung. Der
in das Anschlußende des Rohrstabs bzw. in den Gewindebolzenan
schluß des Knotenstücks eingreifende Bolzenbereich des Gewinde
bolzens besitzt ein entsprechendes Außengewinde und einen
zylindrischen Ansatz, dessen größerer Durchmesser schließend mit
enger Passung in die glatte Bohrung vor dem dahinter beginnenden
Innengewinde des entsprechenden Anschlusses hineinragt und bei
Montagebeginn gänzlich darin verschwindet.
Bei dem vorgeschlagenen Raumfachwerk kann somit der Gewindebolzen
bei der Montage zunächst entweder im verjüngten Anschlußende des
Rohrstabes oder im entsprechenden Gewindebolzenanschluß des
Knotenstücks eingeschraubt werden. Da der zylindrische Ansatz bei
diesem Vormontageschritt zunächst von der vorgelagerten Bohrung
aufgenommen werden muß, befindet sich diese, insbesondere glatte,
Bohrung jeweils an dem Knotenstück bzw. Anschlußende des
Rohrstabs, in welchen bzw. welches der Gewindebolzen im ersten
Montageschritt zunächst eingeschraubt werden soll. Das Gewinde
kleinerer Steigung befindet sich dabei stets in dem Rohrstaban
schluß im Knotenstück bzw. im Anschlußende des Rohrstabes, in
welchen bzw. welches der Gewindebolzen im ersten Montageschritt
zunächst eingeschraubt wird. Folglich befindet sich das Gewinde
mit größerer Steigung immer in dem Anschlußende des Rohrstabs
bzw. dem Gewindebolzenanschluß des Knotenstücks, in welches bzw.
welchem im zweiten Montageschritt der Gewindebolzen eingeschraubt
wird, um seine Endlage einzunehmen.
Da der zylindrische Ansatz größeren Durchmessers bei beendeter
Montage nicht vollständig aus dem Anschlußende des Rohrstabs bzw.
dem Gewindebolzenanschluß des Knotenstücks herausgedreht wird,
bleibt der Raum, in dem sich die Verschraubung befindet, gegen
korrodierende Einflüsse der Atmosphäre abgeschlossen. Es ist ein
Vorteil des vorgeschlagenen Raumfachwerks, daß an keiner Stelle
ein Gewinde der freien Luft ausgesetzt ist, insbesondere auch,
weil die Eintrittsöffnungen im Knotenstück und im Rohrstab bei
der Montage mit wetterfestem Fett behandelt werden, um kriechende
Feuchtigkeit abzuhalten.
Da die Steigung der beiden Gewinde in Knoten und Stab zwar
gleichsinnig, aber nicht gleich groß ist, verringert sich der
Abstand der zu verbindenden Elemente bei jeder Schraubdrehung um
das Maß der Steigungsdifferenz beider Gewinde. Die Differenz
beider Gewindesteigungen in Knoten und Stab bewirkt so eine
Annäherung des Stabs an den Knoten bzw. umgekehrt auf ein bei
Raumfachwerken erwünschtes geringeres Maß als bei anderen
bekannten Konstruktionen.
Das Maß "x" der Annäherung ist gleich dem Produkt der Steigungs
differenz mit der Zahl der Schraubdrehungen.
Durch den Differenzgewindebolzen wird zudem bewirkt, daß die
vorgesehene Einbaulänge des fertig montierten Stabs bei Beginn
der Montage nur um wenige Millimeter überschritten wird, so daß
das Einsetzen eines Stabs zwischen zwei bereits fest montierten
Knoten des Raumfachwerks ohne Zwängung an jeder Stelle erfolgen
kann, wobei der Gewindeansatz des Bolzens im Innengewinde des
Knotenstücks bzw. Anschlußendes des Rohrstabs mühelos schnäbelt.
Die Übertragung der Zug- und Druckkräfte erfolgt vom Gewinde im
Stabende direkt über den Bolzen zum Gewinde im Knoten bzw.
umgekehrt. Damit wird vermieden, daß bei Druckbelastung der bei
der DE-PS 9 01 955 und dem DD-Patent 52 865 vorgesehene Bolzen
kopf sich in das Anschlußende des Stabs hinein verschiebt, wenn
die Verschraubung nicht ausreichend kraftschlüssig durchgeführt
wurde.
Der Antrieb des Gewindebolzens geschieht nicht über eine
Schlüsselmuffe, die ja eingespart wird, sondern über ein
Schlüssel-Ansatzstück, das einstückig mit dem Gewindebolzen
hergestellt ist. Der Nachteil einer Schlüsselmuffe, daß diese
über einen verhältnismäßig schwachen Mitnehmerzapfen oder einen
nicht stabileren innenliegenden zweiten Sechskant den Gewindebol
zen antreiben muß, wodurch der Festspanngrad herabgesenkt wird,
wird vermieden. Die Schraubkraft kann erhöht werden, weil
Schlüssel-Ansatzstücke, insbesondere in Form eines Sechskants
oder Vierkants die Benutzung eines größeren Maulschlüssels
erlauben. Der Monteur wird dadurch entlastet und die Sicherheit
erhöht. Die Zahl der Einzelteile wird vermindert. Bei dem am
häufigsten vorkommenden Knoten mit vier Gurtstäben und vier
Diagonalstäben fallen acht Einzelteile, die Schlüsselmuffen weg.
