DE4304602A1 - Verbindungsknoten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Verbindungsknoten für ein Verbindungsstreben und/oder Plattenelemente aufweisendes Tragwerk.

Verbindungsknoten der hier genannten Art (DE 34 05 282 A1) werden beispielsweise im Messe- und Aus­ stellungsbau verwendet. Sie dienen der Realisierung von Verbindungsstreben aufweisenden Gitterstruktu­ ren oder von Tragwerken, die zur Ausgestaltung von Wänden und Wandsystemen Plattenelemente aufweisen.

Die Verbindungsstreben und/oder Plattenelemente werden an dem Verbindungsknoten angebracht. Dieser kann beispielsweise aus zwei sich durchdringenden polygonalen Ringelementen bestehen, so daß in einem Winkel zueinander stehende Montageflächen gebildet werden.

Die so ausgebildeten Verbindungsknoten haben sich in der Vergangenheit sehr bewährt. Es hat sich je­ doch herausgestellt, daß in vielen Fällen eine Vor­ fertigung von Teilelementen des Tragwerks zur Ver­ kürzung der vor Ort erforderlichen Aufbauzeit vor­ teilhaft wäre.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Verbin­ dungsknoten zu schaffen, der die Vorfertigung von Teilelementen eines Tragwerks ermöglicht.

Diese Aufgabe wird bei einem Verbindungsknoten der eingangs genannten Art mit Hilfe der in Anspruch l aufgeführten Merkmale gelöst. Der Verbindungsknoten weist also mehrere Teilelemente auf, die gelenkig miteinander verbunden sind. Die Teilelemente dienen der Anbringung von Verbindungsstreben beziehungs­ weise Plattenelementen. Bei einem so ausgestalteten Verbindungsknoten können beispielsweise Verbin­ dungsstreben an allen oder wenigstens zwei Teil­ elementen angebracht werden. Die Streben können dann aufgrund der Beweglichkeit der Teilelemente des Verbindungsknotens so verschwenkt werden, daß sie mehr oder weniger in eine Richtung weisen, das heißt, allenfalls einen relativ spitzen Winkel zu­ einander einschließen, vorzugsweise aber parallel zueinander angeordnet sind. In diesem Zustand kann der Verbindungsknoten mit den vormontierten Streben transportiert werden. Vor Ort werden dann die Stre­ ben in die gewünschte Richtung verschwenkt und mit benachbarten Verbindungsknoten verbunden. Einer­ seits wird das Transportvolumen der Streben und der Verbindungsknoten durch die Vormontage nicht allzu sehr vergrößert, andererseits ist es möglich, auf­ grund der Vormontage vor Ort das Tragwerk innerhalb kurzer Zeit zu vervollständigen.

Bevorzugt wird ein Ausführungsbeispiel eines Ver­ bindungsknotens, bei dem an einem auch als Zentral­ element bezeichneten Teilelement an zwei einander gegenüberliegenden Seitenkanten jeweils zwei als Montageelemente bezeichnete Teilelemente angebracht sind. Derartige Verbindungsknoten ermöglichen eine einfache Montage zweidimensionaler Tragwerke.

Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel des Verbindungsknotens sind an vier Kanten eines Zentralelements, vorzugsweise an vier gegenüber­ liegenden Kanten, Montageelemente angelenkt, so daß zwei sich durchdringende offene Halbkreise gebildet werden, die die Realisierung von dreidimensionalen Gitterstrukturen ermöglichen.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des Verbin­ dungsknotens zeichnet sich dadurch aus, daß an einem Zentralelement an einander gegenüberliegenden Seiten jeweils Montageelemente schwenkbar ange­ bracht sind, die ihrerseits mit einem weiteren Zen­ tralelement schwenkbar verbunden sind. Es ergibt sich so eine Ringstruktur, die ebenfalls die Erzeu­ gung flächiger Gitterstrukturen ermöglicht.

Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel des Verbindungsknotens sind an einem Zentralelement an jeweils zwei einander gegenüberliegenden Seiten­ paaren Montageelemente angebracht, die ihrerseits mit einem weiteren Zentralelement schwenkbar ver­ bunden sind. Es entsteht so ein Verbindungsknoten aus zwei sich durchdringenden Ringstrukturen, so daß die Erzeugung räumlicher Gitterstrukturen er­ möglicht wird.

Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den übri­ gen Unteransprüchen. Die Erfindung wird im folgen­ den anhand der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Ver­ bindungsknotens für zweidimensionale Tragwerke;

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel eines Verbin­ dungsknotens für dreidimensionale Trag­ werke;

Fig. 3 eine Darstellung eines aufgeklappten Ver­ bindungsknoten;

Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines ringförmig ausgebildeten Verbindungskno­ ten;

Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines aus zwei Ringen zusammengesetzten Verbin­ dungsknotens;

Fig. 6 eine erste Variante eines zusammenge­ klappten Verbindungsknotens;

Fig. 7 eine zweite Variante eines zusammenge­ klappten Verbindungsknotens;

Fig. 8 eine dritte Variante eines zusammenge­ klappten Verbindungsknotens und

Fig. 9 eine vergrößerte Darstellung des Verbin­ dungsbereichs zweier in einem rechten Winkel zueinander angeordneter Elemente eines Verbindungsknotens.

