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Einrichtung zum Verbinden zweier Teile von Gegenständen, insbesondere
von Baukonstruktionsteilen Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Verbinden
zweier Teile von Gegenständen, insbesondere ein Verbindungsmittel für Baukonstruktionsteile,
die aus zwei ineinanderdrehbaren Verbindungskörpern besteht. Die bekannten Einrichtungen
dieser Art sind nach Art von Hakenverbindungen ausgebildet, bei denen die Belastung
nur von der Hakeninnenwandung aufgenommen wird, so daß die Hakenverbindung die zu
verbindenden Teile nur gegen Bewegung senkrecht zur Auflagefläche sichert, während
sie Bewegungen parallel zu dieser Fläche zuläßt. Infolgedessen ergeben die bekannten
Einrichtungen nicht die für viele Brücken oder Hochbaufachwerke notwendige oder
vorteilhafte Starrheit der Verbindung, und zwar _vor allem deshalb, weil die Seitenflächen
des Hakens nicht zum Tragen mit herangezogen werden.
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Gemäß der Erfindung wird eine insbesondere als Baukonstruktionselement
hervorragend brauchbare, auch gegenüber seitlicher Beanspruchung widerstandsfähige
Einrichtung dadurch geschaffen, daß 'der eine der .beiden Verbindungskörper sowie
der diesen aufnehmende Hohlraum des anderen Verbindungskörpers je die Form eines
durch teilweises Drehen einer Fläche um eine Achse erzeugten Körpers haben, bei
dem mindestens eine der seitlichen Begrenzungslinien der Erzeugungsfläche gegen
die Drehachse unter einem spitzen, bei beiden Verbindungskörpern gleich großen Winkel
geneigt ist. Auf diese Weise erzeugt bei dem einen Verbindungskörper die eine der
seitlichen Begrenzungslinien der Erzeugungsfläche eine Seitenfläche in Form einer
einspringenden Kegelmantelteilfläche und bei dem anderen Verbindungskörper die entsprechende
seitliche Begrenzungslinie eine zu jener einspringenden Fläche passende Seitenfläche
in Gestalt einer vorspringender. Kegelmantelteilfläche. Durch eine Drehbewegung
um die gemeinschaftliche Drehachse werden die beiden Verbindungskörper derart ineirandergefügt,
daß nunmehr die vorspringende Fläche hinter die einspringende (unterschnittene)
Fläche tritt und dadurch nach jeder Richtung hin die Starrheit der Verbindung durch
die Seitenflächen der Verbindungskörper ermöglicht wird. Infolgedessen Eignet sich
die Einrichtung besonders zur Verbindung von Hölzern bei Dach-, Fachwerk- und Zimmerkonstruktionen,
zur Verbindung der Einzelteile bei Eisenkonstruktionen auch im Brückenbau, bei denen
die Starrheit der Verbindung notwendig bzw. zweckmäßig ist, ferner zur Verbindung
von Steinen, gegebenenfalls für Teile aus verschiedenartigen Baustoffen usw. Die
Einrichtung ist auch geeignet zur Herstellung einer' zuverlässigen, leicht lösbaren
Verbindung, besonders für zerlegbare Brücken, Holzhäuser, Baracken, Kisten, Schränke
und andere Möbel. Die Einrichtung ist besonders überall da mit Vorteil anwendbar,
wo es
dara-4f ankommt, eine Konstruktion häufig zu zerlegen uhd_
-,Schnell wieder zusammenzusetzen, ohne daß die Sicherheit der Konstruktion darunter
leiden darf. Ein weiteres Anwendungsgebiet der Erfindung ergibt sich bei nicht zerlegbaren
Konstruktionen überall dort, wo es @ darauf ankommt, eine in der Werkstatt hergestellte
Konstruktion auf einer entfernt gelegenen Baustelle schnell zusammenzubauen und
dadurch an der Baustelle an Montagekosten zu sparen. Man kann diese Einrichtung
auch für den Zusammenbau kleinster Geräte, für Kinderspielzeug, für die bekannten
mechanischen Baukästen o. dgl. benutzen und umgekehrt auch besonders große Gußstücke
durch diese Verbindungskörper zusammenfügen.