Die Konstruktion wird billiger.
Vor Beginn der Montage ist das Schlüssel-Ansatzstück des Gewinde
bolzens gemäß der Erfindung gegen das verjüngte Anschlußende des
Rohrstabs bzw. gegen den Gewindebolzenanschluß des Knotenstücks
insbesondere anliegend gedreht, wobei der zylindrische Ansatz des
Gewindebolzens vollständig in die entsprechende Bohrung ein
taucht. Nach erfolgter Fertigmontage liegt die andere Seite des
Schlüssel-Ansatzstücks fest gegen den Knoten bzw. das Anschlußen
de des Rohrstabs an. Die knotenstückseitige Stirnfläche des
Schlüssel-Sechskants kann konkav ausgebildet sein, um sich der
Kugeloberfläche des Knotens anzupassen.
Beim Montagevorgang ist also die Axialbewegung des Gewindebolzens
exakt begrenzt, von der Anlage des Schlüssel-Ansatzstücks am
Rohrstabende zu Beginn bis zur Anlage am Knotenstück zum Abschluß
des Montagevorgangs bzw. umgekehrt.
Zur Eigenkontrolle des Monteurs, daß er beim Ansetzen des Stabes
an den Knoten keinen Fehler gemacht hat, wenn z. B. das Bolzenaus
sengewinde im Knoten- bzw. Rohrstabinnengewinde zu Beginn des
Schraubvorgangs nicht sogleich eingreift, befindet sich im stab
bzw. knotenseitigen Ende des oben erwähnten zylindrischen
Ansatzes des Bolzens eine dünne, insbesondere linienförmige
Kontrollmarkierung, die bei fehlerloser Montage genau unter dem
Ende des Rohrstabs bzw. der Endkante des Gewindebolzenanschlusses
des Knotenstücks liegen muß. Ist dies in einem selten vorkom
menden Fall nicht erreicht worden, so muß der Einschraubvorgang
wiederholt werden.
Auch die Aufsichtsbehörde kann durch einfache Sichtkontrolle am
fertig montierten Raumfachwerk erkennen, ob fehlerfrei gearbeitet
wurde, weil diese Kontrollstelle nicht verdeckt ist. Liegt die
Kontrollmarkierung genau unter dem Ende des Rohrstabs bzw. der
Endkante des Gewindebolzenanschlusses des Knotenstücks, so ist
gesichert, daß der Systemabstand von Knotenmitte zu Knotenmitte
eingehalten wurde. Damit wird dem Monteur die Arbeit erleichtert,
weil auch die Einschraubstelle frei sichtbar ist und nicht, wie
bei anderen Konstruktionen, von einer Schlüsselmuffe verdeckt
wird.
Obwohl bei Raumfachwerken systembedingt nur Zug- oder Druckkräfte
vorkommen, sind erfindungsgemäß die Querlastbestimmungen der
Überwachungsbehörde besonders berücksichtigt worden, weil beim
Anheben von am Boden vormontierten Sektionen z. B. mittels
Autokran, und beim anschließenden Absetzen auf die vorgesehenen
Stützen oder beim vorübergehenden Ablegen von Baumaterial auf die
Obergurte während der Montage und beim Begehen durch die Monteure
doch Querlasten auftreten können, die später beim fertigen
Bauwerk nicht mehr vorkommen.
Deshalb besitzt der Gewindebolzen im mittleren Teil seiner Länge
zwischen dem zu verbindenden Knoten und Stab, dort wo bei
auftretenden Querlasten das größte Biegemoment entsteht, seinen
größten Querschnitt im dort befindlichen zylindrischen Ansatz
größeren Durchmessers. Dieser Querschnitt ist in der Regel
erfindungsgemäß 48% größer als der Kernquerschnitt des Bolzenge
windes im Bereich des Knotenstücks bzw. verjüngten Anschlußendes
des Rohrstabs. Entsprechend kann die bisher in der amtlichen
Zulassung erlaubte Querlast von bis zu 1% der zulässigen Zug
oder Druckkraft des Stabs erhöht werden.
