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Gebiet der Technik
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Plattenkörper mit schraubenförmigen Drahtgliedern,
der eine hohe Zähigkeit
sowie eine ausgezeichnete Stossfestigkeit besitzt.
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Stand der Technik
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In
biologischen Geweben lebender Körper wie
Knochen, Sehnen und Blutgefässen,
bilden schrauben- bzw. spiralförmige
Kollagenfäden
bzw. -filamente von flexibler Beschaffenheit Fasern mit Seite an
Seite miteinander verbundenen Scheitel- und Talbereichen. Das biologische
Gewebe dient der dispersen Aufnahme einer ihm beaufschlagten äußeren Kraft
im Bereich der Schrauben- bzw. Spiralschrägen der Seite an Seite miteinander
verbundenen Kollagenfäden
und weist eine hohe Zähigkeit auf.
Sind einige der Kollagenfäden
beschädigt,
so ersetzt das biologische Gewebe ihm Rahmen von Stoffwechselvorgängen diese
beschädigten
Kollagenfäden
durch neue, so dass das Gewebe erhalten bleibt.
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Seitens
des Erfinders der vorliegenden Erfindung wurden bereits die insbesondere
auf die schrauben- bzw. spiralförmige
Beschaffenheit der Kollagenfäden
abstellenden Japanischen Offenlegungsschriften (Kokai) Nr. 8-290501,
8-291587 und 9-314709
angemeldet. Mit den in diesen Offenlegungsschriften beschriebenen
Techniken werden bauliche Elemente, wie Säulen-, Wand- und Plattenelemente
vorgeschlagen, die jeweils Spiraldrähte bzw. schraubenförmige Drahtglieder
kombinieren, eine hohe Zähigkeit
aufweisen und leicht reparierbar sind, wenn ein Teil der Konstruktion
beschädigt
ist. Die Japanischen Offenlegungsschriften (Kokai) Nr. 8-290501
und 8-291587 beschreiben eine durch Verbinden von Schrauben- bzw.
Spiralkörpern
mit Seite an Seite befindlichen Scheitel- und Talbereichen gebildete
Schrauben- bzw. Spiralkonstruktion, wobei jeder Schrauben- bzw.
Spiralkörper
durch Wickeln von Drahtgliedern vorgegebenen Durchmessers mit vorgegebener
Steigung und Teilung in eine Form gebildet wird, so daß ein Durchmesser
einer Spirale bzw. Schraube etwa dem zweifachen Drahtdurchmesser entspricht,
wobei die Scheitel- und Talbereiche einander gegenüber liegen
oder eine im Wesentlichen ähnliche
Form aufweisen und die Talbereiche außerhalb der Mitte der Spirale
bzw. Schraube angeordnet sind, oder wobei die Schrauben- bzw. Spiralkörper gleich-
oder wechselsinnig gewickelt sind. Hinsichtlich der vorbeschriebenen
Schrauben- bzw. Spiralkonstruktion wird in der Japanischen Offenlegungsschrift
(Kokai) Nr. 9-314709 eine Schrauben- bzw. Spiralkonstruktion vorgeschlagen
durch senkrechtes und transversales Verbinden von Schraubenförmigen Drahtgliedern
für eine
Spiral- bzw. Schraubenkonstruktion und Bilden eines planaren Gewebes, wobei
die Spiraldrähte
bzw. schraubenförmigen Drahtglieder
den Verbindungszustand der Schrauben- bzw. Spiralkörper stark
fixieren oder lockern können,
eine vorgegebene Bewegung den Veränderungen von Umgebungsbedingungen
entsprechend ausführen
können
und die Größe des Gewebes
konstant halten können.
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Offenbarung der Erfindung
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines
Plattenkörpers,
der unter Einsatz der vorbeschriebenen Spiraldrähte bzw. schraubenförmigen Drahtglieder
leicht herstellbar ist und einen hervorragenden Wirkfaktor bietet.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, einen Plattenkörper durch
Verwendung von Spiraldrähten
bzw. schrauben förmigen
Drahtgliedern mit hoher Zähigkeit
und hervorragender Stossfestigkeit bereitzustellen.