Die im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele eines Verbindungsknotens sind, wie gesagt, im Messe- und Ausstellungsbau einsetzbar aber auch für Konstruktionen zur beliebigen Verwendung. An den Verbindungsknoten können zur Herstellung eines Tragwerks Plattenelemente angebracht werden, so daß sich Plattenkonstruktionen, beispielsweise Wand­ teile für Zwischenwände oder Ausstellungselemente ergeben. Es ist auch möglich, an den Verbindungs­ knoten Verbindungsstreben anzubringen, um Gitter­ strukturen zu erzeugen.

Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines Verbindungsknotens, der fünf gelenkig miteinander verbundene Teilelemente aufweist. Anzahl und Form der Teilelemente sind frei wählbar. Das hier darge­ stellte Ausführungsbeispiel umfaßt fünf im wesent­ lichen rechteckige, plattenförmige Elemente, wobei an einem ersten, als Zentralelement 3 bezeichneten Teil Montageelemente 5 angebracht sind. Dazu sind an zwei Seitenkanten des Zentralelements 3 Gelenk­ verbindungen 7 vorgesehen, die eine Schwenkbewegung des Zentralelements 3 gegenüber dem jeweiligen Mon­ tageelement 5 zulassen. Die Schwenkachse liegt da­ bei parallel zu den einander zugewandten Seitenkan­ ten des Zentralelements 3 beziehungsweise der Mon­ tageelemente 5.

Hier sind die Montageelemente 5 an zwei einander gegenüberliegenden Längskanten des Zentralelements 3 angelenkt. Das Zentralelement muß nicht mittig oder zentral angeordnet sein. Es ist beispielsweise möglich, daß lediglich an einer Seite des Zentral­ elements Montageelemente angebracht sind.

Die Gelenkverbindungen 7 sind so ausgebildet, daß vorzugsweise ein großer Schwenkbereich erreicht wird. Es ist daher möglich, die Teilelemente 3 und 5 des Verbindungsknotens 1 wie in Fig. 1 darge­ stellt- im wesentlichen U-förmig beziehungsweise halbkreisförmig anzuordnen. Das heißt, die seitlich am Zentralelement 3 angelenkten Montageelemente 5 schließen einen Winkel von etwa 45° mit der Ebene ein, in der das Zentralelement 3 angeordnet ist. Gegenüber diesen unmittelbar an das Zentralelement 3 anschließenden Montageelementen 5 schließen die nächsten Montageelemente 5 einen Winkel beispiels­ weise wiederum 45° ein. Dadurch sind die endständi­ gen Montageelemente 5 parallel zueinander angeord­ net. Sie schließen mit der gedachten Ebene, in der das Zentralelement 3 angeordnet ist, einen Winkel von 90° ein.

Einige, vorzugsweise alle Teilelemente des Verbin­ dungsknotens 1 sind so ausgebildet, daß an ihnen Verbindungsstreben und/oder Plattenelemente ange­ bracht werden können. Dies ist auf beliebige Weise möglich. Hier ist in jedem Teilelement eine zen­ trale Montageöffnung 9 vorgesehen, die mit einem Innengewinde versehen sein kann, in welches ein Ge­ windestift eingreift. Es ist auch möglich, die Mon­ tageöffnung 9 als Durchgangsloch auszubilden, durch das eine Befestigungsschraube für das Platten­ element beziehungsweise die Verbindungsstrebe hin­ durchgreift.

In Fig. 1 sind an dem Verbindungsknoten 1 ange­ brachte Verbindungsstreben nicht eingezeichnet, sie stehen im montierten Zustand vorzugsweise senkrecht auf der Oberfläche des jeweiligen Teilelements, also des Zentralelements 3 beziehungsweise der Mon­ tageelemente 5.

An den Teilelementen 3 und 5 des Verbindungsknotens 1 angebrachte Verbindungsstreben beziehungsweise Plattenelemente sind zur Realisierung von Tragwer­ ken jeweils mit weiteren Verbindungsknoten 1 ver­ bindbar, die beispielsweise identisch ausgebildet sind, wie in Fig. 1 dargestellt. Geht man davon aus, daß an dem Zentralelement 3 und an dem end­ ständigen Montageelement 5, die nicht unmittelbar an dem Zentralelement sondern an dem diesem unmit­ telbar zugeordneten Montageelement angelenkt sind, gleich lange Verbindungsstreben angebracht sind, so können die Verbindungsknoten die Eckpunkte eines gedachten Quadrats bilden. Dieses entspricht einem Grundelement einer Gitterstruktur, die mit Hilfe eines Verbindungselements 1 gemäß Fig. 1 und Ver­ bindungsstreben herstellbar ist.

Da die Teilelemente des Verbindungsknotens 1 über die Gelenkverbindungen 7 gelenkig miteinander ver­ bunden sind, sind die Verbindungsknoten 1 nicht un­ bedingt parallel beziehungsweise in einem rechten Winkel zueinander angeordnet. Zur Stabilisierung des Grundelements der Gitterstruktur können dia­ gonal verlaufende Verbindungsstreben vorgesehen werden, die an den Montageelementen 5 angebracht werden, die sich unmittelbar an das Zentralelement 3 anschließen, und die die Verbindung zu den end­ ständigen Montageelementen 5 bilden.

Stellt man mit dem ersten Ausführungsbeispiel eines Verbindungsknotens 1 gemäß Fig. 1 eine Gitter­ struktur her, so werden die diagonal verlaufenden Verbindungsstreben benachbarter Gitter-Grund­ elemente vorzugsweise so angeordnet, daß ihre ge­ dachten Mittellinien im Bereich des Verbindungs­ elements, an dem zwei benachbarte Verbindungs­ streben angebracht sind, einen Winkel von ca. 90° miteinander einschließen.

