EP0044057A1

EP0044057A1 - Knotenpunktverbindung für Holzstäbe von Fachwerken, insbesondere Raumfachwerken

Info

Publication number: EP0044057A1
Application number: EP81105419A
Authority: EP
Inventors: Helmut Dr.-Ing. Eberlein
Original assignee: Mero Raumstruktur GmbH and Co
Current assignee: Mero Raumstruktur GmbH and Co
Priority date: 1980-07-15
Filing date: 1981-07-11
Publication date: 1982-01-20
Also published as: JPS5777741A; CA1171630A; DE3026689A1; US4475841A; DK312781A; ATE5427T1; DE3161498D1; EP0044057B1; DE3026689C2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Knotenpunktverbindung für Fachwerke, bzw. Raumfachwerke aus Holzstäben (13) und kugelförmigen Knotenstücken (10) aus Metall, in denen Gewindebohrungen (11) ausgearbeitet sind, deren Achsen sich in jedem Knotenstück-Mittelpunkt schneiden. An den Enden der Holzstäbe (13) sind in Haltegliedern (14) Gewindebolzen (12) drehbeweglich gelagert, die in die Gewindebohrungen (11) der Knotenstücke (10) eingeschraubt werden. Die Halteglieder für die Gewindebolzen waren bisher mehrteilig ausgeführt und mittels Schrauben oder Nägel umständlich an den Holzstäben befestigt. Zur Vereinfachung der Befestigung der Halteglieder (14) an den Holzstäben (13) schlägt die Erfindung vor, die Halteglieder (14) mindestens an ihrem Befestigungsabschnitt als einstückige Profilteile auszubilden und in ihrem Profil (15) entsprechend angepaßten axialen Ausnehmungen (16) in den Stirnenden der Holzstäbe (13) einzukleben. Um eine große Klebefläche zu erreichen, ist das Profil (15) der Halteglieder (14) vielfach verzweigt. Die Erfindung wird hauptsächlich verwendet zur Erstellung preiswerter Raumfachwerke, an die keine besonders hohen statischen Anforderungen gestellt werden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Knotenpunktverbindung für Holzstäbe von Fachwerken, insbesondere Raumfachwerken, mit an den Enden der Holzstäbe befestigten Haltegliedern für Gewindebolzen, die in Gewindebohrungen von Knotenstücken eingedreht sind.
Eine derartige Knotenpunktverbindung ist z.B. durch die DE-PS 896 712 und die DE-AS 2 020 242 bekannt geworden. Bei beiden bekannten Konstruktionen bestehen die Knotenstücke aus Stahl oder Leichtmetall, während die Stäbe aus Rund- oder Vierkanthölzern hergestellt sind, wodurch man relativ preiswerte Raumfachwerke erstellen kann, die in vielen Fällen ohne weiteres die statischen Erfordernisse erfüllen. Jede dieser Ausführungen verwendet zur Halterung der Gewindebolzen mehrere U-förmige Bügel, die im einen Fall mittels krallenförmiger Enden und Schrauben an der Außenseite eines Holzstabs befestigt werden und im anderen Fall in axiale Schlitze in den Stirnenden der Holzstäbe eingesteckt und durch querverlaufende Stifte oder Schrauben in dieser Position gehalten sind. Diese Befestigungsarten sind jedoch teileaufwendig und erfordern auch relativ viel Arbeitszeit, da zur Befestigung der Haltebügel zahlreiche Nägel oder Schrauben in das Holz eingetrieben werden müssen. Wenn in dem einen genannten Fall die Haltebügel aus stärkeren Blechen bestehen, müssen diese zur Aufnahme der Nägel oder Schrauben sogar vorgebohrt werden. Die Befestigungsarbeit wird dadurch noch umständlicher.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, derartige Knotenpunktverbindungen weiter zu vereinfachen, so daß sie zeitsparend hergestellt werden können. Schließlich soll auch die Anschlußlänge zwischen den Stabenden und den Knotenstücken weiter reduziert werden.