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Eine
erste Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung stellt einen Plattenkörper bereit mit Spiraldraht
bzw. schraubenförmigen
Drahtgliedern, der eine große
Anzahl von jeweils durch schrauben- bzw. spiralförmiges Wickeln von Drahtmaterial
vorgegebenen Außendurchmessers
mit einer vorgegebenen Steigung und Teilung derart hergestellten
Spiraldrähten
bzw. schraubenförmigen
Drahtgliedern enthält,
dass ein Durchmesser einer Spirale bzw. Wendel etwa dem zweifachen
Außendurchmesser
des Drahtmaterials entspricht, wobei die Scheitel- und Talbereiche
des Drahtmaterials eine im Wesentlichen gleiche Form aufweisen und
jeder der Talbereiche außerhalb
der Mitte der Spirale bzw. Wendel liegt; einen ersten Fixierrahmen
mit an diesem angeordneten ersten Fixierstangen, die in vorgegebenen
Zwischenabständen
an Rahmenelementen angeordnet sind, die einander mit vorgegebenem
Abstand dazwischen gegenüberliegen,
und in die auf der Seite einer der Oberflächen der Spiraldrähte angeordneten
Talbereiche eingreifen; und einen zweiten Fixierrahmen mit an diesem
angeordneten zweiten Fixierstangen, die mit vorgegebenen Zwischenabständen an
Rahmenelementen des ersten Rahmens befestigten Rahmenelementen angeordnet
sind und in die Talbereiche auf der Oberfläche der gegenüberliegenden Seite
eingreifen und eine große
Anzahl von Spiraldrähten
bzw. schraubenförmigen
Drahtgliedern fixieren.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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Es
zeigen:
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1 eine
Perspektivansicht eines erfindungsgemäßen Plattenkörpers;
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2 eine
Perspektivansicht eines erfindungsgemäßen Spiraldrahts bzw. schraubenförmigen Drahtgliedes;
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3 eine
Vorderansicht eines Wicklungszustands des erfindungsgemäßen Spiraldrahts
bzw. schraubenförmigen
Drahtgliedes;
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4 eine
Perspektivansicht eines Rahmens des erfindungsgemäßen Plattenkörpers;
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5 eine
Perspektivansicht eines Anordnungszustands der schraubenförmigen Drahtglieder auf
einem der Fixierrahmen des erfindungsgemäßen Plattenkörpers;
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6 eine
Schnittansicht des Plattenkörpers entlang
der Linie A-A in 1;
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7 eine
Perspektivansicht in auseinandergezogener Darstellung, aus welcher
ein Plattenkörper
gemäß Ausführungsform
2 der vorliegenden Erfindung ersichtlich ist; und
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8 eine
Ansicht zur Veranschaulichung einer Verfahrensweise für die Anordnung
der erfindungsgemäßen schraubenförmigen Drahtglieder.
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Beste Ausführungsformen
der Erfindung
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Es
folgt eine Beschreibung von Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen.
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Ausführungsform 1:
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Gemäß 1 bis 6 wird
ein Spiraldraht bzw. schraubenförmiges
Drahtglied 1 eingesetzt, das aus verschiedensten Drahtmaterialien
wie Metall, Kunststoff, Keramik (einschließlich Glas), Beton, Kohlenstofffaser
und Holz hergestellt sein kann. Der Durchmesser der Spirale bzw.
Wendel (Helix) entspricht etwa dem zweifachen Durchmesser des Drahts.
Das Drahtmaterial 1 wird mit einer vorgegebenen Steigung
und Teilung so gewickelt, dass Scheitelbereiche 1a des
schraubenförmigen
Drahtgliedes 1 und dessen Talbereiche 1b eine
im Wesentlichen gleiche Form aufweisen bzw. die Talbereiche im Mittelpunkt
der Wendel oder außerhalb
desselben angeordnet sind. Aufgrund dieser Wick lungsstruktur sind
die schraubenförmigen
Drahtglieder so gewickelt, dass in axialer Richtung gesehen kein
Zwischenraum im Wendelmittelpunkt vorhanden ist.