Im Bereich der Gelenkverbindung 7 zwischen Zentral­ element 3 und unmittelbar anschließendem Montage­ element 5 sind hier an den beiden Seitenkanten des Zentralelements 3 zwei Lagerlaschen 11 vorgesehen, die quasi eine Verlängerung des plattenförmigen Grundkörpers des Zentralelements bilden. In den zwischen den beiden Lagerlaschen 11 vorhandenen Freiraum ragt eine Lagerlasche 13 des Montage­ elements 5, die von der Seitenkante entspringt, die dem Zentralelement 3 zugewandt ist. Die Lagerlasche 13 bildet auch hier quasi eine Verlängerung des ebenfalls plattenförmigen Grundkörpers des Mon­ tageelements 5. Die Breite der Lagerlasche 13 des Montageelements 5 ist so gewählt, daß sie den Freiraum zwischen den dem Zentralelement 3 zugeord­ neten Lagerlaschen 11 vollständig ausfüllt. Die Stirnseiten der Lagerlaschen sind so ausgebildet, daß eine Schwenkbewegung der Gelenkverbindung 7 möglich ist. Hier folgt die Stirnfläche der Lager­ laschen 11 und 13 einem Kreisbogen.

Die Lagerlaschen 11 und 13 sind jeweils mit einer Durchgangsbohrung versehen, so daß im zusammenge­ bauten Zustand der Gelenkverbindung 7 ein alle La­ gerlaschen durchdringender Gelenkstift 15 einge­ schoben werden kann, so daß quasi ein Scharnierge­ lenk realisiert ist.

Die Gelenkverbindung 7 zwischen den beiden aneinan­ dergrenzenden Montageelementen 5 ist entsprechend ausgebildet. Das heißt, von der dem Zentralelement 3 abgewandten Seitenkante des sich unmittelbar an dieses anschließenden Montageelements 5 entspringen zwei Lagerlaschen 11, die hier identisch ausgebil­ det sind wie die Lagerlaschen 11 des Zentral­ elements 3. In den Freiraum zwischen den beiden in einem Abstand zueinander angeordneten Lagerlaschen 11 ragt eine Lagerlasche 13 des angrenzenden, end­ ständigen Montageelements 5. Bezüglich der Breite der Lagerlaschen und der Ausgestaltung ihrer Stirn­ seiten gilt das zu der Gelenkverbindung 7 zwischen Zentralelement 3 und ersten Montageelement 5 Ge­ sagte. Die Anzahl der Lagerlaschen kann frei ge­ wählt werden.

Die der Gelenkverbindung 7 gegenüberliegende Sei­ tenkante des endständigen Montageelements 5 kann mit einer durchgehenden Stirnfläche ausgebildet sein. Es ist jedoch auch möglich, hier Lagerlaschen 11 vorzusehen, wie sie am Montageelement 5 vorge­ sehen sind, das unmittelbar am Zentralelement 3 an­ gelenkt ist. Damit wäre das endständige Montage­ element 5 identisch aufgebaut wie das sich unmit­ telbar an das Zentralelement 3 anschließende Mon­ tageelement 5. Diese Ausführungsform des Verbin­ dungsknotens 1 ist deshalb besonders zu bevorzugen, weil dadurch die Herstellungskosten minimiert wer­ den können.

Die freien Seitenkanten des Zentralelements 3, an denen keine weiteren Teilelemente angelenkt sind, können zur Erweiterung der Struktur des Verbin­ dungsknotens mit Lagerlaschen versehen sein. Auf diese kann jedoch bei dem in Fig. 1 gegebenen Auf­ bau des Verbindungsknotens verzichtet werden. Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel ei­ nes Verbindungsknotens 1′, der letztlich dem anhand von Fig. 1 erläuterten Verbindungsknoten 1 ent­ spricht. Es ist hier jedoch vorgesehen, daß an al­ len Seitenkanten des Zentralelements 3 Montage­ elemente 5 schwenkbar angelenkt sind. Bei end­ ständigen, das heißt, am Ende eines Tragwerks liegenden Verbindungsknoten kann es ausreichen, le­ diglich an zwei oder drei Seitenkanten des Zentral­ elements Montageelemente anzubringen.

Alle Montageelemente 5 des Verbindungsknotens 1′ sind identisch aufgebaut, wie die anhand von Fig. 1 erläuterten Montageelemente 5. Die bei der Aus­ führungsform gemäß Fig. 1 freigebliebenen Seiten­ kanten des Zentralelements sind bei der in Fig. 2 dargestellten Variante so ausgebildet, daß hier eine Gelenkverbindung 7 zu den gegenüber Fig. 1 zusätzlichen Montageelementen gegeben ist. Dazu sind an der dem Zentralelement 3 zugewandten Sei­ tenkante des Montageelements 5 Lagerlaschen 11 vor­ gesehen, zwischen denen eine von der Seitenkante des Zentralelements 3 entspringende Lagerlasche 13 angeordnet ist.

Die seitlich angeordneten Lagerlaschen 11 weisen einen solchen Abstand zueinander auf, daß zwischen ihnen die Lagerlasche 13 des Zentralelements 3 ohne großes seitliches Spiel eingreift. Es bedarf daher, wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1, kei­ ner weiteren Sicherungen, um eine seitliche Ver­ lagerung der Teilelemente zueinander zu vermeiden. Es wird lediglich eine Schwenkbewegung ermöglicht, deren Schwenkachse parallel zu den Seitenkanten der Teilelemente verläuft und zusammenfällt mit der Mittelachse des die Lagerlaschen durchdringenden Gelenkstifts 15.

