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Hintergrund der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft ein Baurahmenelement wie etwa einen Dachgitterträger oder
Walmsparren.
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Dachgitterträger umfassen
im Allgemeinen einen Untergurt und wenigstens einen (und häufiger zwei
oder mehr) schräg
angeordneten Obergurt. Ein durch mehrere Gitterstäbe gekennzeichnetes
Gitter erstreckt sich zwischen dem Untergurt und dem Obergurt. Wenn
der Gitterträger
in einem Gebäude eingebaut
ist, unterliegen einige der Gitterstäbe Druckkräften, die eine Biegung oder
Krümmung
der Gitterstäbe
aus der Ebene des Gitterträgers
heraus verursachen können.
Die Biegung oder Krümmung schwächt den
Gitterträger
und kann zu einem vollständigen
Zusammenbruch des Gitterträgers
führen.
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US-Patent Nr. 6,148,579 (Rolf)
beschreibt einen Holzgitterträger,
der Gitterstäbe
mit daran angebrachten Winkelbändern
enthält.
Bei einer Ausführungsform
haben die Winkelbänder
Seitenwände
mit integral angeformten Zähnen
zum Einbetten in die Vorder- und/oder Rückseite der Gitterstäbe. Bei
einer anderen Ausführungsform
sind die Winkelbänder
im Allgemeinen eben mit ausgedehnten Seitenwandungen und in die
Querseiten der Gitterstäbe
eingebettet.
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US-Patent Nr. 5,946,879 (Pellock)
lehrt einen Gitterträger
mit Gitterstäben
mit daran angebrachten Winkelbändern.
Die Winkelbänder
haben Flansche mit integral ausgebildeten Zähnen, die in die Vorder- oder
Rückseiten
der Gitterstäbe
eingebettet sind.
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Um
zu verhindern, dass sich die Gitterstäbe biegen oder krümmen, sind
sie in verschiedenartiger Weise verstärkt. Eine Methode ist die,
die Gitterstäbe zusammenzubinden.
Andere Methoden benutzen ein Verstärkungselement, etwa ein Winkelband.
Die herkömmlichen
Methoden der Verstärkung
des Gitterträgers
macht die Gitterträgerherstellung
schwieriger, insbesondere, wenn der Gitterträger halbautomatisch hergestellt
wird. Einige Verstärkungselemente haben
z. B. integrale getriebene Zähne
zur Anbringung an Gitterstäben.
Die Zähne
werden in die Gitterstäbe
durch eine freibewegliche Presse eingedrückt, das ist eine an einem Über-Kopf-Schlitten
aufgehängte
Halterung zur Bewegung zwischen mehreren Verbindungsständern, die
die Gitterstäbe
und Gurte in zusammengesetzter Lage tragen. Leider braucht ein Bedienungsmann
erhebliche Zeit, die Verstärkungselemente
anzubringen. Die Zähne
erfordern an jeder der verschiedenen Positionen längs des
Verstärkungselements
mehrere wiederholte Druckvorgänge
durch die freibewegliche Presse. Ferner kann es für den Bedienungsmann
schwierig oder unmöglich
sein, die Presse in Lagen im Inneren des Gitterträgers zu
bringen. Eine weitere Schwierigkeit ist, dass ein Teil jedes Verstärkungselements
typischerweise über
die Außengrenzen
des Gitterträgers
hinausragt. Da das Verstärkungselement
an einer Seite des Gitterstabes angebracht wird, die aus der Ebene des
Gitterträgers
hinausweist, erstreckt es sich bis zu einer Dicke, die größer als
die Dicke des Gitterträgers ist.
Demzufolge stört
das Verstärkungselement
beim Stapeln oder Verschachteln zusammengesetzter Gitterstäbe und fertiger
Gitterträger
während
der Handhabung und des Transports. Ferner kann das Verstärkungselement
der Zerdrückung
ausgesetzt sein.
