DE4224697C1 - Knotenpunktverbindung bei ebenen oder räumlichen Fachwerken aus Stäben und Knotenstücken - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Knotenpunktverbindung bei ebenen oder räumlichen Fachwerken aus Stäben und Knotenstücken, mit Gewindebohrungen in den Knotenstücken zur Aufnahme von Kopfschrauben, die sich jeweils durch eine glattzylindrische Bohrung in Stab-Endstücken erstrecken, welche drehfest mit einem Stab verbunden sind und jeweils einen Anschlag für den Schraubenkopf bilden, wobei die Kopfschraube über Drehmitnahmemittel in die Gewindebohrungen der Knotenstücke eingedreht und mittels einer zwischen den Stab-Endstücken und Knotenstücken wirksamen Vorspannmuffe axial verspannt ist, und wobei die Vorspannmuffe eine axiale Bohrung für den Durchtritt der Kopfschraube enthält.

Eine derartige Knotenpunktverbindung mit einer Einrichtung zur axialen Vorspannung der Gewindebolzen bzw. Kopfschrauben ist durch die DE-OS 32 19 520 bekannt. Mit Hilfe einer solchen axialen Vorspannung der Gewindebolzen bzw. Kopfschrauben wirkt man der Gefahr von Brüchen dieser Bolzen bzw. Kopfschrauben entgegen, die bei länger einwirkenden dynamischen Belastungen auftreten können. Bei der gattungsgemäßen, in obiger Offenlegungsschrift gezeigten Lösung wird zum Eindrehen der Kopfschraube in eine Gewindebohrung eines Knotenstücks eine sogenannte Treibmuffe verwendet. Diese Treibmuffe ist über einen Mitnehmerstift, welcher in eine axiale Nut am Schaft der Kopfschraube eingreift, drehfest, jedoch axial verschieblich auf dem Schaft der Kopfschraube angeordnet. Die Treibmuffe weist einem Sechskantabschnitt zum Ansetzen eines Schraubenschlüssels oder dergleichen sowie einen Gewindeabschnitt auf, auf welchem eine Vorspannmuffe mittels einer entsprechenden Gewindebohrung aufgedreht ist. Die Vorspannmuffe steht axial über dem Gewindeabschnitt der Treibmuffe hervor und ist am Außenumfang gleichfalls mit einem Sechskantprofil versehen um einen entsprechenden Schraubenschlüssel oder dergleichen ansetzen zu können. Wenn nach erfolgten Eindrehen der Kopfschraube in das Knotenstück die selbe axial vorgespannt werden soll, wird die Vorspannmuffe entsprechend relativ zur Treibmuffe gedreht. Dadurch wird der Abstand zwischen einem Stab-Endstück und einem Knotenstück vergrößert und der Schaft der Kopfschraube entsprechend vorgespannt. Aufgrund der Verwendung je einer Treib- und Vorspannmuffe für jeden Stabanschluß, ist diese Lösung jedoch entsprechend teileaufwendig. Außerdem ist eine definierte Einbringung der Vorspannkraft relativ schwierig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Knotenpunktverbindung der eingangs bezeichneten Bauart derart weiter zu bilden, daß die Anzahl der Bauteile verringert wird und die Vorspannkraft definiert eingebracht werden kann. Sogleich soll die Zahl der Reibflächen beim Eindrehen der Kopfschraube in das Knotenstück reduziert werden.

Gemäß der Erfindung wird obige Aufgabe dadurch gelöst, daß jedes Stab-Endstück im Anschluß an die Bohrung nach außen eine koaxiale Gewindebohrung aufweist, in welche die mit einem entsprechenden Außengewinde versehene Vorspannmuffe eingedreht ist.

Dadurch wird die angestrebte Teileeinsparung erreicht, denn die beim Stand der Technik vorhandene gesonderte Treibmuffe entfällt. An ihrer Stelle tritt ein die Drehmitnahme mittels eines entsprechenden Werkzeugs ermöglichender unrunder Abschnitt am Schaft der Kopfschraube, z. B. ein durch entsprechende Abflachungen gebildeter Vierkant- oder Sechskantabschnitt, an welchem ein passender Schraubenschlüssel oder dergleich angesetzt werden kann, um die Kopfschraube in eine Gewindebohrung eines Knotenstücks einzudrehen. Anschließend kann dann die Vorspannmuffe aus dem Stab-Endstück herausgedreht werden und, sobald sie sich in Anlage mit dem Knotenstück befindet, kann durch Weiterdrehen der Vorspannmuffe der Schaft der Kopfschraube vorgespannt werden, wobei wesentlich ist, daß hierbei eine definierte Vorspannkraft eingestellt werden kann. Die Stab-Endstücke werden vorzugsweise durch relativ langgestreckte im wesentlichen kegelstumpfförmige Körper gebildet, deren Länge so bemessen ist, daß die erforderliche glattzylindrische Bohrung für den Durchtritt der Kopfschraube und im Anschluß hieran die Gewindebohrung für die Aufnahme einer Vorspannmuffe mit ausreichender Länge untergebracht werden können. Von Bedeutung ist ferner, daß die Reibflächen beim Eintreten einer Kopfschraube in ein Knotenstück und beim anschließenden Vorspannen der Kopfschraube auf ein Minimum reduziert sind.

Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor. So können die Drehmitnahmemittel durch einen unrunden Abschnitt z. B. mit Abflachungen oder durch radiale Bohrungen am Schaft der Kopfschrauben gebildet sein.

Wenn nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die Länge der Gewindebohrung in den Stab-Endstücken gleich oder nur geringfügig kürzer ist als die Länge der Vorspannmuffe, können vorteilhaft beim Transport und während der Lagerung, z. B. auf einer Baustelle, die Vorspannmuffen in den Stab-Endstücken "versenkt" und damit gegen mechanische Beschädigungen geschützt untergebracht werden. Dabei kann die Anordnung so getroffen sein, daß die an einem Ende mit Abflachungen zur Drehmitnahme versehenen Vorspannmuffen in vollständig eingeschraubtem Zustand nur noch mit diesen Abflachungen aus den Stab-Endstücken hervorstehen. Das im Transportzustand aus der Vorspannmuffe bzw. dem Stab-Endstück herausragende Gewindeteil der Kopfschraube kann durch eine aufgesteckte Kappe, z. B. aus Kunststoff, gegen mechanische Beschädigungen geschützt werden. Wenn dagegen die Vorspannmuffen die gleich Länge wie die Gewindebohrungen in den Stab-Endstücken aufweisen, können die Vorspannmuffen auch vollständig versenkt in die Stab-Endstücke eingedreht werden. Zum Herausdrehen aus den Stab-Endstücken können in diesem Fall die Vorspannmuffen an ihrer äußeren Stirnseite mit achsparallelen Mitnahmebohrungen versehen sein, in welche sich Mitnehmerzapfen entsprechender Drehwerkzeuge einstecken lassen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anschließend anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Knotenpunktverbindung in einem Raumfachwerk aus rohrförmigen Stäben und Knotenstücken mit zwei fertigen Stab-Anschlüssen und einem dritten noch auszuführenden Stab-Anschluß, der teilweise im Schnitt gezeigt ist;

Fig. 2 eine der Fig. 1 ähnliche Ansicht der Knotenpunkt­ verbindung, in der jedoch die Kopfschraube des dritten Stab-Anschlusses in eine Gewindebohrung des Knotenstücks eingedreht ist und

Fig. 3 eine weitere Ansicht der Knotenpunktverbindung der Fig. 1 und 2 mit fertigem dritten Stab-Anschluß, bei dem sich die Vorspannmuffe auch des dritten Stab-Anschlusses in Anlage mit dem Knotenstück befindet.

Die in den Fig. 1-3 gezeigte Knotenpunktverbindung ist Teil eines Raumfachwerks, welches sich aus rohrförmigen Stäben 10 und Knotenstücken 11 zusammensetzt. In den Fig. 1-3 ist jeweils nur das eine Ende der Stäbe 10 angedeutet. Beide Enden der Stäbe 10 sind jedoch gleichartig ausgebildet. Von dem Knotenstück 11 sind beispielsweise und der Einfachheit halber lediglich drei Stäbe 10 angeschlossen. Zur Verbindung jedes Endes der Rohr-Stäbe 10 mit einem Knotenstück 11 dient eine Kopfschraube 12, die in eine von mehreren konzentrischen Gewindebohrungen 13 im Knotenstück 11 eingedreht wird.

An jedem Ende der Rohr-Stäbe 10 ist ein relativ langgestrecktes und im wesentlichen kegelstumpfförmiges Stab-Endstück 14 mittels einer Ringschweißnaht 15 befestigt. Die Stab-Endstücke 14 enthalten jeweils eine glattzylindrische axiale Bohrung 16, an welche sich nach außen eine Gewindebohrung 17 koaxial anschließt, deren Durchmesser größer als derjenige der Bohrung 16 ist. In die Gewindebohrung 17 ist eine Vorspannmuffe 18 mit einem entsprechenden Außengewinde 19 eingeschraubt, deren Länge beispielsweise nur geringfügig größer als diejenige der Gewindebohrung 17 ist. Wenn daher die Vorspannmuffe 18 vollständig oder nahezu vollständig (Fig. 1 und 2) in das Stab-Endstück 14 eingedreht ist, ragt noch ein Endabschnitt der Vorspannmuffe 18 aus dem Stab-Endstück 14 heraus. Dieser Endabschnitt ist am Außenumfang mit mehreren Abflachungen 20 versehen, an welche beispielsweise ein entsprechender Schraubenschlüssel oder dgl. zum Drehen der Vorspannmuffe 18 angesetzt werden kann. Die Vorspannmuffe 18 weist ferner eine axiale Bohrung 21 auf, deren Durchmesser beispielsweise der Bohrung 16 in den Stab-Endstücken 14 entspricht.