Das Zentralelement 3 ist so ausgebildet, daß die Ausgestaltung der Lagerlaschen benachbarter Seiten­ kanten abwechselt. An einer ersten Seitenkante ist eine mittelständige Lagerlasche 13 vorgesehen, an einer benachbarten Seitenkante sind zwei endstän­ dige Lagerlaschen 11 vorgesehen; an der daran an­ grenzenden Seitenkante, die der ersten Seitenkante gegenüberliegt, ist wiederum eine mittelständige Lagerlasche 13 vorgesehen. Schließlich ist an der letzten Seitenkante des hier im wesentlichen qua­ dratisch ausgebildeten Zentralelements 3 wiederum eine Gelenkverbindung vorgesehen, die zwei endstän­ dige Lagerlaschen 11 aufweist. Entsprechend wech­ selt die Ausgestaltung der Lagerlaschen der an das Zentralelement 3 angeschlossenen Montageelemente 5 ab. An eine Seitenkante des Zentralelements mit einer mittelständigen Lagerlasche 13 schließt sich eine Seitenkante eines Montageelements 5 an, die mit zwei endständigen Lagerlaschen 11 versehen ist. Entsprechend wirkt eine Seitenkante des Zentral­ elements 3 mit zwei endständigen Lagerlaschen 11 zusammen mit einer Seitenkante eines Montage­ elements 5, an der eine mittelständige Lagerlasche 13 vorgesehen ist. Die Montageelemente 5 sind auch bei dem in Fig. 2 dargestellten Element alle iden­ tisch aufgebaut. Vorzugsweise sind auch die Endkan­ ten der endständigen Montageelemente 5 mit Lager­ laschen versehen, wodurch einerseits die Herstel­ lungskosten reduziert werden und andererseits die Möglichkeit gegeben ist, weitere Montageelemente an den hier endständig dargestellten Montageelementen abzubringen.

Die Gelenkverbindung 7 zwischen je zwei benachbar­ ten Teilelementen 3 und 5 beziehungsweise 5 und 3 des Verbindungsknotens 1′ ist so ausgebildet, daß zwei benachbarte Teile fluchtend ineinander über­ gehen können und damit in einer gemeinsamen Ebene liegen. Zur Herstellung eines dreidimensionalen Tragwerks insbesondere aus Verbindungsstreben wer­ den die Teilelemente gegeneinander verschwenkt: Die unmittelbar an das Zentralelement 3 angelenkten Montageflächen 5 schließen mit einer mit der Ober­ fläche des Zentralelements 3 zusammenfallenden Ebene einen Winkel von 45° ein, während die end­ ständigen an die ersten Montageelemente 5 angelenk­ ten Montageelemente senkrecht auf dieser gedachten Ebene stehen und mit den mittelständigen Montage­ elementen ihrerseits einen Winkel von 45° ein­ schließen.

Bei einer derartigen Anordnung der endständigen Montageelemente sind je zwei sich gegenüberstehende endständige Montageelemente parallel zueinander an­ geordnet.

Alle Teilelemente des Verbindungsknotens 1′ sind so ausgebildet, daß an ihnen Plattenelemente oder Ver­ bindungsstreben angebracht werden können. Es ist hier wiederum vorgesehen, daß alle Elemente mit einer vorzugsweise zentralen Montageöffnung 9 ver­ sehen sind.

Bei der Herstellung eines eine Gitterstruktur dar­ stellenden Tragwerks werden Verbindungsstreben mit Hilfe von die Montageöffnungen 9 durchdringenden Schrauben so an den Teilelementen, das heißt, an den Montageelementen beziehungsweise am Zentral­ element befestigt, daß die Streben senkrecht auf der Oberfläche der Teilelemente stehen. Daraus er­ gibt sich, daß von dem Verbindungsknoten 1 vier Verbindungsstreben ausgehen, die sich parallel zu der dem Zentralelement 3 zugeordneten Ebene er­ strecken, und deren Mittelachsen paarweise senk­ recht aufeinander stehen. Die Längsachsen von Ver­ bindungsstreben zwei sich gegenüberliegenden Mon­ tageelementen 5 fluchten miteinander.

Eine mit dem Zentralelement 3 verbundene Verbin­ dungsstrebe steht senkrecht auf dessen Oberfläche. Dasselbe gilt für mit den unmittelbar an das Zen­ tralelement angrenzenden Montageelementen 5 ver­ bundenen Verbindungsstreben. Diese verlaufen unter einem Winkel von 45° zu der Senkrechten auf dem Zentralelement 3.

Werden Verbindungselemente 1′ mit gleich langen Verbindungsstreben miteinander verbunden, können jeweils quadratische Gitter-Grundstrukturen ent­ stehen, die durch diagonal verlaufende Verbindungs­ streben stabilisiert werden. Diese entspringen dann jeweils von den Montageelementen 5, die unmittelbar an das Zentralelement 3 angelenkt sind.

Fig. 3 zeigt den an Hand von Fig. 1 erläuterten Verbindungsknoten 1, dessen Teilelemente so ver­ schwenkt sind, daß alle fluchtend zueinander ange­ ordnet sind. Da die einzelnen Elemente im wesent­ lichen rechteckig ausgebildet sind, wobei das Zen­ tralelement 3 gleich lange Seitenkanten aufweisen kann, bilden alle Teilelemente des Verbindungs­ knotens ein langgestrecktes Rechteck, wobei die Elemente alle in einer Ebene liegen.

