DE7139553U - Knotenpunktmehrbein - Google Patents

Description

Dl. IUtAMfH Ml«· Dt. VOLKIMVOtSlUS

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19. Oktober 1971

u.Z./ G 454 M a

Wolfqang T e e t ζ , Ebenhausen» Gerhard-Hauptmann-Weg 26

"Knotenpunktmehrbein'

Die Erfindung bezieht sich auf ein Knotenpunktmehrbein mit einem Knotenstück, an das mindestens drei Grundstäbe längs dreier rechtwinklig zueinander stehender Symmetrieachsen und drei DiagonalstSbs jessiis !»sea einer Winkelhalbierenden eines Paares der Grundstäbe lösbar ansetzbar sind.

Es sind bereits Knotenstücke bekannt, die aus Stahlkugeln mit achtzehn Anschlußgewinden gefertigt sind» wobei jedes Gewinde von einer ebenen Anlagefläche für den Anschluß eines Fohrstabes umgeben 1st. Dieses Knotenstück hat drei Hauptachsen, wodurch drei Hauptebeneti definiert sind. In jeder dieser Eb&nen können an jedes &ootenst3ck bis zu acht StSbe so angeschlossen werden, daß die einzelnen Stäbe untereinander einen Winkel von 45° bilden. Dadurch ist eine Diagonalverstrebung möglich. Die mit diesen Knotenstücken zur Erzeugung eines Mehrbeins verwendeten Stäbe haben Einheitslängen und enden beidseitig in

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einem Außengewinde von gegenüber dem Stabquerschnitt reduziertem Durchmesser, das in das Innengewinde der Knotenstücke paßt.

Diese im Stahlbau verbreitete Knotenpunktkonstruktion hat den Nachteil, daß sie sich nur zur Erstellung von Stahlkonstruktionen eignet, für Holz- und Kunststoffinehrbeine bis heute jedoch noch rieht anwendbar ist.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht deshalb darin, ein Knotenpunktmehrbein der eingangs genannten Art zu schaffen, das sich auch für die Verwendung von Stäben eignet, deren erforderliche Festigkeit geringer ist als die von Stahl, beispielsweise für Stäbe aus Holz, Schichtholz, Kunststoff, Preßstoffen und dergleichen. Das·..!!: ist eine Möglichkeit geschaffen, für Konstruktion^ z.B. oder vör«te1ie^e^Wer£st@f$* ^i jeweils den geforderten statischen Beanspruchungen entsprechende Abmessungen ohne überdimensionierung bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird mit dem Knotenpunktmehrbein der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß das Knotenstück von mindestens einer Winkelecke gebildet ist, deren drei Winkelflachen in den drei von den Symmetrieachsen aufgespannten Ebenen verlaufen, dafi die Enden der Grundstäbe mit einem winkelförmigen Schlitz versehen sind, in den zwei rechtwinklig zueinander stehende Winkelflächen der Winkelecke eingesteckt sind» daß die Enden der Diagonalstäbe mit einem Schlitz versehen sind, in den jeweils eine

freie Ecke einer Winkelfläche der Winkelecke eingesteckt ist, und daß Befestigungsmittel zum Festhalten der Stabenden an der Winkelecke vorgesehen sind.

Durch diese Schlitz-SteckWerbindung kann ein Knotenpunktmehrbein aufgebaut werden, ohne daB eine die Festigkeit gefährdende Querschnittsverringerung der Stäbe an den Verbindungsstellen erforderlich wird. Dadurch ist es möglich, auch Werkstoffe,wie z.B. Holz, Schichtholz, Kunststoff oder Preßstoff für die Stäbe einzusetzen.

Das Knotenpunktmehrbein kann dadurch vervielfacht werden, daß das Knotenstack aus mehreren Winkeiecken besteht, welche voneinander unabhängige räumliche Ecken bilden, die von denaelben in drei Symmetrieachsen aufgespannt sind, und daB die parallelen Winkelflächen benachbarter Winkelecken jeweils gemeinsam in den winkelförmigen Schlitz der Grundstäbe bzw. den Schiit« der Diagonalstäbe eingreifen.

Vorteilhafterweise ist dabei das Knotenstück aas gleichartigen Winkelecken zusammengesetzt und durch die Befestigungsmittel der Stäbe zusammengehalten.

Um die vielseitige Verwendung der Knotenstücke zu ermöglichen, sind die Schlitze in den Grundstäben und in den Diagonalstäben entsprechend der doppelten Stärke einer Winkelecke bemessen.

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wobei bei Eingriff einer einzelnen Winkelfläche einer Winkelecke zusätzlich in den Schlitz eine Beilegplatte eingesteckt ist.