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Praktisch wird die Erfindung am besten in der Weise ausgeführt, daß
beide Seitenflächen beider Verbindungskörper Teile von Kegelmantelflächen sind;
die erzeugende Ouerschnittfläche kann übrigens bei ihrer Drehung gleichzeitig auch
eine Verschiebung parallel zu ihrer Drehachse erfahren. Eine geeignete Form der
Erzeugungsfläche ist z. B. ein Trapez. Die Begrenzungslinien der Erzeugungsfläche
können ganz oder teilweise geknickt oder gekrümmt sein. Wenn man in zwei Verbindungskörpern
bzw. in zwei zu verbindenden Körpern Hohlräume einarbeitet, die mit mindestens einer
Kegelmantelteilfläche versehen sind, so kann man die Verbindung dieser beiden. Hohlräume
dadurch herstellen, daß man einen Verbindungskörper mit entsprechenden Kegelmantelteilflächen
als selbständiges Verbindungselement ausbildet und dieses in die beiden Hohlräume
eindreht. Damit dieses Eindrehen auch noch erfolgen kann, nachdem die zu verbindenden
Körper aneinandergesetzt sind, ist es zweckmäßig, die Hohlräume auch von außen zugänglich
zu machen, z. B. dadurch, daß man 'sie his an die Außenwand durchführt. Die Verbindungskörper
können auf je einer Platte, einem Verbindungsschuh o. dgl. sitzen, mit denen sie
an je einem der beiden zu verbindenden Gegenstände befestigt sind. Eine Mehrzahl
von gleichzeitig zur Verbindung und Führung dienenden Verbindungskörpern können
auf zwei gegeneinander um eine gemtinschaftliche Achse drehbaren Bändern, Schienen
o. dgl. angebrach: sein, derart, daß durch Drehen der beiden Bänder eine Vereinigung
oder Trennung aller Verbindungskörper herbeigeführt werden kann. Bei der Anwendung
der Verbindungskörper bei Baukonstruktionen, z. B. Brücken und Hochbaufachwerken,
ist es zweckmäßig, die Verbindungskörper hinsichtlich ihrer Drehachsen so zueinander
anzuordnen, daß benachbarte Konstruktionsteile nur in entgegengesetzter Drehrichtung
zueinander lösbar sind und sich gegenseitig verriegeln.
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In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
dargestellt, und zwar zeigen: Fig. i und i a schaubildlich und in Seitenansicht
einen auf beiden Seiten mit einspringenden Kegelmantelteilflächen versehenen Verbindungskörper,
der auf einer Platte befestigt ist, Fig.'2 eine Draufsicht und Fig.3 eine Vorderansicht
des Verbindungskörpers nach Fig. i, von der Drehachse des Verbindungskörpers aus
gesehen, Fig. q. bis 6 in senkrechtem Schnitt, in waagerechtem Schnitt nach Linie
V-V der Fig. q. und in Stirnansicht den als Gegenstück ausgebildeten zweiten Verbindungskörper
mit vorspringenden Kegelmantelteilflächen, der zur Aufnahme des ersten Verbindungskörpers
dient, Fig. 7 bis io Vorderansichten von Verbindungskörpern mit verschieden gestalteten
Begrenzungslinien der Querschnittsflächen, Fig. i i die Verbindung zweier mit ihren
Flächen aufeinanderliegender Holzblöcke durch einen als selbständiges Verbindungselement
ausgebildeten Verbindungskörper im Schnitt und Fig. 12 in Einzeldarstellung und
Ansicht einen Schnitt durch einen Teil einer Brücke. Ein Verbindungskörper a von
der beispielsweise in Fig. i schaubildlich dargestellten Form sitzt auf einer Platte
b, die ihrerseits z. B. mit Hilfe von Bolzen c (Fig. 3) an einem Balken, einer Stütze
o. dgl. befestigt sein kann, wobei zum Eingreifen der Bolzenköpfe in den Gegenplatten
d5 Aussparungen e vorgesehen sein können; der Verbindungskörper a und die Platte
b bestehen zweckmäßig aus einem Stück. Der Verbindungskörper kann aber auch für
sich eindrehbar hergestellt oder mit dem einen der zu vereinigenden Teile starr
verbunden sein; er kann z. B. am Kopfende eines Balkens oder einer Strebe o. dgl.