Die sichere Aufnahme von Querkräften durch den Gewindebolzen war
bislang von der Aufsichtsbehörde verboten. Sie ist aber bei
solchen Konstruktionen erwünscht, bei denen die direkte Auflage
der Dachhaut und die direkte Belastung durch Schnee und Wind auf
den Obergurt eines Raumfachwerks verlangt wird. Zugelassen war
bislang nur die Übertragung von Querlasten an den Gewindebolzen
bis zu 1% der zulässigen Zug- oder Druckkraft des jeweiligen
Rohrstabes. Die Querkräfte der Dachhaut, der Schnee- und Windlast
durften nur direkt auf die Knotenstücke wirken und mußten durch
Hilfskonstruktionen, z. B. Ständer auf den einzelnen Knoten und
zusätzliche Längs- und Querbalken, auf die Knotenstücke übertra
gen werden. Dadurch, daß die dem Knotenstück bzw. dem Anschlußen
de des Rohrstabes in der Einbaulage zugewandte Anlagefläche des
Gewindebolzens kegelförmig ausgebildet ist und das Knotenstück
bzw. das Anschlußende des Rohrstabes am entsprechenden Anfangsbe
reich der jeweiligen Gewindebohrung eine dazu passende trichter
förmige bzw. kegelförmige Ausnehmung aufweist, sind diese
aufwendigen Hilfskonstruktionen unnötig geworden. Dies liegt
einerseits an dem beschriebenen Anschluß des Gewindebolzens am
Knotenstück wie auch am Anschlußende des Rohrstabes, so daß
ausreichende Querkräfte aufgenommen werden können.
Außerdem wird bei dem vorgeschlagenen Raumfachwerk der Quer
schnitt des zylindrischen Ansatzes des Gewindebolzens so stark
dimensioniert, daß er die durch die erwähnten Lasten verursachten
Biegekräfte aufnehmen kann. Dies wird dadurch erreicht, daß der
Ansatz des Gewindebolzens einen möglichst großen Durchmesser
besitzt, dessen Maße nur durch die technisch notwendige Mindest
wandstärke des Anschlußendes des Rohrstabes im Bereich der
Bohrung begrenzt wird. Dies auch nur für den Fall, daß der
Gewindebolzen zunächst in seinem ersten Montageschritt in das
Anschlußende des Rohrstabes eingeschraubt wird. Ersichtlicherwei
se kann dann der Ansatz nicht beliebig groß sein, sondern wird
durch die erwähnte Mindestwandstärke des Anschlußendes begrenzt.
Wird der Gewindebolzen allerdings in seinem ersten Montageschritt
zunächst in das Knotenstück eingeschraubt, kann der Ansatz einen
beliebigen Querschnitt aufweisen, der sich lediglich durch
ästhetische Gesichtspunkte und einen gewissen Platzbedarf im
Knotenbereich beschränkt.
In der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel
dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 einen Gewindebolzen in drei Ansichten;
Fig. 2 ein Knotenstück und einen Rohrstab mit eingeschraubtem
Gewindebolzen zu Beginn der Montage mit dem schon im
Innengewinde des Knotenstücks schnäbelnden Gewindean
satz des Bolzens im Querschnitt;
Fig. 3 eine fertig montierte Verbindung im Querschnitt;
Fig. 4 bis 6 Darstellungen gemäß den Fig. 1 bis 3, wobei der
Gewindebolzen jedoch zu Beginn der Montage in das
Knotenstück eingeschraubt ist;
Fig. 7 einen weiteren Gewindebolzen in drei Ansichten;
Fig. 8 eine fertig montierte Verbindung im Querschnitt mit dem
Bolzen aus Fig. 7;
Fig. 9 einen weiteren alternativen Gewindebolzen in drei
Ansichten;
Fig. 10 eine fertig montierte Verbindung mit dem Gewindebolzen
gemäß Fig. 9 im Querschnitt und
Fig. 11 bis 13 Darstellungen gemäß der Fig. 1 bis 3, wobei der
Gewindebolzen eine weitere alternative Ausgestaltungs
form aufweist.
Gemäß den Fig. 1 bis 3 besteht ein Anschlußpunkt des Raumfach
werks aus dem Knotenstück 3, dem rohrförmigen Stab 4 und dem
Gewindebolzen 5. Das Knotenstück 3 besitzt radiale Gewindebohrun
gen 31. Die Rohrstäbe 4 besitzen ein verjüngtes Anschlußende 41,
dessen endseitiger zylindrischer Teil einen Durchmesser hat, der
wesentlich kleiner als der Stabdurchmesser ist.
In dem Anschlußende 41 befindet sich endseitig eine zylindrische,
glatte Bohrung 43, die sich im Inneren des Stabs 4 in das
Innengewinde bzw. die Gewindebohrung 42 fortsetzt.
Der Gewindebolzen 5 hat an einem Ende das Gewindeteil 51, welches
in eine der Gewindebohrungen 31 des Knotenstücks 3 paßt und ein
Gewinde 52 mit großer Steigung besitzt. Hinter dem Gewindeteil
51 befindet sich ein Schlüssel-Ansatzstück 53 in Form eines
Schlüssel-Sechskants mit seinen Anlageflächen 58 und 59. Die
Anlagefläche 58 kann konkav ausgebildet werden, um sich der
Kugelform des Knotenstücks 3 besser anzupassen. Die Anlagefläche
59 ist eben und senkrecht zur Achse des Bolzens 5.
Hinter dem Schlüssel-Ansatzstück 53 schließt sich ein zylindri
scher Ansatz 54 an, dessen Durchmesser größer als der des
Bolzenendes 56 ist und der nahe dem Übergang zum Bolzenende 56
eine dünne, linienförmige Kontrollmarkierung in Form einer
Kontrollnut 55 besitzt.