Während die Enden der Grundstäbe kreuzförmig durchgehend geschlitzt sind, sind die Enden der Diagonalstäbe geradlinig durchgehend geschlitzt.

Um die Befestigung in jeder Winkelfläche jeder Winkelecke zu ermöglichen, sind diese jeweils mit drei Bohrungen versehen, von denen die eine auf der Diagonalen der Winkelfläche liegt und die beiden anderen symmetrisch zur Diagonalen und mit gleichem Kantenabstand wie die erste angeordnet sind. Die Befestigung wird dadurch erreicht, daß an jedem Stabende ein einziger Querbolzen vorgesehen ist, der im Falle der Grundstäbe exzentrisch angeordnet ist.

Eine maximale Ausnutzung erhält man, wenn das Knotenstück aus acht Winkelecken so zusammengesetzt ist, daß sechs Grundstäbe und zwölf Diagonalstäbe anschließbar sind. Die Enden der Grundstäbe sind dabei pyramidenförmig und die Enden der Diagonalstäbe dachförmig jeweils im Winkel von 45° abgefast. Während die Grundstäbe bzw. die Diagonalstäbe beispielsweise aus Heiz, Schichtholz, Kunststoff oder Preßstoffen und dergleichen bestehen, können die Winkelecken auch aus Metall oder Kunststoff hergestellt werden.

Anhand der beiliegenden Zeichnungen werden beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung näher erläutert.

Fig. 1 ztxgt in einer isometrischen Ansicht ein aus einer Winkelecke bestehendes Knotenstück.

Fig. 2 zeigt in einer Vorder- und Seitenansicht eine Beilegplatte .

Fig. 3 zeigt das Vorderteil eines Diagonalstabes in einer Seitenansicht um 9o° dazu gedreht und teilweise geschnitten.

Fig. 4 zeigt die Enden eines Grundstabes in einer Seltenansicht und um 9o° gedreht,dazu teilweise geschnitten sowie in einer Draufsicht.

Fig. 5 zeigt eine Draufsicht auf ein aus einem Winkelstück bestehenden Knotenstück mit eingesetzten Grundstäben und einem Diagonalstab, sowie zwei Beileqplatten.

Fig. 6 zeigt ein aus mehreren Hinkelecken zusammengesetztes Knotenstück sowie die Enden einzuschiebender Stäbe.

Fig. 7 zeigt in einer Schnittansicht das Knotenstück von Fig. 6 mit eingesetzten Stäben.

Die in Fig. 1 gezeigte Winkelecke besteht aus rechtwinklig an-

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einandergesetzten Wänden 11, 12 und 13. Dieses ein einfaches Knotenstück bildende Winkeleck 1 hat in jeder der Wände drei Bohrunqen 14, die im gleichen Abstand von der Außenkante der jeweiligen Wand angeordnet sind und von denen die eine auf der vom Verbindungspunkt der drei Wände bzw. Winkelflächen 11, 12 und 13 ausgehenden Diagonalen liegt, während die beiden anderen Bohrungen symmetrisch zur Diagonalen angeordnet sind.

Die mit diesem Knotenstück zu einem Knotenpunktmehrbein verbindbaren Stäbe umfassen Grundstäbe 2 und Diagonalstäbe 3. Die Grundstäbe 2 haben an ihren Enden in die Stirnfläche eintretende, sieh in der Mitte rechtwinklig kreuzende Schlitze 21, 22. Die Stirnflächen der Grundstäbe 2 sind pyramidenstumpfartig unter einem Winkel von 45 abgetast, so daß schräge Flächen 25 und eine Stirnfläche 27 gebildet werden. Die Abfasung und Abmessung der Stirnfläche ist dabei so bemessen, daß bei der Anordnung am Knotenstück die Schrägflächen 26 der Grundstäbe 2 gleichmäßig gegeneinander zu liegen kommen. Parallel zu einem der Schlitze 21 bzw. 22 sind in die Grundstäbe in die innerhalb der Abfasung 26 liegende Stirnfläche Verstärkur gen 24 eingesetzt, die, wenn die Stäbe aus Holz hergestellt sind, aus eingeleimten Sperrholzfedern bestehen. Die Enden der Grundstäbe weisen exzentrisch angeordnete Bohrungen, d.h. seitlich von dem Schlitz 21 und parallel dazu durch den Stab hindurchgehende Bohrungen 25 auf, die so angeordnet sind, daß bei an einem Winkelstück in noch zu beschreibender weise angeordneten

Grundstäben in die Bohrungen 25 eingesetzte Befestigungsmittel,

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beispielsweise Schrauben 4, durch die nicht auf der Diagonalen der einzelnen Winkelflächen liegenden Bohrungen 14 hindurchgehen. Bei der gezeigten £usführungsform hat das eine. Ende der Bohrung 25 eine Ansenkung, während im anderen Ende ein Innengewinde vorgesehen ist, so daß die eingesetzte Schraube nicht über die Stabwand vorsteht.