sitzen. Der Verbindungskörper a hat die Form eines Körpers, der durch teilweises
Drehen einer trapezförmigen Fläche a' um eine Achse erzeugt ist, die der Vorderkante
der Platte b oder einer Parallelen dazu entspricht. Die beiden Seitenflächen al
verlaufen gemäß der Zeichnung symmetrisch" und bilden Teile von Kegelmantelflächen,
während die Außenflächen a' und die Innenfläche a4 Teile von Zylinderflächen sind.
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In Fig. z und 3 ist gezeigt, wie der durch die Außenfläche a3, die
Seitenflächen d und die Erzeugungsfläche a1 begrenzte Verbindungskörper in die kleine
Zylinderfläche a' sich verjüngt. Entsprechend dieser verjüngten Form ist eine Aussparung
(Hohlraum) de in dem
das Gegenstück bildenden Verbindungskörper
d (Fig. q. bis 6) so ausgebildet, daß ihre Fläche d3 der Zylinderfläche a3 entspricht
und ihre Fläche d4 der Zylinderfläche a4, während die Seitenflächen d2 den Kegelmantelteilflächen
a2 entsprechen. Die innere Begrenzung der Querschnittsfläche bzw. die Öffnung, dl
des hohlen Gegenstückes entspricht der trapezförmigen Querschnittsfläche d des Verbindungskörpers
a. Durch Ineinanderdrehen der beiden Verbindungskörper um die gemeinschaftliche
Drehachse wird ihre Verbindung hergestellt. Die Verbindung ist nach jeder Richtung
hin starr (unbeweglich), da die seitlichen ineinandergreifenden Kegelmantelteilflächen
die die z. B. statischen Kräfte übertragenden Tragflächen bilden. Durch Drehen des
einen Teiles um die Achse der Zylinderflächen d3, d3 bzw. a4, d4, welche hier auch
die Kegelachse ist, lassen sich die beiden Teile ohne Schwierigkeit wieder trennen.
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Die seitlichen Begrenzungsgeraden der trapezförmigen Erzeugungsflächen
sind gegen die Drehachsen unter einem spitzer. Winkel geneigt, d. h. einem Winkel,
der kleiner als 9o Grad ist. In Fig. 3 bildet die Linie R-R, in der die eine der
seitlichen Begrenzungsgeraden der Fläche a1 liegt, mit der Achse P-P den Winkel
x. In Fig. 6 bildet die Linie T-T, in der die eine der seitlichen Begrenzungsgeraden
der trapezförmigen Öffnung des Hohlraumes d° liegt, mit der Achse S-S den Winkel
y, der ebenso groß ist wie der Winkel x. Die seitliche Begrenzungsgerade mit dem
Neigungswinkel x erzeugt die einspringende Kegelmantelteilfläche a=, jene mit dem
Neigungswinkel y die zu der einspringenden Fläche passende vorspringende Kegelmantelteilfläche
d2.
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Die Begrenzungslinien der Erzeugungs-bzw. Querschnittsflächen können
ganz oder teilweise geknickt oder gekrümmt sein, wie es beispielsweise in den Fig.
7 bis io veranschaulicht ist.
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Der Hohlraum de kann in den beiden zu verbindenden Teilen eingearbeitet
werden. Fig. i i veranschaulicht die Verbindung von zwei derartigen Teilen g und
h durch einen als selbständiges Verbindungselement_ausgebildeten Verbindungskörper
ci . Dieser Verbindungskörper kann an sich dieselbe Form erhalten wie der
Verbindungskörper nach Fig. i oder auch eine profilierte Form wie nach Fig. 7 bis
io. Die beiden zu verbindenden Teile g und h erhalten Aussparungen g1 und hl, die
in ihrer Form der Form des Verbindungskörpers entsprechen. Sollen die beiden Teile
verbunden-werden, so -kann der Verbindungskörper zunächst etwas in den einen Teil
g eingeführt, darauf der andere Balken oder Teil h angesetzt und beide durch Drehung
mit deni- Verbindungskörper verbunden werden. Es kann auch der Verbindungskörper
durch eine Öffnung von entsprechendem Querschnitt (strichpunktiert) in den einen
Balken eingedreht werden und dann in die Verriegelungslage fallen und die Öffnung
nachträglich verschlossen werden. Auf diese Weise können zwei Balken oder andere
Gegenstände durch den Verbindungskörper verbunden werden, ohne daß die Möglichkeit
besteht, sie durch eine andere als eine Drehbewegung wieder voneinander zu trennen.