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Summarischer Abriss der Erfindung
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Unter
den Aufgaben der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines
Baurahmenelements, das in geeigneter Weise bei minimaler Unterbrechung
des normalen Herstellungsprozesses verstärkt wird, insbesondere wenn
ein System nach Art einer freibeweglichen Presse zur Bildung des
Rahmenelements dient; die Schaffung eines Winkelbandes, das an dem
Gitterstab durch ein separates Befestigungsmittel angebracht ist,
so dass der Gitterstab in der normalen Weise hergestellt werden
kann und das Winkelband einfach mit ihm in einem getrennten Arbeitsgang
verbunden wird, der bei der Konstruktion des Rahmenelements nicht
stört;
und die Schaffung eines Winkelbandes, das gänzlich innerhalb der Außengrenzen
des Gitterträgers
liegt.
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Somit
wird nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Konstruktionsgitterträger geschaffen
mit einer Mehrzahl von Konstruktionselementen, die in einer eine
Ebene bestimmenden Gestaltung angeordnet sind, einem Gitter mit
wenigstens einem Gitterelement, das sich zwischen zwei Konstruktionselementen
in der genannten Ebene erstreckt und bei Benutzung des Gitterträgers Kompressionskräften unterliegt
und das eine Vorderseite und eine entgegengesetzte Rückseite,
die in entgegengesetzte Richtungen im Wesentlichen aus der genannten
Ebene heraus weisen, und zwischen der Vorder- und Rückseite
angeordnete Querseiten hat, die im Wesentlichen innerhalb der genannten
Ebene in entgegengesetzten Richtungen weisen, wobei der genannte
Gitterträger
gekennzeichnet ist durch ein Winkelband mit einer Basis und wenigstens
einer Seitenwand, die von der Basis in einer Richtung weg von dem
wenigstens einen Gitterelement nach außen vorsteht, wobei das Winkelband
zur Verstärkung
des Gitterelements an diesem befestigt ist und an einer der Querseiten
dem Gitterelement anliegt, und wenigstens einem das Winkelband an
dem Gitterelement befestigenden Befestigungsmittel mit Eindringung
in das Gitterelement an einer der Querseiten, wobei die Vorder-
und Rückseite
des Gitterelements von Befestigungsmitteln frei bleiben.
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Andere
Aufgaben und Merkmale werden weiter unten teils offensichtlich und
teilweise näher ausgeführt.
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Kurze Beschreibung der Zeichnung
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Bevorzugte
Ausführungsformen
der Erfindung werden beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung
beschrieben.
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1 ist
eine perspektivische Ansicht eines bei der bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung benutzten Winkelbandes.
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2 ist
ein Querschnitt des Winkelbandes der 1.
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3 ist
die Ansicht eines Gitterträgers
nach einer Ausführungsform
der Erfindung.
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Die 4 bis 8 sind
Querschnittsansichten von Ausführungsformen
der Erfindung, die mehrere verschiedene Winkelbandausbildungen zeigen.
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Entsprechende
Bezugszeichen bezeichnen in den verschiedenen Ansichten der Zeichnung
entsprechende Teile.
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Detaillierte Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
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Unter
Bezugnahme auf die 1 und 2 ist ein
Verstärkungselement
oder Winkelband 10 nach der vorliegenden Erfindung gezeigt.
Das Winkelband 10 hat eine Basis 12 und ein Paar
Seitenwände 14 und 16,
die von der Basis 12 ausgehen und durch die Basis 12 getrennt
sind. Die Seitenwände 14 und 16 sind
im Allgemeinen parallel und erstrecken sich unter rechten Winkeln
zu der Basis 12 in der gleichen Richtung. Die Wände 14 und 16 haben
an ihren freien Enden einwärts
gebogene Flansche 18.
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Die
Basis 12 ist entlang ihrer Länge mit mehreren Löchern 20 versehen.
Bei der gezeigten Ausführungsform
sind drei solche Löcher
vorgesehen, aber gewünschtenfalls
könnte
eine andere Anzahl von Löchern
benutzt werden.
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Das
Winkelband 10 hat typischerweise eine Länge von 1,5 m bis 3 m. Gewünschtenfalls
könnten Winkelbandsätze in Standardlängen vorgesehen sein,
so dass zur Verbindung mit einem Gitterstab je nach dessen Länge eine
geeignete Länge
ausgewählt
werden kann.