Der in Fig. 3 gezeigte Diagonalstab tia.c einen einzigen, ir. seine Stirnfläche parallel zu den Seitenwänden eingelassenen Schlitz 33, wobei parallel zu diesen Schlitz beidseitig Verstärkungen 34,wie vorstehend beschrieben,vorgesehen sein können. Die beiden keinen Schlitz aufweisenden Seiten des Diagonal-* Stabes 3 sind durch eine in der Mitte der Stabbreite angesetzte Bohrung verbunden, die so anoeordnet ist, daß bei an Knotenstück 1 eingesetztem Diagonalstab 3 eine in diese Bohrung eingesetzte Befestigungsschraube 4 durch die auf der Diagonalen liegende Bohrung der jeweiligen Hinkelflache hindurchgeht. Das vordere Ende des Diagonalstabes 3 ist dachförmig unter einem Winkel von 45° abgefaet, wobei eine Stirnfläche 36 gebildet wird. Die Abfasungr ist so getroffen, daß die schrägen Flachen 35 an den geraden Seiten der Grundstabe 2 anliegen.

Ein Knotenpunktmehrbein, das mil: einen aus einem einzigen Winkeleck bestehenden Knotensttlck 1 gebildet ist, ist in Fig. dargestellt. Dabei ist erkennbar, daß die Schlitze in e&sn Grundstäben 2 und den Diagonalstäben 3 so ausgebildet sind, daß

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ihre Breite der doppelten Breite einer WinkelflSche des Winkeleckes entspricht. Um eine feste Verbindung zu gewährleisten, müssen deshalb einer Winkelfläche entsprechende Beilegplatten 15, in denen den Bohrungen 14 entsprechende Bohrungen 16 vorgesehen sind (Fig. 2) auf der Außenseite des Winkeleckes angeordnet werden. Wie aus Fig. 5 zu ersehen ist, werden die Grundstäbe 2 in das Winkeleck so eingeschoben, daß der von zwei Winkelflächen gebildete rechtwinklige Verband mit seiner Ecke in der Kreuzungsstelle der Schlitze 21, 22 liegt. Dadurch liegt eines der von den Schlitzen 21, 22 gebildeten vier Stirnfelder eines jaden Grundstabes 2 innerhalb des Winkeleckes 1, während die übrigen drei Stirnfelder außerhalb davon liegen. Der im Winkel von 45° in der Ebene der einen Winkalflache liegende Diago nalstab 3 liegt, wie bereits vorstehend erwähnt, mit seinen Ab-'?«*ungs£lächenr. 35 an den ebenen Seitenflächen der Grundstäbe 2 an, wobei seine Stirnfläche 36 im Abstand von der Berührungskante der ebenen Seitenwände der Grundstäbe liegt. Die Grundstäbe 2 liegen unter Bildung eines festen Verbandes mit ihren Abfasflnoeg^ 26 fest gegeneinander, wobei die Anordnung der Bohrungen und der eingesetzten Schrauben 4 in die Grundstäbe bzw. den Diagonalstab, aus der Draufsicht von Fig. 5 gut zu ersehen ist.

Bei dem in Fig. 6 gezeigten Knotenstück 1, das aus acht aneinandergesetzten Winkelecken besteht, ist eine weitere Möglichkeit der Zusammensetzung eines Knotenpunktmehrbeines erkennbar. Man sieht, daß bei dieser Anordnung die Beilegplatten 15 weggelassen

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werden, da die aneinandereresetzten Winkelflächen der einzelnen Winkelecken bereits der Schlitzbreite entsprechen. Die in Fig. gestrichelt eingezeichneten Symmetrieachsen sind in der in Fig. gezeigten Draufsicht ebenfalls zu erkennen. Sie liegen in den Berührungskanten der Winke lecken und auf den Diagonaler., die durch den Berührungspunkt aller Winkelecken hindurchgehen. Wie aus Fig. 7 erkennbar ist, ist eine gesonderte Befestigung der Winkelecken aneinander nicht erforderlich. Die Verbindung der Winkelecken zu dem gezeigten KnotenstUck erfolgt durch die aufgeschobenen Stäbe 2,3,die mit Hilfe der durch die Bohrungen in den Flächen der Winkelecke hindurchgehenden Schrauben befestigt sind.

Das gezeigte Konstruktionsprir.zip ist unabhängig von den statisch erforderlichen Querschnitten üna acn erforderlichen Abmessungen der zum Knotenpunkt gehörenden Teile, dib. der Winkelecken und Verbindungselemente.

