DE4339897C2 - Knotenverbinder - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Knotenverbinder für stabförmige Bauteile, insbesondere zum Aufbau von räumlichen Trag- und Fachwerken, bestehend aus zwei mittels Spannschrauben gegeneinander verstellbaren Spann­ platten, in deren Stützfläche radial gerichtete Ausneh­ mungen zur Aufnahme der Bauteile eingearbeitet sind, wobei jede Ausnehmung in der Stützfläche der einen Spann­ platte spiegelbildlich gegenüber einer Ausnehmung in der Stützfläche der anderen Spannplatte angeordnet ist und die beiden sich zueinander parallel erstreckenden Aus­ nehmungen von Anlageflächen gebildet sind, die entsprechend der Mantelfläche des von ihnen aufzunehmenden stabförmi­ gen Bauteils geformt sind und wobei eine oder beide Spann­ platten in den einander abgekehrten äußeren Bereichen eine sich zur Mitte hin stetig verjüngende Querschnitts­ fläche aufweisen.

Knotenverbinder dieser Art sind in zahlreichen unter­ schiedlichen Ausgestaltungen bekannt, beispielsweise aus dem DE-GM 89 05 326. Die Spannplatten bestehen hierbei aus dickwandigen Scheiben, die durch das Anziehen der Spannschrauben nicht oder nur geringfügig deformierbar sind und somit oftmals nur punktförmig an den ein zu­ spannenden Bauteilen anliegen. Da sich die Spannplatten dadurch den Bauteilen, die mitunter erhebliche Maßabwei­ chungen aufweisen, nicht anpassen können, ist meist eine zufriedenstellende Einspannung aller Bauteile einer Verbindung nicht gewährleistet. Die Spannplatten liegen nämlich vielfach nur geringfügig an zwei Bauteilen an, so daß diese zwar fest eingespannt sind und mitunter deformiert werden, weitere Bauteile einer Verbindung aber unzureichend gehalten sind und durch in Achs- oder Umfangsrichtung auftretende äußere Kräfte leicht in ihrer Lage verändert werden können. Eine sichere unver­ rückbare Einspannung aller in einem solchen Knotenver­ binder eingesetzten Bauteile ist daher vielfach nicht gegeben.

Ferner ist es nicht möglich, den Knotenverbinder mit Bau­ teilen derart zentrisch zu verbinden, daß das Bauteil durch eine zentrische Ausnehmung hindurchgeführt ist.

Aufgabe der Erfindung ist es demnach, einen Knotenver­ binder der eingangs genannten Gattung in der Weise auszu­ gestalten, daß zuverlässig gewährleistet ist, daß alle in diesen eingesetzte Bauteile stets sicher eingespannt sind und mit einer hohen Spannkraft gehalten werden. Der dazu erforderliche Bauaufwand soll äußerst gering sein, dennoch soll es nahezu ausgeschlossen sein, daß einzelne Bauteile in einem nicht ausreichenden Maße zwischen den Spann­ platten festgeklemmt werden. Auch sollen ohne Schwierig­ keiten Maßtoleranzen der einzelnen einzuspannenden Bau­ teile ausgeglichen und die Einspannbereiche der Bauteile kurz gehalten werden können, so daß der Knotenverbinder klein baut, wirtschaftlich zu fertigen und vielseitig einsetzbar ist.

Des weiteren soll durch das Spannstück der Knotenver­ binder auch fest auf einem Bauteil verspannbar sein, das durch eine zentrische Ausnehmung des Knotenverbinders hindurchgeführt ist.

Gemäß der Erfindung wird dies bei einem Knotenverbinder der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß bei mit jeweils einer zentrischen Ausnehmung zur Aufnahme eines Bauteils versehenen Spannplatten zwischen diesen ein durch diese betätigbares und auf das Bauteil einwirkendes Spannstück angeordnet ist.

Bei mit einer zylindrischen Außenmantelfläche versehenen Spannplatten ist es sehr vorteilhaft, das Spannstück in Axialrichtung und orthogonal dazu so zu bemessen, daß zwischen den beiden einander zugewandten Stützflä­ chen der beiden Spannplatten dann ein Abstand vorhanden ist, wenn die beiden Spannplatten im nicht verspannten Zustand mit ihren durch die radial gerichteten Ausneh­ mungen gebildeten Verschneidungskanten an den in Axial­ richtung äußeren Endbereichen des Spannstücks anliegen.

Nach einer Weiterbildung ist vorgesehen, daß das Spann­ stück in den beiden in Axialrichtung äußeren Endbereichen jeweils mit einer umlaufenden Anlagefläche, die vorzugs­ weise tangential in den Radius der Verschneidungskanten der Ausnehmungen übergeht, für die Spannplatten versehen ist.