Die Bohrung 43 im verjüngten Anschlußende 41 des Rohrstabs 4 ist
ein wenig länger als der zylindrische Ansatz 54 des Gewindebol
zens 5, so daß der zylindrische Ansatz 54 völlig in der Bohrung
43 eintauchen kann, bis der Gewindebolzen 5 mit seiner Anlageflä
che 59 des Schlüssel-Ansatzstücks 53 am Anschlußende 41 des
Rohrstabs 4 anliegt.
Hinter dem zylindrischen Ansatz 54 des Gewindebolzens 5 beginnt
stabseitig das Bolzenende 56, welches in die Gewindebohrung 42
des Anschlußendes 41 des Rohrstabs 4 paßt und ein Gewinde 57 mit
kleiner Steigung besitzt.
Die Gewinde 52 und 57 des Gewindebolzens 5 haben entsprechender
weise gleichsinnige Gewinde mit verschieden großen Steigungen.
Wie Fig. 2 zeigt, ist vor dem Anschließen des Rohrstabs 4 an das
Knotenstück 3 der Gewindebolzen 5 mit der Anlagefläche 59 seines
Schlüssel-Ansatzstücks 53 gegen das verjüngte Anschlußende 41 des
Rohrstabs 4 gegengeschraubt. Dabei ist der zylindrische Ansatz
54 des Gewindebolzens 5 vollständig in der Bohrung 43 des
Anschlußendes 41 untergebracht.
Wie Fig. 3 zeigt, ist nach erfolgter Fertigmontage das Gewinde
teil 51 des Gewindebolzens 5 in voller Länge in der radialen
Gewindebohrung 31 des Knotenstücks 3 eingeschraubt, so daß die
Anlagefläche 58 des Schlüssel-Ansatzstücks 53 festen Kontakt mit
der Knotenstückoberfläche hat.
Bei diesem Montagevorgang tritt der zylindrische Ansatz 54 des
Gewindebolzens 5 aus der Bohrung 43 des verjüngten Anschlußendes
41 um ein bestimmtes Maß heraus, welches dem Produkt aus der Zahl
der Schraubumdrehungen mit der Steigung des Gewindes 57 ent
spricht. Gleichzeitig nähert sich der Rohrstab 4 dem Knotenstück
3 um ein Maß "x", welches dem Produkt aus der Zahl der Schraubum
drehungen mit der Steigungsdifferenz der Gewinde 52 und 57
entspricht, und welches in der Zeichnung zwischen den Fig. 2 und
3 eingetragen ist.
Die Anzahl der Schraubumdrehungen ist exakt begrenzt dadurch, daß
die Anlagefläche 59 des Schlüssel-Ansatzstücks 53 zu Beginn der
Montage am verjüngten Anschlußende 41 anliegt, während nach
beendeter Montage die andere Anlagefläche 58 des Schlüssel-
Ansatzstücks 53 am Knotenstück 3 anliegt.
Nach der Montage liegt die Mitte der linienförmigen Kontrollnut
55 genau in der Ebene bzw. unter der Endfläche des verjüngten
Anschlußendes 41, wie Fig. 3 zeigt und wie es am Bauwerk durch
bloßen Augenschein, ohne umständliche Messungen erkennbar ist.
Das Knotenstück 3 und der Rohrstab 4 können sich bei der Montage
nicht mitdrehen, weil sie in der Konstruktion des Raumfachwerks
fest eingespannt sind.
Bei auftretenden Querlasten stützt sich der zylindrische Ansatz
54 des Gewindebolzens 5 mit seinem stabseitigen Ende hinter der
Kontrollnut 55 gegen den Anfangsbereich 44 der zylindrischen
Bohrung 43 im verjüngten Anschlußende 41 ab.
Wie es in den Fig. 4 bis 6 gezeigt ist, kann der Gewindebolzen
5 im Gegensatz zu den Fig. 1 bis 3 auch umgedreht werden.
Außerdem ist gemäß Fig. 6 auf der linken Seite schon ein weiterer
Gewindebolzen 5 für die Montage eines weiteren Rohrstabes 4
eingeschraubt dargestellt. Wie auch aus Fig. 5 ersichtlich, ist
das Knotenstück 3 mit einer durchgehenden Gewindebohrung
versehen, wobei sich an die Gewindebohrungen 42, nach außen
gesehen, die glatten Bohrungen 43 zur Aufnahme der jeweiligen
zylindrischen Ansätze 54 anschließen.
Das Gewinde 57 des Gewindebolzens 5, welches die kleinere
Steigung besitzt, ist entsprechend in die Gewindebohrung 42 des
Knotenstücks 3 eingeschraubt. Vor der Montage des Rohrstabs 4 am
Knotenstück 3 befindet sich demnach das Gewinde mit der geringe
ren Steigung nicht im Anschlußende 41 des Rohrstabes 4, sondern
im Knotenstück 3 in Form der Gewindebohrung 42. Folglich befindet
sich die Bohrung 43 bei der Variante gemäß den Fig. 4 bis 6
ebenfalls im Knotenstück 3 und kann im ersten Montageschritt den
zylindrischen Ansatz 54 des Gewindebolzens 5 in ganzer Länge
aufnehmen, wie dies auch in den Fig. 1 bis 3 beschrieben ist.