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3 zeigt
eine Ausführungsform
des Rahmenelements in Form eines Baugitterträgers, der aus in einer Ebene
angeordneten Konstruktionselementen besteht. Der Gitterträger umfasst
einen Untergurt 30, zwei schräge Obergurte 32 und
ein Gitter mit zwischen den Gurten verlaufenden Gitterstäben 33 und 35.
Die Ausgestaltung des Gitterträgers
ist Standard, und die genaue Anordnung der Gitterstäbe wird
bekanntlich in Abhängigkeit
von der Ausgestaltung und der beabsichtigten Verwendung des Gitterträgers variieren.
Die Gitterstäbe 33 bilden
im Allgemeinen Gitterzugstäbe,
die beim Einsatz des Gitterträgers
Zugkräften
ausgesetzt sind. Die Gitterstäbe 35 bilden
im Allgemeinen Gitterdruckstäbe,
die beim Einsatz des Gitterträgers
Druckkräften
ausgesetzt sind. Um zu verhindern, dass sich die Gitterdruckstäbe 35 aus
der Gitterträgerebene
heraus biegen oder krümmen,
sind Winkelbänder 10 gemäß den 1 und 2 mit den
Gitterstäben 35 verbunden.
Bei der gezeigten Ausführungsform
sind die Gitterstäbe 35 aus
Holz, und sie haben einen im Allgemeinen rechteckigen Querschnitt.
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4 ist
eine Querschnittsansicht eines der Gitterstäbe 35 der 3 und
zeigt die Befestigung des Winkelbandes 10 an dem Gitterstab.
Der Gitterstab 35 hat erste Seitenteile einschließlich Vorderseite 35a und
Rückseite 35b,
die in entgegengesetzte Richtungen im Wesentlichen aus der Gitterträgerebene
heraus weisen. Zweite Seitenteile umfassen die Querseiten 35c und 35d,
die im Wesentlichen innerhalb der Gitterträgerebene in entgegengesetzte Richtungen
weisen. Die in 4 gezeigte Schnittansicht des
Gitterstabes ist mit den Querseiten 35c und 35d so
ausgerichtet, dass sie als die Unterseite bzw. Oberseite angeordnet
sind. Das Winkelband 10 ist durch Schrauben oder Nägel 40 befestigt,
die durch die Löcher 20 eingeschlagen
oder eingeschraubt sind, und wie in 4 gezeigt
in den Gitterstab 35 eindringen.
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Es
ist bedeutsam, dass die Schrauben oder Nägel 40 nicht ein integraler
Teil des Winkelbandes 10 und von diesem getrennt sind.
Daher können
vor einem Gitterträger-Herstellungsverfahren
der Gitterstab und das Winkelband verbunden werden. Während dieses
Verfahrens besteht für
einen Bedienungsmann keine Notwendigkeit, eine freibewegliche Presse
an eine Innenposition des Gitterträgers zu bringen, und auch keine
Notwendigkeit für
wiederholte Pressvorgänge,
etwa wenn getriebene Zähne in
Gitterstäbe
eingebracht werden. Das Verfahren der Gitterträgerherstellung ist somit leistungsfähiger.
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Obgleich
das Winkelband 10 an der Seite 35c des Gitterstabes 35 angebracht
ist, könnte
es mit einer anderen Seite des Gitterstabes 35 verbunden sein.
Die Verbindung an den Seiten 35c oder 35d ordnet
das Winkelband 10 innerhalb der Außengrenzen der Dicke des Gitterträgers an,
d. h. innerhalb eines durch parallele Ebenen entsprechend der Vorder-
und Rückseite 35a und 35b begrenzten
Bereiches, die durch den maximalen Abstand zwischen Vorder- und
Rückseite
voneinander beabstandet sind. Das Winkelband ist gänzlich zwischen
vertikalen Seitenflächen
der Gurte und Gitterstäbe
des Gitterträgers
angeordnet, wenn dieser in einem Gebäude in Einbaulage ist. Das
Winkelband 10 ragt nicht über vertikalen Seitenflächen 35a und 35b des
Gitterstabs hinaus. Diese Anordnung hat daher den Vorteil, dass
kein Teil des Winkelbandes über
die Außengrenzen
des Gitterträgers
hinausragt, und beim Stapeln der Gitterstäbe oder gefertigter Gitterträger wird das
Winkelband nicht zerdrückt
oder Störungsursache.