Es ist unmöglich, die beiden Teile durch Zug senkrecht zu ihrer Berührungsfläche
auseinanderzuziehen; insbesondere sind sie auch nach jeder anderen Richtung hin
unbeweglich verbunden. Ist der Verbindungskörper von außen in die Führung eingesetzt,
so muß er, wenn die Teile g und lt nicht geschwenkt werden können, auf dem
gleichen Weg mittels eines Werkzeuges herausgedreht werden.
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In der Ausführungsform nach Fig. 1a ist einTeil einer zerlegbaren
Brücke als Anwendungsbeispiel gezeigt, wobei die Schwellen i die Sattelhölzer h
tragen, auf welchen die Bockhölzer in, L aufgebaut sind. Die Verbindung der
Schwellen i mit den Sattelhölzern la und dieser mit den Bockhölzern erfolgt in der
veranschaulichten Weise durch die Verbindungskörper a und Schuhe ds, die mit ihren
Platten an den Sattelhölzern befestigt sind.
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In gleicher Weise werden die Hölzer der eigentlichen Brücke, die aus
den Untergurten n und Obergurten ytl bestehen, mit den Querverbindungshölzern
il, i2 mittels der Verbindungskörper untereinander und mit dem Bock verbunden.
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Man ersieht aus der Darstellung, wie schnell diese Teile durch einfache
Drehung mit Hilfe der Verbindungskörper zusammengesetzt und unter Bildung biegungsfester
Ecken nunmehr unbeweglich gegeneinander abgesteift sind. Die Verbindung zwischen
Untergurt n und Obergurt n1 stellen die Stiele ml, m2, m3 usw. her, die zweckmäßig
mit wechselnder Drehrichtung eingesetzt.werden, so daß jeder neu eingesetzte Teil
den vorangehenden verriegelt.
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Es ist nicht notwendig, die eine. oder beide Endflächen a1 der Verbindungskörper
a bzw. ä eben auszubilden; vielmehr können sie jede beliebige Form erhalten, z.
B. nach außen konvex vorstehen. Dadurch erreicht man z. B., daß die Einführung des
Verbindungskörpers erleichtert wird. Durch dieses konstruktive Hilfsmittel wird
vor allen Dingen . dann, wenn man den Verbindungskörper an der Breitseite lockerer
und nach der Schmalseite zu immer schärfer passend
bemißt, das Eindrehen
einer Reihe auf einem langen Band0iiebeneinän@erliegender. Verbindungskörper erleichtert.
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Die Verbindungskörper können in jeder Größe angefertigt werden. Es
ist daher möglich, sie zu normen und als Massenartikel in ebensovielen Sorten nach
Größen geordnet auf Vorrat herzustellen, wie das z. B. bei den Nägeln und Schrauben
üblich ist.
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Schließlich lassen sich diese Verbindungskörper in Reihen nebeneinander
in den beschriebenen und in hiervon abweichenden, z. B. schmalen, zur Drehachse
schräg gestellten Formen auf Bändern anordnen. Zwei solcher mit einer Mehrzahl von
Verbindungskörpern besetzten Bänder können dann genau so wie die einzelnen mit einer
Platte b bzw. einem Schuh d5 versehenen Verbindungskörper (Fig. i bis 6) zusammengedreht
und wieder getrennt werden. Sie ergeben dann einen wirksamen und zuverlässigen Verschluß,
der nur durch das Drehen der Bänder in der einen Richtung zu öffnen ist.