Es ist aber auch möglich, daß das Spannstück mit Anlage­ flächen versehen ist, die den in die radial gerichteten Ausnehmungen einsetzbaren Bauteilen zugeordnet sind.

Ferner ist es vorteilhaft, das Spannstück durch zwei mit Abstand zueinander angeordnete und durch Stege miteinander verbundene Ringe nach Art eines Käfigs zu bilden.

Um den Knotenverbinder auch fest auf einem Bauteil aufspannen zu können, ist nach einer Weiterbildung vor­ gesehen, daß das Spannstück durch eine elastisch ver­ formbare vorzugsweise geschlitzte Hülse oder zwei gegen­ einander verstellbare über kegelige Flächen aufeinander abgestützte Ringe gebildet ist.

Weitere vorteilhafte Lösungsmerkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Wird ein gemäß der Erfindung ausgebildetes Spannstück zwischen den Spannplatten angeordnet, so wirkt dieses durch Verspannen der Spannplatten auf ein zentrisch in diese eidgesetztes Bauteil ein, der Knotenverbinder kann dadurch z. B. auf einer Stange zuverlässig arretiert werden, ohne daß es dazu besonderer Hilfsmittel, wie Klemmringe oder dgl., bedarf und ohne daß ein zusätzli­ cher Arbeitsgang erforderlich ist. Der Einsatzbereich eines Knotenverbinders wird durch Verwendung eines Spannringes zwischen den beiden Spannplatten in einem erheblichen Maße erweitert.

Des weiteren ist sichergestellt, daß die Spannplatten jeweils über einen großen Bereich an den einzuspannenden Bauteilen anliegen, da durch die sich zur Mitte ver­ jüngende Querschnittsfläche gewährleistet ist, daß die Spannplatten durch die mittels der Spannschrauben erzeugten Spannkräfte ausreichend deformiert werden und sich der Form der Bauteile anpassen können. Es werden somit nicht nur Maßtoleranzen der Bauteile selbst­ tätig ausgeglichen, sondern es kann auch die Einspann­ länge kurz gehalten werden. Der vorschlagsgemäß gestal­ tete Knotenverbinder baut demnach klein, ist auf wirt­ schaftliche Weise herstellbar und vielseitig einsetzbar. Vor allem aber ist gewährleistet, daß auf jedes Bauteil eines Knotenverbinders, dessen einzelne Teile auch ge­ stanzt werden können, hohe Spannkräfte einwirken und eine Verstellung durch äußere Kräfte somit nahezu ausge­ schlossen ist.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des gemäß der Erfindung ausgebildeten Knotenverbinders dargestellt, die nachfolgend im einzelnen erläutert sind. Hierbei zeigen:

Fig. 1 einen aus zwei Spannplatten bestehenden Knotenverbinder, in einem Axialschnitt

Fig. 2 den Knotenverbinder nach Fig. 1, in Draufsicht,

Fig. 3 eine der Spannplatten des Knotenver­ binders nach Fig. 1, von innen,

Fig. 4 den Knotenverbinder nach Fig. 1 mit gewellt ausgebildeten Stirnflächen der beiden Spannplatten,

Fig. 5 den Knotenverbinder nach Fig. 1 mit einem zwischen den Spannplatten angeordneten Spannstück,

Fig. 6 den Knotenverbinder nach Fig. 5 in einem mittig verlaufenden Schnitt,

Fig. 7 das bei dem Knotenverbinder nach Fig. 5
zwischen den Spannplatten angeordnete Spannstück als Einzelteil in einer ver­ größerten Wiedergabe,

Fig. 8 das Spannstück nach Fig. 7, in Draufsicht,

Fig. 9 ein als geschlitzte Hülse ausgebildetes Spannstück und

Fig. 10 ein aus zwei gegeneinander verschiebbaren Ringen bestehendes Spannstück.

Der in den Fig. 1, 4, 5 und 6 dargestellte und mit 11 bzw. 11′ bezeichnete Knotenverbinder dient zum Aufbau räumlicher Trag- und Fachwerke 1 aus stabförmigen Bau­ teilen 2, 3, 4, 5 und 6 und besteht im wesentlichen aus zwei Spannplatten 12 und 13 bzw. 12′ und 13′, die mittels in Bohrungen 14 und 15 eingesetzter Spannschrauben 16 und auf diesen verschraubbaren Muttern 17 gegen die Bauteile 3, 4, 5 und 6 preßbar sind. Zur Aufnahme der Bauteile 3, 4, 5 und 6 sind in die Spannplatten 12 und 13 bzw. 12′ und 13′ radial gerichtete Ausnehmungen 23, 24 bzw. 25, 26 bzw. 27, 28 bzw. 29, 30 eingearbeitet, die parallel zueinander verlaufende Anlageflächen auf­ weisen. Durch die Ausnehmungen 23, 24 bzw. 25, 26 bzw. 27, 28 bzw. 29, 30 sind Verschneidungskanten 31 und 32 gebildet, außerdem sind an den Spannplatten 12, 13 bzw. 12′, 13′ im Bereich der Spannschrauben 16 einander gegen­ überliegend Stützflächen 33 bzw. 34 vorgesehen.