Wenn das Winkelband 10 mit den Seiten 35a oder 35b verbunden
würde oder
einen über
die Seiten 35a oder 35b ragenden Teil hätte, besteht
ein Nachteil darin, dass das Winkelband über die Außengrenzen des Gitterträgers überstehen
würde,
was den Transport, die Handhabung und Stapelung von Gitterträgern schwieriger
macht.
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5 zeigt
eine Ausführungsform ähnlich der 4,
aber mit einer Ausgestaltung, bei der das Winkelband 10a eine
Basis 12a, eine erste Seitenwand 14a und eine
zweite Seitenwand 16a hat, die sich in einer der Seitenwand 10a entgegengesetzten Richtung
erstreckt. Die Wand 14a hat einen nach innen gebogenen
Flansch 18a, aber es ist zu bemerken, dass die Wand 16a keinen
Flansch hat. Das Winkelband 10a ist in der gleichen Weise
wie zuvor beschrieben durch einen Nagel oder eine Schraube 40 an
dem Gitterstab 35 befestigt.
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Bei
der Ausführungsform
der 6 ist das Winkelband 10b dem Winkelband 10 der 4 etwas ähnlich,
wobei jedoch die Seitenwände 14b und 16b zueinander
konvergieren und an ihren freien Enden nach außen gebogene Flansche 18b haben.
Das Winkelband 10b ist in der gleichen zuvor beschriebenen
Weise durch Löcher
in der Basis 12b durchgreifende Nägel oder Schrauben 40 an
dem Gitterstab 35 befestigt.
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Bei
den Ausführungsformen
der 4 bis 6 ist die Basis des Winkelbandes
eben.
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Obgleich
die Ausführungsformen
der 4 bis 6 mit Bezug auf Gitterstäbe 35 einen
Gitterträger
der in 3 gezeigten Art beschrieben wurden, ist die Erfindung
auf andere RAhmenelemente wie Walmsparren anwendbar, und Winkelbänder der gleichen
Ausbildung wie mit Bezug auf die 4 bis 6 beschrieben
können
in genau der gleichen Weise wie mit Bezug auf die 4 bis 6 beschrieben
an einem Walmsparren befestigt werden, um so den Walmsparren zu
verstärken
und bei Belastung seine Biegung in einer vertikalen Ebene zu verhindern.
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7 zeigt
noch eine weitere Ausführungsform
der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform
hat das Winkelband 10h eine Basis 12h, die sich
innerhalb der Außengrenzen
des Gitterträgers
erstreckt. Die Basis 12h hat an jedem Ende einen nach innen gerichteten,
V-förmigen
Flansch 18h. Das Befestigungsmittel 40 zur Anbringung
des Winkelbandes 10h an dem Gitterstab 35 durchgreift
die Basis 12h zwischen den Flanschen 18h.
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8 zeigt
eine Ausführungsform ähnlich der
von 4. Das Winkelband 10k hat eine flache Basis 12k mit
von der Basis ausgehenden Seitenwänden 14k und 16k.
Die Flansche 18k sind gebildet, um dem Winkelband eine
größere Festigkeit
zu geben. Die Flansche sind um etwa 180° nach innen gebogen, wodurch
zwischen den Flanschen ein breiterer Abstand als bei einer geringeren
Biegung geschaffen wird, um einen leichten Zugang zum Einsetzen
von Schrauben 40 (8) zu ermöglichen.
Wie in 8 gezeigt, bleibt das Winkelband 10k innerhalb
der Außengrenzen
der Dicke des rechteckigen Gitterstabes, und die Seitenwandungen
stehen von dem Gitterstab 35 nach außen vor. Das Winkelband liegt
einer der Querseiten 35c oder 35d an und ist an ihr
befestigt, so dass die Vorder- und Rückseite 35a und 35b von
Befestigungsmitteln frei bleiben. Daher können die zusammengebauten Gitterstäbe und Gitterträger gut
gestapelt werden, und die Verstärkungselemente
und Schrauben oder Nägel
werden nicht gequetscht.