Das verjüngte Anschlußende 41 des Rohrstabes 4 besitzt folglich
ein Innengewinde bzw. eine Gewindebohrung 31 mit größerer
Gewindesteigung. Auch hier sind alle Gewindearten gleichsinnig
mit verschieden großen, aufeinander abgestimmten Steigungen.
Nach Abschluß des zweiten Montageschrittes, in welchem der
Gewindebolzen 5 seine Einbaulage erreicht hat, schraubt sich der
Gewindebolzen 5 aus dem Knotenstück 3 heraus und in das Anschluß
ende 41 hinein, wobei das Knotenstück 3 und das Anschlußende 41
sich, wie in den Fig. 1 bis 3 beschrieben, einander um das Maß
"x" annähern.
Die Vorteile der Variante gemäß den Fig. 4 bis 6 besteht darin,
daß das Anschlußende 41 infolge des Wegfalls der Bohrung 43
weniger Masse haben muß und damit leichter und billiger wird.
Ferner verbessert sich der optische Eindruck erheblich, da im
fertig montierten Zustand der krasse Übergang vom großen
Durchmesser des Anschlußendes auf einen kleineren Durchmesser des
zylindrischen Ansatzes 54 des Gewindebolzens 5 durch das am
Anschlußende 41 anliegende Schlüssel-Ansatzstück 53 vermindert
wird. Dies ist insbesondere deshalb von Bedeutung, weil Architek
ten im Regelfall besonderen Wert auf die Ästhetik der Raumfach
werke legen.
Im übrigen entspricht die Variante gemäß den Fig. 4 bis 6 in den
weiteren Punkten der Ausgestaltung gemäß den Fig. 1 bis 3.
Im Unterschied zu dem in den Fig. 1 und 4 gezeigten Gewindebolzen
5, die ein Schlüssel-Ansatzstück 53 in Form eines Sechskants
aufweisen, ist das Ausgangsmaterial für die Fertigung des
Gewindebolzens 5 gemäß Fig. 7 und 8 ein Rundmaterial. Dieses
Rundmaterial entspricht dem zylindrischen Ansatz 54 des Bolzens
5 in Fig. 7, bei welchem an dem, dem Knotenstück 3 zugewandten
Ende nach Wahl ein Schlüssel-Ansatzstück 60 in Form eines
Sechskants oder ein Schlüssel-Ansatzstück 61 in Form eines
Vierkants ausgearbeitet ist.
Der Durchmesser des Schlüssel-Ansatzstücks 60 bzw. 61 ist so
gewählt, daß er, über die Schlüssel-Ansatzkanten bzw. Schlüssel-
Ansatzspitzen gemessen, gleich oder kleiner dem Durchmesser des
zylindrischen Ansatzes 54 ist. Die Bohrung 43 am Anschlußende des
Rohrstabes 4 ist wiederum so bemessen, daß sie mit enger Passung
den zylindrischen Ansatzes 54 aufnehmen kann.
Der besondere Vorteil dieser Variante liegt darin, daß der
Durchmesser des zylindrischen Ansatzes 54 größer sein kann als
in den vorherigen Varianten gemäß den Fig. 1 bis 6 und daß
trotzdem der Gewindebolzen 5 in der Fertigung billiger wird.
Zudem wird der Übergang vom Anschlußende 41 zum Knotenstück 3
abgeschwächt und ergibt somit einen optisch bzw. ästhetisch
besseren Eindruck. Ein weiterer, sehr wesentlicher Effekt der
Variante gemäß den Fig. 7 und 8 besteht darin, daß der Widerstand
gegen Biegekräfte auf den Gewindebolzen 5 beträchtlich erhöht
wird, der Gewindebolzen 5 somit größere Querkräfte bzw. Biegemo
mente aufnehmen kann.
Die Fig. 9 und 10 entsprechen im wesentlichen den Fig. 7 und 8,
wobei das Ausgangsmaterial für die Fertigung des Gewindebolzens
5 in diesem Fall ein Schlüssel-Ansatzstück 62 in Form eines
Sechskantes ist, dessen Abmessungen über die Schlüssel-Ansatz
kanten bzw. Schlüssel-Ansatzspitzen so bemessen sind, daß die
Innenwand der Bohrung 43 im verjüngten Anschlußende 41 nur knapp
berührt wird. Das Schlüssel-Ansatzstück 62 geht dabei nahtlos in
den zylindrischen Ansatz 54 über. Das zylindrische Schlüssel-
Ansatzstück 62 und der zylindrische Ansatz 54 bilden somit ein
einstückiges Zwischenteil. Da die Ausgestaltung des Gewindebol
zens 5 im Bereich des Schlüssel-Ansatzstückes 62 und des
zylindrischen Ansatzes 54 nicht unterschiedlich ist, verbilligt
sich somit seine Herstellung noch einmal gegenüber dem vorher
beschriebenen Gewindebolzen 5.