Gestrichelt ist angedeutet, daß die an den freien Seitenkanten des Zentralelements angelenkten Mon­ tageelemente eines Verbindungsknotens 1′, wie er in Fig. 2 dargestellt ist, ebenfalls in derselben Ebene angeordnet wären, wenn alle Teilelemente des Verbindungsknotens 1′ aus Fig. 2 in eine Ebene verschwenkt wären.

Wenn an allen Teilelementen des Verbindungsknotens Verbindungsstreben angebracht wären, stünden diese alle senkrecht auf der den Teilelementen gemein­ samen Ebene. Das heißt, die Verbindungsstreben wären parallel zueinander angeordnet.

Fig. 4 zeigt einen Verbindungsknoten 10, der aus mehreren Teilelementen zusammengesetzt ist, die hier so gegeneinander verschwenkt sind, daß sie einen geschlossenen Ring bilden. Zwischen je zwei benachbarten Teilelementen ist eine Gelenkverbin­ dung 7 vorgesehen, wie sie anhand der vorange­ gangenen Figuren erläutert wurde. Die Einzel­ elemente des Verbindungsknotens 10 können alle identisch ausgebildet sein, so daß die Herstel­ lungskosten auf ein Minimum reduzierbar sind. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist je­ doch ein Zentralelement 3 vorgesehen, dem ein iden­ tisch ausgebildetes zweites Zentralelement 3 gegen­ überliegt. Diese beiden Elemente sind parallel zu­ einander angeordnet und gegeneinander um 90° ge­ dreht. An die Zentralelemente 3 schließen sich Mon­ tageelemente 5 an, die alle identisch ausgebildet sind. Es sind hier auf jeder Seite des Zentral­ elements je drei Montageelemente vorgesehen, so daß insgesamt eine achteckige Struktur des Verbindungs­ knotens gegeben ist. Allerdings ist aufgrund der bei den Gelenkverbindungen 7 möglichen Schwenkbe­ wegung der Teilelemente eine abweichende Form des Verbindungsknotens 10 denkbar. Beispielsweise kön­ nen die Zentralelemente 3 die Endbereiche eines Rechtecks bilden, dessen Längskanten durch die Sei­ tenkanten der miteinander fluchtenden Montage­ elemente 5 gebildet werden.

Einzelne, vorzugsweise alle Teilelemente, das heißt, die Zentralelemente 3 und die Montage­ elemente 5, sind so ausgelegt, daß Verbindungs­ streben beziehungsweise Plattenelemente zur Ausbil­ dung eines Tragwerks angebracht werden können. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel können also maximal acht Verbindungsstreben an den Verbin­ dungsknoten 10 angebracht werden. Zur Befestigung können Schrauben durch die hier zentral angeordne­ ten Montageöffnungen 9 geführt und in die Verbin­ dungsstreben eingebracht werden.

Alle Teilelemente des Verbindungsknotens 10 sind hier viereckig ausgebildet. Ein das Zentralelement 3 umschreibendes Viereck ist gleichseitig be­ ziehungsweise quadratisch, während die Montage­ elemente rechtwinklig ausgebildet sind. Die Seiten­ kanten des Zentralelements sind so gewählt, daß ei­ nerseits zwei endständige Lagerlaschen 11 eine Außenbreite aufweisen, die der Außenbreite eines dort angelenkten Montageelements 5 entspricht. An­ dererseits überragen zwei einander gegenüber­ liegenden seitlich außenliegende Lagerlaschen 11 ein in Querrichtung angelenktes Montageelement 5, dessen Breite allerdings identisch ist, mit dem an den beiden Lagerlaschen 11 angelenkten Montage­ element 5.

Die Seitenkanten das Zentralelements 3, an denen kein Montageelement 5 angelenkt ist, können fluchtend mit den angrenzenden Seitenflächen der Montageelemente 5 ausgebildet sein. Es ist jedoch auch möglich, hier Lagerlaschen vorzusehen, wobei bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel an den Seitenkanten des oberen Zentralelements 3 mit­ telständige Lagerlaschen vorgesehen sind. An den freien Seitenkanten des unteren Zentralelements können in einem Abstand zueinander angeordnete seitliche Lagerlaschen vorgesehen sein.

Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel ei­ nes Verbindungsknotens 10′, bei dem die Teil­ elemente so miteinander gelenkig verbunden sind, daß zwei einander durchdringende Ringe gebildet werden. Die Teilelemente sind so aneinander ange­ lenkt, daß beispielsweise zwei gleichmäßige Achteck-Ringe entstehen. Der eine der beiden Ringe entspricht dem in Fig. 4 dargestellten; der andere verläuft hier senkrecht zu dem ersten Ring.

Einzelne, vorzugsweise alle Teilelemente des Ver­ bindungsknotens 10′ weisen zur Anbringung von Plat­ tenelementen beziehungsweise Verbindungsstreben Montageöffnungen 9 auf, so daß ein dreidimensiona­ les Tragwerk realisierbar ist.