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Die
Ausführungsformen
der 4, 6, 7 und 8 haben
den Vorteil, dass das Winkelband 10 innerhalb der räumlichen
Grenzen des Gitterträgers
ist, um das Stapeln oder Aufeinandersetzen von Gitterstäben und
auch gefertigten Gitterträgern
zu erleichtern.
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Bei
einigen Ausführungsformen
hat das Winkelband ferner die Funktion, durch Erhöhung des Trägheitsmoments
ein Einknicken zu verhindern. Ein Teil der Masse jedes Winkelbandes
ist in einem Abstand von dem Schwerpunkt des Gitters angeordnet, wodurch
die kritische Knicklast für
ein gegebenes Längengitter
erhöht
wird. Ausführungsformen,
die (a) größere Masse
oder (b) von dem Gitter weiteren Abstand haben wie Flansche an äußersten
Endpositionen, schaffen zusätzliche
Festigkeitsvorteile im Verhältnis
zu Ausführungsformen
geringerer Masse und bei denen das Winkelband dicht an dem Gitter
ist.
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Die
verschiedenen Ausführungsformen
ergeben verschiedene relative Vorteile und können nach dem speziellen Rahmenelement
und/oder nach der Vorliebe des Technikers für den Einsatz ausgewählt werden.
Relative Abmessungen zwischen den Seitenwänden, Basen und/oder Flanschen
aller Ausführungsformen
können
gewählt
werden, um bei wirkungsvoller Einpassung in den Dimensionen des speziellen
Fachwerks gewünschte
Vorteile im Trägheitsmoment
und in der Verstärkung
zu erreichen.
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Bei
der bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung können
die Befestigungsmittel 40 geeignete Schrauben, Nägel oder
Krampen sein, wie z. B. 30 mm lange Schrauben Typ 17 von
Kaliber 14.
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Die
Ausführungsform
der 7 bietet auch den Vorteil einer kompakten Ausbildung
mit niedrigem Profil, die ein Stapeln/Zusammensetzen der Gitterstäbe erlaubt.
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Obgleich
die rechteckigen Gitterstäbe
der 4 bis 8 bevorzugt aus Holz gebildet
sind, ist die Erfindung nicht auf diese Gitterstäbe beschränkt und für Gitter jeder Gestalt und
jeden Materials geeignet.
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Bei
Gitterträgeranwendungen,
in denen bei ihren versteiften Dächern
herkömmliche
Fachwerkgratsparrenenden eingesetzt werden, muss der Gratsparren
120 mm tief sein, während
der Rest der Obergurte des Gitterträgers 90 mm tief ist. Dies bedeutet,
dass der überhängende Teil
abzuschneiden und an der Unterstützungsstelle
ein Verkleinerungsschnitt zu machen ist. Dies ist ein zeitaufwändiger und
kostspieliger Arbeitsgang. Die vorliegende Erfindung bietet den
Vorteil der Alternative, einen Gratsparren von 90 mm zu verwenden
und ein Winkelband 10 zur wirksamen Verstärkung des
Sparrens an der unteren Schmalseite zu befestigen, so dass er wie
ein Stab von 120 mm wirkt. Somit begünstigen die Gitterstäbe die Wirksamkeit
und geringere Kosten dadurch, dass weitere Gurtmaße und Veränderungen
auf der Baustelle vermieden werden.
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Da
Veränderungen
im Rahmen der Erfindung von Fachleuten leicht vorgenommen werden können, soll
diese Erfindung nicht auf die oben beispielhaft beschriebene besondere
Ausführungsform beschränkt sein.
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Bei
Einführung
von Elementen der vorliegenden Erfindung oder ihrer bevorzugten
Ausführungsform(en)
sollen die Artikel „ein", „einer" „eine" „der" „die" „das" und „genannte(r)" bedeuten, dass es
ein Element oder mehrere Elemente gibt. Die Bezeichnungen „aufweisen", „umfassen" und „haben" sollen umfassend
sein und bedeuten, dass zusätzliche
andere Elemente als die aufgeführten
vorhanden sein können.