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Übrigens
weist das in 2 und 3 dargestellte
schraubenförmige
Drahtglied eine rechtssinnig gewickelte Helix- bzw. Schraubenform
auf. Die Wicklungsstruktur der Wendel ist jedoch keinerlei Beschränkung unterworfen,
so dass auch linkssinnig gewickelte Schrauben bzw. Spiralen eingesetzt
werden können.
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Ein
Plattenkörper 3 mit
schraubenförmigen Drahtgliedern 1 wird
wie folgt hergestellt:
Ein in 1 dargestellter
Rahmen 5 für
den Plattenkörper 3 weist
ein Paar rechter und linker Fixierrahmen 7 und 9 auf.
Jeder Fixierrahmen 7, 9 weist ein oberes Rahmenelement 7a, 9a und
ein unteres Rahmenelement 7b, 9b von gleicher
Breite wie die Sollbreite des Plattenkörpers 3 auf, wobei
die Rahmenelemente gegenüberliegend
angeordnet sind. Mehrere Fixierstangen 11, deren Achsen
quer zur Längsrichtung
der oberen und unteren Rahmenelemente 7a und 7b verlaufen,
werden im Abstand voneinander so an diesen oberen und unteren Rahmenelementen 7a und 7b eines
der Fixierrahmen 7 angebracht, dass sie in die Talbereiche 1b der
schraubenförmigen
Drahtglieder 1 in Längsrichtung
eingreifen.
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Wie
aus 4 ersichtlich, werden mehrere Fixierstangen 13,
deren Achsen quer zur Längsrichtung
der oberen und unteren Rahmenelemente 9a und 9b verlaufen,
im Abstand voneinander an diesen oberen und unteren Rahmenelementen 9a und 9b des
anderen Fixierrahmens 9 an Stellen angebracht, die relativ
zu den Fixierstangen 11 des Fixierrahmens 7 um
jeweils einen Talbereich 1b versetzt sind. Im übrigen ist
die Versatzbreite zwischen der Fixierstange 11 und der
Fixierstange 13 nicht auf die Breite eines Talbereichs 1b,
wie vorbeschrieben beschränkt,
sondern ist auf eine einer beliebigen Anzahl von Talbereichen entsprechende
Breite einstellbar. In einer bevorzugten Ausführungsform jedoch spannen die
Fixierstangen 11 und 13 das schraubenförmige Drahtglied 1 vorzugsweise
mit der Versatzbreite eines Talbereichs ein.
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Wie
aus 5 ersichtlich, werden eine große Anzahl von schraubenförmigen Drahtgliedern 1, deren
Achsen quer zur Achse der Fixierstangen 11 verlaufen, in
innigem Kontakt miteinander so auf die Fixierstangen 11 eines
der Fixierrahmen 7 placiert, dass ihre Scheitelbereiche 1a und
Talbereiche 1b jeweils Seite an Seite miteinander verbunden
sind. In dieser Phase greift jede der Fixierstangen 11 des
Fixierrahmens 7 in den Talbereich 1b eines jeden
so angeordneten schraubenförmigen
Drahtgliedes 1 ein.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird der Plattenkörper 3 durch
Aufbringen des anderen Fixierrahmens 9 zusammengefügt und fixiert,
wobei sich auf dem einen Fixierrahmen 7 eine große Zahl
von schraubenförmigen
Drahtgliedern 1 befindet. Zur Befestigung der aufeinandergelegten
Fixierrahmen 7 und 9 können die oberen Rahmen 7a, 9a und
die unteren Rahmen 7b und 9b mit Schrauben 15 zusammengefügt oder
miteinander verbunden bzw. verklebt werden.
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Der
so aufgebauten Plattenkörper 3 wird zum
praktischen Einsatz wie folgt miteinander verbunden: Es werden eine
Verbindungsnut auf jeder Seite aufweisende U-Profile bzw. Kanalglieder
eingesetzt und es wird der Endabschnitt eines benachbarten Plattenkörpers 3 in
die Verbindungsnut des U-Profils eingesetzt und erforderlichenfalls
mit einer Schraube gesichert.