Jede Kopfschraube 12 in den Stab-Endstücken 14 der Rohr-Stäbe 10 weist einen glattzylindrischen Schaft 22, einen unrunden Abschnitt 23 und einen Gewindeabschnitt 24 auf. Der unrunde Abschnitt 23 ist gebildet durch beispielsweise mehrere Abflachungen 25, welche als Drehmitnahmemittel, d. h. also zum Ansetzen eines Schraubenschlüssels oder dgl., dienen, um die Kopfschraube 12 in eine Gewindebohrung 13 des Knotenstückes 11 eindrehen zu können, wie Fig. 2 zeigt. Zu bemerken ist noch, daß sich der zylindrische Schaft 22 der Kopfschraube 12 durch die Bohrungen 16 und 21 mit etwas seitlichem Spiel erstreckt, so daß eine Relativdrehung zwischen diesen Teilen möglich ist. Fig. 2 zeigt, daß bei in eine Gewindebohrung 13 des Knotenstückes 11 eingedrehter Kopfschraube 12 deren Kopf 26 an der im Rohr-Stab 10 befindlichen Stirnseite des Stab-Endstückes 14 anliegt, welches damit gleichermaßen als Anschlag für die Kopfschraube 12 wirkt.

Zur axialen Vorspannung der Kopfschraube 12 wird die Vorspannmuffe 18 aus dem Stab-Endstück 14 herausgedreht, und zwar unter Verwendung eines entsprechenden Drehwerkzeugs, z. B. Schraubenschlüssels, der an den Abflachungen 20 der Vorspannmuffe 18 angesetzt wird. Sobald sich die Vorspannmuffe 18 in Anlage mit dem Knotenstück 11 befindet, erfolgt durch weitere Drehung der Vorspannmuffe 18 in gleicher Richtung die axiale Vorspannung bzw. Dehnung der Kopfschraube 12.

Bei einem evtl. erforderlichen Lösen des Stabanschlusses vom Knotenstück 11 wird in umgekehrter Reihenfolge vorgegangen, d. h., zunächst wird die Vorspannmuffe 18 in das Stab-Endstück 14 eingedreht und alsdann kann die Kopfschraube 12 durch Ansetzen eines Drehwerkzeugs an ihrem unrunden Abschnitt 23 mit ihrem Gewindeabschnitt 24 aus der Gewindebohrung 13 in die in Fig. 1 gezeigte Ausgangslage herausgedreht werden.

Damit in der montagebereiten Position der Kopfschraube 12 (Fig. 1) dieselbe nicht nach innen in den Hohlraum des Rohr-Stabes 10 rutschen kann, ist beim Ausführungsbeispiel in einem gewissen axialen Abstand vom Stab-Endstück 14 ein Sicherungselement 27, z. B. in Form eines Steges oder einer Scheibe vorgesehen, die an der Innenwandung des Rohr-Stabes 10 befestigt ist. Anstelle dieses Sicherungselementes 27 kann auch eine Lasche z. B. am Stab-Endstück 14 befestigt werden, welche den Kopf 26 der Schraube 12 übergreift und in Fig. 1 in gestrichelten Linien angedeutet ist.

Schließlich ist es auch möglich, anstelle der vorbeschriebenen Sicherungselemente z. B. einen Sicherungsstift am zylindrischen Schaft 22 der Kopfschraube 12 vorzusehen, für den die gemäß den Fig. 1 bis 3 rechte Stirnseite der Vorspannmuffe 18 einen Anschlag bildet. In diesem Fall ist an dieser Stirnseite eine ringförmige Aussparung (nicht gezeigt) zur versenkten Aufnahme des Sicherungsstiftes vorgesehen, um beim Vorspannen der Kopfschraube 12 eine satte Anlage der betreffenden Stirnseite der Vorspannmuffe 18 am Knotenstück 11 zu ermöglichen.

Claims (3)

1. Knotenpunktverbindung bei ebenen oder räumlichen Fachwerken aus Stäben und Knotenstücken, mit Gewindebohrungen in den Knotenstücken zur Aufnahme von Kopfschrauben, die sich jeweils durch eine glattzylindrische Bohrung in Stab-Endstücken erstrecken, welche drehfest mit einem Stab verbunden sind und jeweils einen Anschlag für den Schraubenkopf bilden, wobei die Kopfschraube über Drehmitnahmemittel in die Gewindebohrungen der Knotenstücke eingedreht und mittels einer zwischen den Stab-Endstücken und Knotenstücken wirksamen Vorspannmuffe axial verspannt ist und wobei die Vorspannmuffe eine axiale Bohrung für den Durchtritt der Kopfschraube enthält, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Stab-Endstuck (14) im Anschluß an die Bohrung (16) nach außen eine koaxiale Gewindebohrung (17) aufweist, in welche die mit einem entsprechenden Außengewinde (19) versehene Vorspannmuffe (18) eingedreht ist.

2. Knotenpunktverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehmitnahmemittel durch einen unrunden Abschnitt (23), zum Beispiel mit Abflachungen (25), oder durch radiale Bohrungen am Schaft der Kopfschraube (12) gebildet sind.

3. Knotenpunktverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Gewindebohrung (17) in den Stab-Endstücken (14) gleich oder nur geringfügig kürzer ist als die Länge der Vorspannmuffe (18).