Aufgrund der in den Gelenkverbindungen 7 möglichen Schwenkbewegung der Teilelemente zueinander be­ ziehungsweise der Montageelemente gegenüber dem Zentralelement 3, kann der Verbindungsknoten 10′ zu einer kreuzförmigen Struktur zusammengeklappt wer­ den, wobei die sich durchdringenden Ringe jeweils eine bereits anhand von Fig. 4 erläuterte Rechteckform einnehmen. Eine Darstellung dieses Zu­ standes des Verbindungsknotens 10′ findet sich in Fig. 6. Fünf Elemente, nämlich das Zentralelement 3 und die vier unmittelbar dort angrenzenden Mon­ tageelemente 5 bilden eine erste Ebene, während die gegenüberliegenden identisch ausgebildeten Teil­ elemente in einer zweiten Ebene angeordnet sind. Die mittelständigen Montageelemente stehen in dem kreuzförmig zusammengeklappten Zustand des Ver­ bindungsknotens 10′ senkrecht zu den angrenzenden Montageelementen 5. Die Gelenkverbindungen sind so ausgebildet, was unten anhand von Fig. 9 näher er­ läutert werden wird, daß in dem in Fig. 6 wieder­ gegebenen Verschwenkungszustand ein Anschlag wirk­ sam wird, der verhindert, daß die in einer Ebene liegenden Teilelemente weiter nach innen geschwenkt werden. Das Zentralelement 3 kann also auch im zu­ sammengeklappten Zustand des Verbindungsknotens 10′ senkrecht auf dessen Oberfläche wirkende Kräfte ab­ fangen.

Es zeigt sich, daß Verbindungsstreben, die an den fünf obenliegenden Teilelementen des kreuzförmig zusammengeklappten Verbindungsknotens 10′ ange­ bracht sind, parallel zueinander angeordnet sind, also senkrecht auf der Ebene stehen, in denen die fünf aneinanderhängenden Teilelemente liegen. Die Verbindungsstreben nehmen also relativ wenig Raum ein, vergleicht man ihre Anordnung bei einem zusam­ mengeklappten Verbindungsknoten gemäß Fig. 6 mit einer Anordnung bei einem entfaltenden Verbindungs­ knoten, wie er in Fig. 5 dargestellt ist.

Aufgrund der Gelenkigkeit in den Gelenkverbindungen 7 kann der Verbindungsknoten 10′ auch zu einem rechteckigen Hohlkörper zusammengeklappt werden, wie er in Fig. 7 dargestellt ist. Die Stirnflächen des Hohlkörpers werden von den Zentralelementen 3 gebildet, die Seitenflächen von den jeweils zuein­ ander fluchtend verlaufenden Montageelementen 5. Bei dieser Anordnung befinden sich die Zentral­ elemente 3 in ihrem maximalen Abstand zueinander, während sie bei der kreuzförmigen Anordnung der Teilelemente des Verbindungsknotens 10′ gemäß Fig. 6 in ihrem minimalen Abstand zueinander angeordnet sind.

Wenn der Verbindungsknoten 10′ in die Rechteckform geklappt ist, können jeweils drei an Montageelemen­ ten angebrachte Verbindungsstreben nebeneinander angeordnet sein. Auf gegenüberliegenden Seiten des Hohlkörpers angebrachte Verbindungsstreben liegen alle in einer Ebene, so daß ein so vorbereiteter Verbindungsknoten 10′ relativ wenig Raum einnimmt. Auch die an diesem angebrachten Verbindungsstreben nehmen wenig Raum ein, so daß ein so vorgefertigter Verbindungsknoten relativ raumsparend zum Verwen­ dungsort transportiert werden kann.

Wird der Verbindungsknoten 10′ in seine Kreuzform geklappt, wie sie in Fig. 6 gezeigt ist, können auf jeder Stirnseite des kreuzförmigen Gebildes fünf Verbindungsstreben vormontiert sein. Auch hier kann dann der Verbindungsknoten mit den Streben im­ mer noch relativ raumsparend zum Einsatzort trans­ portiert werden.

Bei den Ausführungsbeispielen, die anhand der Fi­ guren 4 bis 7 erläutert wurden, sind jeweils zwi­ schen zwei Zwischenelementen 3 drei aneinander­ hängende Montageplatten 5 vorgesehen. Die Anzahl der Montageplatten kann variiert werden. Es zeigt sich jedoch ohne weiteres, daß die Verbindung von zwei einander gegenüberliegenden Zentralelementen über jeweils drei mit den Seitenkanten der Zentral­ elemente verbundenen Montageelementen optimal ist, weil hier zwei einander durchdringende Achteck- Ringe erzeugt werden können.

Es ist auch ersichtlich, daß bei der Herstellung einer Gitterstruktur die räumliche Anordnung der Verbindungsstreben trotz der gelenkig miteinander verbundenen Teilelemente sehr stabil ist. Im mon­ tierten Zustand stabilisieren sich die Teilelemente gegenseitig, so daß dann eine weitere Schwenkbe­ wegung im Bereich der Gelenkverbindungen nicht mehr möglich ist.

Bei einer entsprechenden Abstimmung der Längen der Verbindungsstreben kann erreicht werden, daß die unmittelbar an ein Zwischenelement angrenzenden Montageelemente 5 mit der dem Zwischenelement 3 zu­ geordneten Ebene einen Winkel einschließen, der auch kleiner ist als 45°. Damit lassen sich soge­ nannte gedrückte Brücken realisieren, deren Bauhöhe geringer ist, als bei herkömmlichen Tragwerkkon­ struktionen, bei denen auch als Windverbundstreben bezeichnete Verbindungsstreben mit der Horizontalen einen Winkel von 45° einschließen.