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Ein
weiteres Verbindungsverfahren ist wie folgt: Es wird beispielsweise
jedes zweite Drahtglied einer im Plattenkörper 3 angeordneten
großen
Zahl von schraubenförmigen
Drahtgliedern 1 so gedreht, dass der Endabschnitt des schraubenförmigen Drahtgliedes 1 mit
einer vorgegebenen Breite über einen
der Endabschnitte des Plattenkörpers 3 vorsteht.
Entsprechend werden der Überstandsbreite entsprechende
Ausnehmungen für
jeden zweiten Spiraldraht 1 am anderen Ende ausgebildet.
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Der
Endabschnitt des überstehenden schraubenförmigen Drahtgliedes 1 wird
in die Ausnehmung am anderen Ende des benachbarten Plattenkörpers 3 eingebracht
und es werden der Scheitelbereich 1a und der Talbereich 1b jeweils
mit dem Scheitelbereich 1a und dem Talbereich 1b des
benachbarten schraubenförmigen
Drahtgliedes 1 verbunden, wodurch die Plattenkörper 3 zusammengefügt werden.
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Bei
diesem Verbindungsverfahren kann eines der Enden eines Teils der
schraubenförmigen Drahtglieder 1 so
angeordnet sein, dass es mit einer vorgegebenen Breite zu den anderen
schraubenförmigen
Drahtgliedern 1 vorsteht und so den Plattenkörper 3 bildet.
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Bei
dem Plattenkörper 3 gemäß dieser
Ausführungsform
weist das schraubenförmige
Drahtglied selbst einen Durchmesser der Wendel bzw. Helix auf, der
etwa dem zweifachen Durchmesser des schraubenförmigen Drahtgliedes 1 entspricht.
Deshalb ist gegenüber
einem aus einer einzigen Platte bestehenden Plattenkörper der
Plattenkörper
mit nur etwa der Hälfte
des Materials und mit geringerem Gewicht herstellbar. Auf der Baustelle
lässt sich
der Plattenkörper 3 durch
Anordnen einer großen
Anzahl von schraubenförmigen
Drahtgliedern 1 auf einem der Fixierrahmen 7 und
anschließendes
Aufbringen und Befestigen des anderen Fixierrahmens 9 herstellen. Somit
ergibt sich eine verbesserte Transportierbarkeit.
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Trotz
der Tatsache, dass der Körper 3 mit
nur dem halben Materialbedarf herstellbar ist, kann die auf den
Plattenkörper 3 wirkende
Kraft von den Wendelschrägen
der Seite an Seite miteinander in Verbindung stehenden Scheitelbereiche 1a und
Talbereiche 1b jedes schraubenförmigen Drahtgliedes 1 aufge nommen
und verteilt werden. Damit weist die Platte 3 eine hohe
Festigkeit auf.
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Ist
ein Teil der im Plattenkörper 3 befindlichen
schraubenförmigen
Drahtglieder 1 beschädigt, so
wird das jeweils beschädigte
schraubenförmige Drahtglied 1 gedreht
und herausgezogen. Sodann wird ein neues schraubenförmige Drahtglied 1 zwischen
die schraubenförmigen
Drahtglieder 1 eingebracht und gedreht, so dass sein Scheitelbereich 1a und
sein Talbereich 1b mit dem Scheitelbereich 1a und
dem Talbereich 1b des benachbarten Drahtgliedes 1 Seite
an Seite vereint werden können.
Auf diese Weise wird die Instandsetzung ermöglicht.
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Der
vorstehenden Beschreibung entsprechend wird der Plattenkörper 3 durch
Anordnen einer großen
Anzahl gleichsinnig gewickelter (beispielsweise rechtsgewickelter)
schraubenförmigen
Drahtglieder 1 sowie Verklemmen und Fixieren derselben durch
die in die Talbereiche 1b auf beiden Seiten eingreifenden
Fixierstangen 11 und 13 hergestellt. Es besteht
aber auch die Möglichkeit,
einen Plattenkörper 3 durch
Anordnen der linkssinnig gewickelten schraubenförmigen Drahtglieder in der
gleichen Weise wie vorbeschrieben herzustellen. Um mehrere Plattenkörper miteinander
zu verbinden, können
die Plattenkörper
mit rechts- und linkssinnig gewickelten Schraubendrähten im
Wechsel angeordnet und miteinander verbunden werden. In diesem Falle
bietet das resultierende Produkt eine größere Verformungsfestigkeit
in diagonaler Richtung und eine noch bessere Begrenzung der Verformung
als beim Einsatz von Plattenkörpern
mit gleichsinnig gewickelten Schraubendrähten. Eine ähnliche Wirkung ist beispielsweise
auch dann erreichbar, wenn linkssinnig gewickelte Schraubendrähte auf
rechtssinnig gewickelte aufgebracht und mittels der Fixierstangen
zu einem mehrschichtigen Plattenkörper zusammengepresst werden.