Um die Bauteile 3, 4, 5 und 6 bei geringer Einspannlänge aber dennoch sicher fest in den Knotenverbinder 11 bzw. 11′ einspannen und dabei Maßtoleranzen ausgleichen zu können, sind die Spannplatten 12, 13 bzw. 12′, 13′ mittels der über die Spannschrauben 16 aufgebrachten Spannkräfte elastisch deformierbar, so daß die Spannplatten 12, 13 bzw. 12′, 13′ flächig an jedem der Bauteile 3, 4, 5 und 6 anliegen. Bei der Ausgestaltung nach den Fig. 1. und 5 weisen die Spannplatten 12 und 13 dazu in den einander abgekehrten äußeren Bereichen eine sich zur Mitte hin stetig verjüngende Querschnittsfläche 35 bzw. 36 auf, bei der Ausgestaltung nach der Fig. 4 sind in die Spannplatten 12′ und 13′ Freisparungen 41 bzw. 42 in Form einer umlaufenden Wellung eingearbeitet.

Die sich stetig verjüngenden Querschnittsflächen 35 und 36 werden bei den Spannplatten 12, 13 dadurch erreicht, daß die nach außen gerichteten Stirnflächen mit einer konkaven Krümmung 37 bzw. 38 versehen sind, die Frei­ sparungen 41 und 42 sind bei den Spannplatten 12′, 13′ derart in diese eingearbeitet, daß Wellenberge 43 bzw. 45 jeweils konzentrisch zu den einzuspannenden Bauteilen 3, 4, 5 und 6 und Wellentäler 44 bzw. 46 radial zu den Spannschrauben 16 angeordnet sind. Außerdem sollten die Wellentäler 44 bzw. 46 radial sich stetig verjüngend, beispielsweise konvex gekrümmt, ausgebildet sein. Durch Anziehen der Spannschrauben 16 werden somit die Spann­ platten 12, 13 bzw. 12′, 13′ verformt und flächig in die Bauteile 3, 4, 5 und 6 gepreßt, so daß diese stets sicher in dem Knotenverbinder 11 bzw. 11′ gehalten sind.

Um den Knotenverbinder 11 bzw. 11′ auch auf dem Bauteil 2, das in in die Spannplatten 12, 13 bzw. 12′, 13′ einge­ arbeitete Bohrungen 21 und 22 eingesetzt ist und achs­ senkrecht zu den Bauteilen 3, 4, 5 und 6 verläuft, sicher festklemmen zu können, ist, wie dies in den Fig. 5 und 6 gezeigt ist, zwischen den Spannplatten 12, 13 bzw. 12′, 13′ ein Spannstück 51 eingesetzt, das durch diese beim Verspannen gegen das Bauteil 2 preßbar ist.

Das Spannstück 51 besteht hierbei, wie dies auch den Fig. 7 und 8 zu entnehmen ist, aus zwei mit Abstand zueinander angeordnete und durch Stege 54 miteinander verbundene Ringe 52 und 53, auf die die Verschneidungs­ kanten 31 und 32 der Spannplatten 12, 13 bzw. 12′, 13′ über an den Ringen 52 und 53 vorgesehenen Anlageflächen 55 einwirken. Dadurch werden die Ringe 52 und 53 gegen das Bauteil 2 gepreßt, so daß dieses fest zwischen den Spann­ platten 12, 13 bzw. 12′, 13′ eingeklemmt ist. Des weiteren sind an den Ringen 52 und 53 Anlageflächen 56 angearbeitet, die den radial gerichteten Bauteilen 3, 4, 5 und 6 zuge­ ordnet sind; diese können somit bis zur Anlage an den Anlageflächen 56 in den Knotenverbinder 11 eingeschoben werden.

Gemäß den Fig. 9 und 10 kann das Spannstück 51′ bzw. 51′′ auch aus einer elastisch verformbaren Hülse 57′ in die ein Schlitz 58 eingearbeitet ist, oder aus zwei gegeneinander verstellbare und über kegelige Flächen 62, 63 aufeinander abgestützte Hülsen 59 und 60, wobei in den inneren Ring 60 ebenfalls ein Schlitz 61 einge­ arbeitet ist, bestehen. Die Spannstücke 51′ bzw. 51′′ sind somit durch die Spannplatten 12, 13 bzw. 12′, 13′ derart verformbar, daß eine feste Halterung des Knoten­ verbinders 11 bzw. 11′ auf dem Bauteil 2 gewährleistet ist, dieser nach dem Lösen der Spannung aber dennoch leicht in seiner Lage verändert werden kann.