Durch die Schwenkbarkeit der Teilelemente können bei Verwendung der hier beschriebenen Verbindungs­ knoten auch gewölbte Kuppelstrukturen realisiert werden. Nach Fertigstellung der Kuppelstruktur sta­ bilisieren sich wiederum die schwenkbar zueinander angeordneten Teilelemente so, daß eine weitere Ver­ schwenkung nicht mehr möglich ist. Es ergibt sich dann die gewünschte Endstabilität der Gesamtkon­ struktion.

Die anhand der Fig. 4 bis 7 erläuterten Verb in­ dungsknoten, die jeweils zwei einander gegenüber­ liegende Zwischenelemente aufweisen, können entlang einer Gelenkverbindung 7 aufgetrennt werden, indem dort der Gelenkstift 15 herausgenommen wird. Der­ artig getrennte Verbindungsknoten können, wie an­ hand von Fig. 3 erläutert, völlig aufgeklappt wer­ den, so daß sämtliche Teilelemente in einer Ebene liegen. Es können dann sämtliche Teilelemente mit Verbindungsstreben bestückt werden, die dann senk­ recht auf den Oberflächen der Teilelemente stehen. Da die Teilelemente in einer Ebene liegen, ver­ laufen die Verbindungsstreben dann parallel zuein­ ander und nehmen relativ wenig Raum ein. Im demon­ tierten Zustand des Verbindungsknotens können des­ sen vormontierte Teile zum Einsatzort gebracht wer­ den. Dort wird dann die gewünschte Winkelstellung der Teilelemente zueinander eingestellt und die Verbindungsstreben beziehungsweise die Tragplatten mit benachbarten Verbindungsknoten zusammengefügt. Das heißt also, vorgefertigte Teile eines Verbin­ dungsknotens können in ein Tragwerk integriert wer­ den. Davor oder danach können die aufgetrennten Ge­ lenkverbindungen des Verbindungsknotens wieder her­ gestellt werden, indem die dort vorgesehenen Ge­ lenkstifte durch die der Gelenkverbindung zugeord­ neten Lagerlaschen eingeschoben werden.

Insgesamt ergibt sich, daß die Verbindungsknoten eine Vorfertigung beziehungsweise Vorbereitung einer Tragwerkkonstruktion erlauben, weil die mit dem Verbindungsknoten verbundenen Teile des Trag­ werks in eine für den Transport günstige Position geschwenkt werden können. Vor Ort werden dann die Teile des Tragwerks in ihre Endstellung verschwenkt und mit benachbarten Verbindungsknoten verbunden. Dadurch ergibt sich dann die Endfestigkeit eines Verbindungsknotens, da dann eine weitere Schwenkbe­ wegung der Teilelemente zueinander nicht mehr mög­ lich ist. Dabei können auch, wie gesagt, Zwischen­ stellungen realisiert werden, in denen zwei benach­ barte Teilelemente Winkel einschließen, die bei ei­ ner gleichmäßigen Anordnung aller Teile zueinander nicht gegeben wären. Es ist also möglich, das Ver­ bindungselement in einer Stellung in ein Tragwerk zu integrieren, in der einerseits die in Fig. 6 wiedergegebene Kreuzstellung noch nicht erreicht ist und andererseits die gleichmäßige Ringstruktur, wie sie in Fig. 5 dargestellt ist auch noch nicht eingenommen ist. Dies gilt auch für eine Zwischen­ stellung zwischen einer Ringstruktur gemäß Fig. 5 und einer Kastenstruktur gemäß Fig. 7.

Bei der Darstellung gemäß Fig. 8 wurden alle Sei­ tenbereiche des Verbindungsknoten 10′ in gleicher Weise ausgelenkt, wobei der Verbindungsknoten in seinem unteren Bereich würfelförmig ausgebildet ist und in seinem oberen Bereich jeweils durch nach außen verschwenkte und damit aufklaffende Seiten­ wände gekennzeichnet ist.

Es ist in Abweichung zur Darstellung gemäß Fig. 8 auch möglich, zwei gegenüberliegende Seitenwände zu einem achteckigen, gleichförmigen Ring zu formen, wie er in Fig. 4 gezeigt ist und die Teilelemente des senkrecht dazu verlaufenden Ringes so zu ver­ schwenken, wie dies in Fig. 8 angedeutet ist. Auch können die nach außen gewölbten Bereiche beliebig oben oder unten in abwechselnder Reihenfolge vorge­ sehen werden, wobei auch lediglich ein einziger Teilbereich halbringförmig ausgeklappt sein kann. Es sind also überaus variable Strukturen mit den hier beschriebenen Verbindungsknoten 10′ realisier­ bar.

Daher sind auch Tragwerke mit sehr variablen Formen mit Verbindungsknoten der hier beschriebenen Art durchführbar, da die zwischen zwei Zentralelementen angeordneten Montageelemente auch in verschiedenen Zwischenstellungen in ein Tragwerk integriert wer­ den können, wobei dann in der Fertigstellung des Tragwerks eine Fixierung der Teilelemente erstrebt werden muß. Eine Eigenstabilität des Verbindungs­ knoten ergibt sich dann, wenn die Gelenkverbin­ dungen 7 so ausgebildet sind, daß der zwischen zwei benachbarten Teilen eingeschlossene Winkel nicht kleiner als 90° werden kann, wenn also ein Anschlag vorgesehen ist. Eine mögliche Ausgestaltung der Ge­ lenkverbindung ist anhand von Fig. 9 erläutert.