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Ausführungsform 2
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Paare
voneinander beabstandeter Fixierstangen 75a und 75b,
deren Abstand einem Scheitelbereich 1a oder einem Talbereich 1b des
schraubenförmigen
Drahtgliedes entspricht, werden wie aus 7 ersichtlich
mit geeignetem Längsabstand
in einen Rahmen 73 eines Plattenkörpers 71 eingesetzt. Eine
große
Zahl von schraubenförmigen
Drahtgliedern 1 werden so zwischen jeweils einem Fixierstangenpaar 75a, 75b angeordnet,
dass die Fixierstange 75a in die Talbereiche 1b auf
der Vorderseite und die Fixierstange 75b in die Talbereiche 1b auf
der Rückseite
eingreifen.
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Die
Anordnung eines jeden der schraubenförmigen Drahtglieder 1 im
Rahmen 73 kann entweder dadurch erfolgen, dass wie aus 8 ersichtlich jedes
schraubenförmigen
Drahtgliedes 1 von der Oberseite des Rahmens 73 aus
zwischen jedes Fixierstangenpaar 75a, 75b eingeschoben
wird, oder dass, wie durch den gestrichelten Pfeil in 8 dargestellt,
das schraubenförmige
Drahtglied 1 beim Einschieben seines distalen Endabschnitts
zwischen die Fixierstangen 75a und 75b von der
Seite des Rahmens 73 aus gedreht wird, und das schraubenförmige Drahtglied 1 so
bewegt wird, dass die Fixierstangen 75a und 75b mit
den Talbereichen 1b in Eingriff gelangen.
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Nach
erfolgter Anordnung einer bestimmten Zahl von schraubenförmigen Drahtgliedern 1 zwischen
jedem Fixierstangenpaar 75a, 75b wird der Fixierrahmen 77 an
den oberen Endabschnitten der Fixierstangen 75a und 75b befestigt,
um den Plattenkörper 71 zusammenzubauen.
An den Fixierstangen 75a und 75b entsprechenden
Stellen werden Durchgangslöcher 77a in
den Fixierrahmen 77 gebohrt, und Schrauben werden an den
oberen Enden der Fixierstangen 75a und 75b aufgeschraubt.
Nach dem Einbringen einer erforderlichen Anzahl von schraubenförmigen Drahtgliedern 1 zwischen
die Fixierstangen 75a und 75b wird der Fixier rahmen 77 auf das
obere Teil der Fixierstangen 75a und 75b aufgesetzt
und durch Verschrauben zusammengefügt, um den Plattenkörper 71 zu
bilden.
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Diese
Ausführungsform
2 unterscheidet sich von der Ausführungsform 1 lediglich durch
die Art der Montage und des Zusammenbaus, und ihre Funktion und
Wirkung ist die gleiche wie bei der Ausführungsform 1. Der resultierende
Plattenkörper
besitzt eine hohe Zähigkeit
und Stossfestigkeit und ist einfach zu montieren.
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Im Übrigen kann
nach dieser Ausführungsform
der Plattenkörper
mit einer gekrümmten
Oberfläche
ausgebildet werden, indem eine große Anzahl von schraubenförmigen Drahtgliedern 1 zwischen
Fixierstangen eingebracht wird, die in eine vorgegebene Krümmungsform
gebogen sind.
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Gewerbliche Anwendbarkeit
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Der
unter Verwendung von erfindungsgemäßen schraubenförmigen Drahtgliedern
hergestellte Plattenkörper
ermöglicht
eine einfache Herstellung und Montage vor Ort. Er besitzt eine hohe
Zähigkeit und
hohe Stossfestigkeit.