Claims (11)

1. Knotenverbinder (11) für stabförmige Bauteile (2, 3, 4, 5, 6), insbesondere zum Aufbau von räumlichen Trag- und Fachwerken (1), bestehend aus zwei mittels Spannschrauben (16) gegeneinander verstellbaren Spannplatten (12, 13), in deren Stützflächen radial gerichtete Ausnehmungen (23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30) zur Aufnahme der Bauteile (2, 3, 4, 5, 6) eingearbeitet sind, wobei jede Ausnehmung (23, 25, 27, 29) in der Stützfläche der einen Spannplatte (12) spiegelbildlich gegenüber einer Ausnehmung (24, 26, 28, 30) in der Stützfläche der anderen Spannplatte (13) angeordnet ist und die beiden sich zueinander parallel erstreckenden Ausnehmungen (23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30) von Anlageflächen gebildet sind, die entsprechend der Mantelfläche des von ihnen aufzunehmenden stabförmigen Bauteils (2, 3, 4, 5, 6) geformt sind und wobei eine oder beide Spannplatten (12, 13) in den einander abgekehrten äußeren Bereichen eine sich zur Mitte hin stetig verjüngende Querschnittsfläche (35, 36) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß bei mit jeweils einer zentrischen Ausnehmung (21, 22) zur Aufnahme eines Bauteils (2) versehenen Spannplatten (12, 13) zwischen diesen ein durch diese betätigbares und auf das Bauteil (2) einwir­ kendes Spannstück (51) angeordnet ist.

2. Knotenverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß das Spannstück (51) in Axialrichtung und orthogonal dazu so bemessen ist, daß zwischen den beiden einander zugewandten Stützflächen (33, 34) der beiden Spann­ platten (12, 13) dann ein Abstand vorhanden ist, wenn die beiden Spannplatten (12, 13) im nicht verspannten Zustand mit ihren durch die radial gerichteten Aus­ nehmungen (23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30) gebildeten Verschneidungskanten (31, 32) an den in Axialrichtung äußeren Endbereichen des Spannstücks (51) anliegen.

3. Knotenverbinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannstück (51) in den beiden in Axialrichtung äußeren Endbereichen jeweils mit einer umlaufenden Anlagefläche (55), die vorzugsweise tangential in den Radius der Verschneidungskanten (31, 32) der Ausneh­ mungen (23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30) übergeht, für die Spannplatten (12, 13) versehen ist.

4. Knotenverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß das Spannstück (51) mit Anlageflächen (56) ver­ sehen ist, die den in die radial gerichteten Ausneh­ mungen (23, 24 bzw. 25, 26 bzw. 27, 28 bzw. 29, 30) einsetzbaren Bauteilen (3, 4, 5, 6) zugeordnet sind.

5. Knotenverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannstück (51) durch zwei mit Abstand zu­ einander angeordnete und durch Stege (54) miteinander verbundene Ringe (52, 53) nach Art eines Käfigs ge­ bildet ist.

6. Knotenverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannstück (51′, 51′′) durch eine elastisch verformbare vorzugsweise geschlitzte Hülse (57) oder zwei gegeneinander verstellbare über kegelige Flächen (62, 63) aufeinander abgestützte Ringe (58, 59) ge­ bildet ist.

7. Knotenverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei mit einer zylindrischen Außenmantelfläche versehenen Spannplatten (12, 13) deren äußere Stirn­ flächen (37, 38) konkav gekrümmt ausgebildet sind.

8. Knotenverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in die einander abgekehrten Stirnflächen (37′, 38′) einer oder beider Spannplatten (12′, 13′) Freisparungen (41, 42) in Form einer umlaufenden Wellung (43, 44 bzw. 45, 46) eingearbeitet sind, derart, daß die Wellenberge (43, 45) jeweils konzentrisch zu den die einzuspannen­ den Bauteile (2, 3, 4, 5, 6) aufnehmenden Ausnehmungen (23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30) und die Wellentäler (44, 46) radial zu den Spannschrauben (16) angeordnet sind.

9. Knotenverbinder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannplatten (12′, 13′) im Bereich der Wellen­ täler (44, 46) radial sich stetig verjüngend, vorzugs­ weise konvex gekrümmt, ausgebildet sind.

10. Knotenverbinder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die in die Spannplatten (12, 13) eingearbeiteten Freisparungen dadurch ausgebildet sind, daß Nuten, Schlitze oder ähnliche querschnittsreduzierende Aus­ nehmungen in den Spannplatten (12, 13) angebracht sind.

11. Knotenverbinder nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Spannplatten (12, 13) vorgesehenen radial gerichteten Ausnehmungen zu einer mittigen Zentralachse (Bohrungen 21, 22) des Knotenverbinders (11) geneigt verlaufend in die Spannplatten (12, 13) eingearbeitet sind.