Die Gelenkverbindung 7 ist vorzugsweise mit einem Anschlag versehen. Dazu sind gemäß Fig. 9 im Be­ reich der Gelenkverbindung 7 die Stirnseiten der Montageelemente aber auch die Stirnseiten eines Zwischenelements plan ausgebildet. Das heißt, dort wo von der Stirnseite keine Lagerlasche entspringt, schließt die Stirnseite einen Winkel von 90° mit den übrigen Oberflächen, das heißt, mit der Ober- und Unterseite des Elements, einen Winkel von 90° ein. Darüber hinaus ist vorgesehen, daß die La­ geröse nur so lang ausgebildet ist, daß die Innen­ fläche eines Teilelements an der Stirnseite des anderen Teilelements anliegt, wenn zwei benachbarte Teile einen Winkel von 90° einschließen. Die an eine Lagerlasche angrenzende Stirnfläche eines Teilelements bildet somit einen Anschlag 17 für ein benachbartes Teilelement und sorgt dafür, daß, wie gesagt, der eingeschlossene Winkel zweier benach­ barter Teilelemente nicht kleiner als 90° sein kann.

Insgesamt ist ersichtlich, daß durch die Ver­ schwenkbarkeit der Teilelemente des Verbindungs­ knotens jeweils mehrere mit den Teilelementen ver­ bundene Einzelteile eines Tragwerks so angeordnet werden können, daß diese beispielsweise während des Transports möglichst wenig Raum einnehmen. Bei der Verwendung von Verbindungsstreben ist es möglich, mehrere Teilelemente eines Verbindungsknotens so zu verschwenken, daß diese in einer Ebene liegen. Die an diesen Teilelementen angebrachten Verbindungs­ streben verlaufen dadurch parallel zu einander und nehmen wesentlich weniger Raum ein als dies bei ei­ nem Verbindungsknoten mit feststehenden, ringförmig angeordneten Montageflächen der Fall ist.

Überdies zeigt sich deutlich, daß die hier be­ schriebenen Verbindungsknoten aufgrund der großen Wahlmöglichkeit bezüglich der Winkelanordnung der Teilelemente zueinander sehr variabel einsetzbar sind, so daß mit herkömmlichen Verbindungsknoten nicht herstellbare Tragwerke nun realisierbar sind. Insbesondere können verschiedenste Tragwerke mit ein und demselben Verbindungsknoten hergestellt werden, wodurch sich beispielsweise die Lagerhal­ tung vereinfachen läßt. Dies gilt insbesondere für die Ausführungsbeispiele von Verbindungsknoten, bei denen identisch ausgebildete Teilelemente verwend­ bar sind, was beispielsweise bei einer Ausführungs­ form gemäß Fig. 1 aber auch bei einer Ausführungs­ form gemäß Fig. 4 der Fall ist.

Claims (12)

1. Verbindungsknoten für ein Verbindungsstreben und/oder Plattenelemente aufweisendes Tragwerk, da­ durch gekennzeichnet, daß der Verbindungsknoten (1, 1′; 10, 10′) mehrere Teilelemente (3, 5) umfaßt, die gelenkig miteinander verbunden sind, und daß mindestens zwei Teilelemente der Befestigung von Verbindungsstreben und/oder von Plattenelementen dienen.

2. Verbindungsknoten nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß von einem Zentralelement (3) identisch ausgebildete Montageelemente (5) aus­ gehen, die mit dem Zentralelement (3) und unterein­ ander über eine Gelenkverbindung (7) verbunden sind.

3. Verbindungsknoten nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Teilelemente (3, 5) plattenförmig ausgebildet sind.

4. Verbindungsknoten nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilelemente (3, 5) polygonal, vorzugsweise viereckig ausgebildet sind.

5. Verbindungsknoten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Zentral­ element (3) im wesentlichen quadratisch und/oder die Montageelemente (5) im wesentlichen rechteckig ausgebildet sind.

6. Verbindungsknoten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Zen­ tralelement (3) mindestens zwei Montageelemente (5) angebracht sind.

7. Verbindungsknoten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die gelenkig miteinander verbundenen Teilelemente (3, 5) derartig gegeneinander verschwenkbar sind, daß sie einen of­ fenen Halbkreis umschreiben.

8. Verbindungsknoten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Teil­ elemente (3, 5) so miteinander gelenkig verbunden sind, daß zwei sich durchdringende offene Halb­ kreise gebildet werden, die sich im Bereich eines Zentralelements (3) schneiden.

9. Verbindungsknoten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Zen­ tralelement (3) abgewandten Enden mehrerer aneinan­ derhängender Montageelemente (5) mit einem zweiten Zentralelement (3) schwenkbar verbunden sind.

10. Verbindungsknoten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ge­ lenkverbindung (7) zwischen je zwei Teilelementen (3, 5) scharnierartig ausgebildet ist, wobei zwi­ schen zwei beabstandeten Lagerlaschen (11) eines Teilelements (3, 5) eine im wesentlichen mittig an­ geordnete Lagerlasche (13) eines benachbarten Teil­ elements (5, 3) so angeordnet ist, daß eine die Lagerlaschen durchdringende, fluchtende Bohrung einen Gelenkstift (15) aufnimmt.

11. Verbindungsknoten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkbewegung zwischen je zwei Teilelementen (3, 5) durch einen Anschlag (17) begrenzt ist.

12. Verbindungsknoten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Gelenkverbindung (7) eine Anschlagfläche vorgesehen ist und daß der zwischen zwei benachbar­ ten Teilelementen (3, 5) eingeschlossene Winkel 90° ist.