Die Kontrollmarkierung besteht bei dem Gewindebolzen 5 gemäß den
Fig. 9 und 10 aus sechs kleinen bzw. kurzen Einkerbungen an den
Schlüssel-Ansatzkanten bzw. Schlüssel-Ansatzspitzen des Schlüs
sel-Ansatzstückes 62.
Das Schlüssel-Ansatzstück 62 ist in Form eines Sechskantes
ausgebildet, wobei die zwischen der Innenwand der Bohrung 43 und
dem Gewindebolzen 5 entstehenden, im Querschnitt halbmondförmigen
Lücken 63 nach Beendigung der Montage in bekannter Weise mit
dauerplastischem Kunststoff abgedichtet werden, um ein Eindringen
von Feuchtigkeit in diesem Bereich zu vermeiden.
Bei der Variante gemäß Fig. 9 und 10 sind die besonderen Vorteile
wiederum im Bereich des besseren optischen Übergangs und der
höheren Biegefestigkeit des Gewindebolzens 5 zu sehen. Es wird
dabei insbesondere vorgesehen sein, die Anlagefläche zwischen dem
zylindrischen Ansatz 54 und dem Knotenstück 3 der Oberfläche des
Knotenstücks 3 anzupassen, um einen dichten Abschluß in diesem
Bereich zu erreichen und zudem den optischen Eindruck zu
verbessern.
Schließlich ist in den Fig. 11 bis 13 eine weitere Variante
gezeigt, wobei der zylindrische Ansatz 54 des Gewindebolzens 5
an dem, dem Knotenstück 3 zugewandten Ende eine kegelförmige
Ausbildung 64 aufweist. Diese kegelförmige Ausbildung 64 läßt das
dem Gewinde 52 mit der größeren Steigung zugewandte Ende des
Schlüssel-Ansatzstücks 66 bzw. des zylindrischen Ansatzes 54
sich konisch verjüngen. Entsprechend ist am Knotenstück 3 eine
kegelförmige Ausnehmung 65 vorgesehen, die an die kegelförmige
Ausbildung 64 angepaßt ist. Das Schlüssel-Ansatzstück 66 in Form
eines Vierkants ist anschließend an die kegelförmige Ausbildung
in Richtung auf den Ansatz 54 angeordnet. Das Schlüssel-Ansatz
stück 66 schneidet dabei mit einem kleinen Teil die kegelförmige
Ausbildung 64 ein wenig an.
Im Einbauzustand des Gewindebolzens 5, der wie ausführlich
beschrieben montiert wird, wird die kegelförmige Ausbildung 64
des Gewindebolzens 5 fest in die kegelförmige Ausnehmung 65
eingepreßt, so daß der Gewindebolzen 5 mit dem Knotenstück 3 eine
formschlüssige Einheit bildet, die in der Lage ist, erhebliche
Querkräfte aufzunehmen. Eine entsprechende kegelförmige Ausneh
mung 65 bzw. Ausbildung 64 kann auch dann vorgesehen sein, wenn
der Einbau des Gewindebolzens 5 zunächst in seinem ersten
Montageschritt in das Knotenstück 3 erfolgt und nicht, wie
dargestellt, zunächst in das Anschlußende 41 des Rohrstabes 4.
Auf eine entsprechende Darstellung einer solchen Ausgestaltung
wurde dabei verzichtet. Die kegelförmige Ausnehmung 65 wäre in
diesem Fall am freien Ende des Anschlußendes 41 des Rohrstabes
4 angeordnet. Wie mehrfach beschrieben, verbleibt ein Endstück
bzw. Endbereich des zylindrischen Ansatzes 54 des Gewindebolzens
5 in der Bohrung 43 des verjüngten Anschlußendes 41 im Einbauzu
stand des Gewindebolzens 5 zurück, so daß Querkräfte sicher
übertragen werden können. Dies gilt in analoger Weise auch dann,
wenn der Gewindebolzen 5 zunächst in das Knotenstück 3 in seinem
ersten Montageschritt eingeschraubt wird.
Der besondere Vorteil der kegelförmigen Ausnehmung 65 und der
kegelförmigen Ausbildung 64 liegt - wie eingangs beschrieben -
in der erheblich größeren Querkraftaufnahme bzw. Querkraftüber
tragung. Hilfskonstruktionen zur Aufnahme einer direkten
Belastung bei direkter Auflage der Dachhaut sind somit entbehr
lich.