Die nachstehende Tabelle gibt eine Obersicht über die Kombinationsmöglichkeiten von Winkelecken 1, Beilegplatten 15, Grundstäben 2 und Diagonalstäben 3.

Tabelle Verbindungsmöglichkeiten

Winkelecken Beilegplatten GrandstSbe DiagonalstSbe

13 3 3

2 4 4 5

- lo/-

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- ΙΟ -

Winkelecken	Beilegplatten	Grundstäbe	Diagonalstäbe
3	4	5	7
4	4	5	8
5	5	6	Io
6	4	6	11
7	3	6	12
8	O	6	12

- Ansprüche -

- 11/-

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Claims (1)

1. - 11 Ansprüche

   1. Knotenpunktmehrbein mit einem Knotenstück, an das mindestens drei Grundstäbe längs dreier rechtwinklig zueinander stehender Symmetrieachsen und drei Diagonalstäbe jeweils längs einer Winkelhalbierenden eines Paares der Grundstäbe lösbar ansetzbar sind, dadurch gekennzeichnet , daß das Knottanstück (l) von mindestens einer Winkelecke gebildet ist, deren drei Hinkelflachen (11, 12, 13) in den drei von den Symmetrieachsen aufgespannten Ebenen verlaufen, daß die Enden der Grundstäbe (2) mit einem winkel firmigen Schlitz (21, 22) versehen sind, in den zwei rechtwinklig zueinander stehende Winkelflächen der Winkelecke (1) eingesteckt sind, daß die Enden der Diagonalstäbe (3) mit einem Schlitz (33) versehen sind, in den jeweils eine freie Ecke einer Winkelflache der Winkelecke (1) eingesteckt ist, und daß Befestigungsmittel (4) zur Festhalten der Stabenden an der Winkelecke (1) vorgesehen sind.

   2. Knotenpunktmehrbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Knotenstück aus mehreren τ η-kelecken (1) besteht, welche voneinander unabhängige räumlich Ecken bilden, die von denselben in drei Symmetrieachsen aufgespannt sind, und daß die parallelen Winkelflächen benachbarter Winkelecken (1) jeweils gemeinsam in den winkelförmigen Schlitz (21, 22) der Grundstäbe (2) bzw. den Schlitz (33) der Diagonalstäbe (3) eingreifen.

   - 12/-

   Ι 3. Knotenpunktmehrbein nach Anspruch 2, dadurc g e kennzeichnet, daß das KnCienstück aus gleicharti- '■■ gen. Winkelecken (1) zusammengesetzt und durch die Befestigungsmittel (4) der Stäbe (2, 3) zusammengehalten ist.

   ί 4. Knotenpunktmehrbein nach eins„. der vorhergehenden An- 'i spräche, dadurch g e k e η η zee i c h η e t , daß die Schlitze (21, 221 33) in den Grundstäben (2) u»d in den Diagonalstäben (3) entsprechend der doppelten Stärke einer Winkelfläcne bemessen sind, und daß bei Einerriff einer einzelnen Winkelfläche einer Winkelecke (1) zusätzlich in den Schlitz eine Beilegplatte (15) eingesteckt ist.

   5. Knotenpunktmehrbein nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch, gekennzeichnet , daß die

   Enden der Grundstäbe (2) kreuzförmig durchgehend geschlitzt sind.

   6. Knotenpunktmehrbein nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Enden der Diagonalstäbe (3) geradlinig durchgehend geschlitzt sind.

   7. Knotenpunktmehrbein nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß jede Winkelfläche (11, 12, 13) jeder Winkelecke (1) mit drei Bohrungen (14) versehen ist, von denen die eine auf der Diagonalen der Winkelfläche liegt und die beiden anderen symmetrisch zur Diagonalen und mit gleichem Kantenabstand wie die erste angeordnet sind.

   - 13/-

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   8. Knotenpunktmehrbein nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß an jedem stauende ein einziger Querbolzen (4) Vorgesehen ist, der im Falle der Grundstäbe (2) exzentrisch angeordnet ist.

   9. Knotenpunktmehrbein nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß das Knotenstück aus acht Winkelecken so zusammengesetzt ist, daß sechs Grundstäbe (2) und zwölf Diagonalstäbe (3) anschließbar sind.

   10. Knotenpunktmehrbein nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die-Enden der erundstäbe (ZJ pyraröiden»tiaspfartig und die Endsn der Diagonalstäbe (3) dachförmig jeweils ±m Winkel von 45° abgefast sind.

   11. Knotenpunktmehrbein nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeic hnn et, daß die Grundstäbe (2) und/oder die Diagonalstäbe (3) aus Holz, Schichtholz, Kunststoff oder Preßstoffen bestehen.

   12. Knotenpunktmehrbein nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Winkelecken (1) aus Metall oder Kunststoff bestehen.

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