Claims (18)
1. Raumfachwerk, bestehend aus Rohrstäben mit verjüngten
Anschlußenden und insbesondere kugelförmigen Knotenstücken
die Gewindebohrungen aufweisen, und einen die Rohrstäbe und
Knotenstücke verbindenden Gewindebolzen, wobei die Gewinde
bohrungen in Rohrstab und Knotenstück gleichsinnig mit
unterschiedlichen Steigungen ausgebildet sind und wobei der
einstückig ausgebildete Gewindebolzen ein Schlüssel-
Ansatzstück mitbevorzugt Schraubenschlüsselflächen zwischen
dessen unterschiedliche Steigungen aufweisenden Gewinden
besitzt,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Gewindebolzen (5) rohrstab- oder knotenstückseitig anschließend an das Schlüsselansatzstück (53; 60; 61; 62; 66) einen zylindrischen Ansatz (54) aufweist, der einen größeren Durchmesser als der Außendurchmesser der Gewinde (52, 57) des Gewindebolzens (5) aufweist und
das Anschlußende (41) des Rohrstabes (4) oder das Knoten stück (3) eine glatte, zylindrische, den Gewindebohrungen (31, 42) vorgelagerte Bohrung (43) aufweist, deren Durchmes ser und Länge so ausgebildet ist, daß sie den Ansatz (54) des Gewindebolzens (5) in seiner ganzen Länge aufnehmen kann.
daß der Gewindebolzen (5) rohrstab- oder knotenstückseitig anschließend an das Schlüsselansatzstück (53; 60; 61; 62; 66) einen zylindrischen Ansatz (54) aufweist, der einen größeren Durchmesser als der Außendurchmesser der Gewinde (52, 57) des Gewindebolzens (5) aufweist und
das Anschlußende (41) des Rohrstabes (4) oder das Knoten stück (3) eine glatte, zylindrische, den Gewindebohrungen (31, 42) vorgelagerte Bohrung (43) aufweist, deren Durchmes ser und Länge so ausgebildet ist, daß sie den Ansatz (54) des Gewindebolzens (5) in seiner ganzen Länge aufnehmen kann.
2. Raumfachwerk nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Schlüssel-Ansatzstück (53) des Gewindebolzens (5)
beidseitig von insbesondere zueinander parallelen Anlageflä
chen (58, 59) begrenzt wird, wobei eine dieser Anlageflächen
(58, 59) im Einbauzustand des Gewindebolzens (5) gegen das
Knotenstück (3) bzw. das Anschlußende (41) des Rohrstabes
(4) anliegt.
3. Raumfachwerk nach Anspruch 1 und/oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die dem Knotenstück (3) zugewandte Anlagefläche (58) des
Schlüssel-Ansatzstücks (53) konkav und die dem Rohrstab (4)
zugewandte Anlagefläche (59) eben ausgebildet ist.
4. Raumfachwerk nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Schlüssel-Ansatzstück (60; 61; 62; 66) eine Anlageflä
che aufweist, mit der der Gewindebolzen (5) in seiner
Einbaulage gegen das Knotenstück (3) bzw. das Anschlußende
(41) des Rohrstabes (4) anliegt.
5. Raumfachwerk nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
4,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Durchmesser des Schlüssel-Ansatzstücks (60; 61; 62;
66), gemessen über dessen Schlüssel-Ansatzkanten bzw. -
Ansatzspitzen, gleich oder kleiner dem Durchmesser des
Ansatzes (54) ist.
6. Raumfachwerk nach einem oder mehreren der Ansprüche 1
und/oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Schlüssel-Ansatzstück (62) und der Ansatz (54) einen
gleichen Querschnitt aufweisen.
7. Raumfachwerk nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die dem Knotenstück (3) bzw. dem Anschlußende (41) des
Rohrstabs (4) in der Einbaulage zugewandte Anlagefläche des
Gewindebolzens (5) eine kegelförmige Ausbildung (64)
aufweist und das Knotenstück (3) bzw. das Anschlußende (41)
des Rohrstabes (4) am entsprechenden Anfangsbereich der
jeweiligen Gewindebohrung (31, 42) eine dazu passende
trichterförmige bzw. kegelförmige Ausnehmung (65) aufweist.
8. Raumfachwerk nach einem oder mehreren der Ansprüche 1
und/oder 4 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Gewindebolzen (5) anschließend an die kegelförmige
Ausbildung (64) und bevorzugt im Bereich des größten
Durchmessers der kegelförmigen Ausbildung (64) zwei oder
mehr Schlüssel-Ansatzstücke (66) aufweist.
9. Raumfachwerk nach einem oder mehreren der Ansprüche 1
bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Ansatz (54) des Gewindebolzens (5) einen möglichst
großen Durchmesser besitzt, dessen Maß nur durch die
technisch notwendige Mindestwandstärke des Anschlußendes
(41) des Rohrstabs (4) im Bereich der Bohrung (43) begrenzt
wird.
10. Raumfachwerk nach einem oder mehreren der Ansprüche 1
bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Ansatz (54) des Gewindebolzens (5) nahe seinem
rohrstabseitigen bzw. knotenstückseitigen Ende eine dünne,
bevorzugt ringförmige Kontrollmarkierung (55), insbesondere
in Form einer Kontrollnut, aufweist, die in der Einbaulage
des Gewindebolzens (5) mit der Endkantenfläche der entspre
chenden Gewindebohrung (31, 42) in einer Ebene angeordnet
und sichtbar ist.
11. Raumfachwerk nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kontrollmarkierung in Form von Einkerbungen in den
Schlüssel-Ansatzkanten bzw. -spitzen des Schlüssel-Ansatz
stücks (62) ausgebildet ist.
12. Raumfachwerk nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
11,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Ansatz (54) des Gewindebolzens (5) in seiner
Einbaulage mit enger Passung in der entsprechenden Bohrung
(43) des Anschlußendes (41) des Rohrstabs (4) bzw. des
Knotenstücks angeordnet ist und sich bei Querkraftbeanspru
chung gegen die Bohrungswand der Bohrung (43) abstützt.
13. Raumfachwerk nach einem oder mehreren der Ansprüche 1
bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Systemabstand des fertig montierten Raumfachwerks
von Knotenmitte bis Knotenmitte definiert wird durch die
Summe folgender Längenmaße:
Durchmesser des Kugelknotens (3) + 2mal die Breite des Schlüssel-Ansatzstücks (53) gemessen von Anlagefläche (58) bis zur Anlagefläche (59) + 2mal die Länge des zylindrischen Ansatzes (54), aber nur bis zur Mitte der ringförmigen Kontrollmarkierung + Länge des Rohrstabs (4) mit seinen beidseitigen Anschlußenden (41).
Durchmesser des Kugelknotens (3) + 2mal die Breite des Schlüssel-Ansatzstücks (53) gemessen von Anlagefläche (58) bis zur Anlagefläche (59) + 2mal die Länge des zylindrischen Ansatzes (54), aber nur bis zur Mitte der ringförmigen Kontrollmarkierung + Länge des Rohrstabs (4) mit seinen beidseitigen Anschlußenden (41).
14. Raumfachwerk nach einem oder mehreren der Ansprüche 1
bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß alle Gewinde (52, 57) in der Einbaulage des Gewindebol
zens (5) korrosionsgeschützt im Innern der Konstruktion
angeordnet sind.
15. Raumfachwerk nach einem oder mehreren der Ansprüche 1
bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zahl der Einschraub-Umdrehungen und der Abstand
zwischen dem Knotenstück (3) und dem Rohrstab (4) konstruk
tionsbedingt exakt festgelegt sind.
16. Raumfachwerk nach einem oder mehreren der Ansprüche 10
bis 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß im montierten Zustand des Raumfachwerks, d. h. in der
Einbaulage des Gewindebolzens (5), die Mitte der Kontroll
markierung (55) in der Ebene der Endkantenfläche des
Anschlußendes (41) bzw. der Ebene der Endkantenfläche der
Bohrung (31) des Knotenstücks (3) angeordnet und sichtbar
ist.
17. Raumfachwerk nach einem oder mehreren der Ansprüche 1
bis 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Knotenstück (3) durchgehende Gewindebohrungen (42)
und an den nach außen, vom Knotenstück (3) weg weisenden
Enden jeweils die Bohrung (43) aufweist.
18. Raumfachwerk nach einem oder mehreren der Ansprüche 1
bis 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schlüssel-Ansatzstücke (53; 60; 61; 62) sechskant- oder
vierkantförmig ausgebildet sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19914104579 DE4104579A1 (de) | 1990-06-01 | 1991-02-14 | Raumfachwerk aus rohrstaeben mit verjuengten anschlussenden und knotenstuecken |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE9006247U DE9006247U1 (de) | 1990-06-01 | 1990-06-01 | Schraubverbindung zwischen zwei allseitig geschlossenen Hohlkörpern, insbesondere für aus Rohrstäben gebildete Raumfachwerke |
DE19914104579 DE4104579A1 (de) | 1990-06-01 | 1991-02-14 | Raumfachwerk aus rohrstaeben mit verjuengten anschlussenden und knotenstuecken |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4104579A1 true DE4104579A1 (de) | 1991-12-05 |
Family
ID=25901042
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19914104579 Withdrawn DE4104579A1 (de) | 1990-06-01 | 1991-02-14 | Raumfachwerk aus rohrstaeben mit verjuengten anschlussenden und knotenstuecken |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4104579A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0581055A1 (de) * | 1992-07-25 | 1994-02-02 | MERO-Raumstruktur GmbH & Co. | Knotenpunktverbindung bei ebenen oder räumlichen Fachwerken aus Stäben und Knotenstücken |
CN109779061A (zh) * | 2019-02-25 | 2019-05-21 | 辽宁工程技术大学 | 一种应用于大跨度网架结构的新型耗能节点 |
-
1991
- 1991-02-14 DE DE19914104579 patent/DE4104579A1/de not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0581055A1 (de) * | 1992-07-25 | 1994-02-02 | MERO-Raumstruktur GmbH & Co. | Knotenpunktverbindung bei ebenen oder räumlichen Fachwerken aus Stäben und Knotenstücken |
CN109779061A (zh) * | 2019-02-25 | 2019-05-21 | 辽宁工程技术大学 | 一种应用于大跨度网架结构的新型耗能节点 |
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