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Halteglieder mindestens an ihrem Befestigungsabschnitt als einstückige Profilteile ausgebildet und in ihrem Profil angepaßten axialen Ausnehmungen in den Stirnenden der Holzstäbe eingeklebt sind. Dadurch wird die Befestigung eines Halteglieds am Ende eines Holzstabes wesentlich vereinfacht, denn das Halteglied braucht nach Einbringung des Klebstoffes lediglich in die entsprechenden Ausnehmungen eingedrückt zu werden, wobei durch relativ große Klebeflächen nach dem Aushärten des Klebers eine sichere Verankerung des Halteglieds am Holzstabende sichergestellt wird. Zweckmäßig wird das Profil der Halteglieder zur Vergrößerung der Klebefläche vielfach verzweigt ausgebildet. Die Ausnehmungen in den Stirnenden der Holzstäbe können bei verwickelten Profilen relativ einfach z.B. im Kopierfräsverfahren hergestellt werden. Mittels der erfindungsgemäßen Halteglieder lassen sich ferner sehr kurze Anschlußlängen erreichen.
Die Wirtschaftlichkeit wird weiter erhöht, wenn die Halteglieder nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung aus Strangpreßprofilteilen bestehen. Dies hat den ganz besonderen Vorteil, daß dabei die Klebe-Fläche in einfachster Weise besonders groß ausgeführt werden kann und eine sehr große Grenzfläche zwischen Holz und Anschlußteil zur Kraftübertragung mittels des Klebers genutzt werden kann.
Wenn gemäß noch einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung jedes Halteglied aus einem Strangpreßteil mit sägezahnförmigem oder dgl. Profil besteht oder ein solches enthält, wird die Ausarbeitung der entsprechenden keilförmigen Ausnehmungen in den Stirnenden der Holzstäbe vereinfacht. Es genügt in diesem Fall ein entsprechender Profilfräser, den man quer durch die Stirnenden der Holzstäbe laufen läßt.
Wenn nach noch einer weiteren Ausbildung der Erfindung das Halteglied an seinem vom Sägezahn rofil abgewendeten Abschnitt eine axiale Nut mit T-förmigem lichten Querschnitt zur Aufnahme eines oder mehrerer Gewindebolzen aufweist, die seitlich durch z.B. Stifte arretiert sind, wird vorteilhaft ein einstückiges Halteglied für den oder die Gewindebolzen erreicht, das sehr kurze Anschlußlängen zuläßt. Außerdem kann ein solches Halteglied wahlweise einen oder mehrere Gewindebolzen zur Ausführung entsprechender Mehrfachanschlüsse aufnehmen.
Nach noch einer weiteren Variante der Erfindung kann das Sägezahnprofil an einer auf der Stirnseite des Holzstabes aufliegenden Platte angeformt sein, an deren Außenseite ein oder mehrere Hohlkegelstücke oder dgl. zur Halterung des bzw. der Gewindebolzen befestigt sein können.
Noch eine andere Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß jedes Halteglied aus einem Strangpreßteil mit stern- oder speichenradförmigem Querschnittsprofil besteht. In dem zentralen Teil des Haltegliedes mit dem stern- oder speichenradförmigen Querschnittsprofil wird vorteilhaft der Gewindebolzen gehalten und die äußere Stirnseite dieses zentralen Teils bildet zweckmäßig die Auflagefläche für eine mit dem Gewindebolzen drehfest, jedoch axial verschieblich verbundene Treibmuffe. Diese Version der Erfindung ermöglicht eine extrem kurze Anschlußlänge, die praktisch nur noch der Länge einer Treibmuffe entspricht.
Eine für relativ geringere Belastungen bestimmte, vereinfachte Version der Erfindung besteht darin, daß die Halteglieder für die Gewindebolzen aus Hülsen mit entsprechender Gewindebohrung bestehen. Auch in diesem Fall kann man extrem kurze Anschlußlängen erreichen. Der Durchmesser dieser Hülsen wird zur Schaffung ausreichender Klebeflächen entsprechend groß bemessen.
Die Erfindung wird anschließend anhand der Zeichnungen von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Knotenpunktverbindung gemäß der Erfindung, teilweise im Schnitt, bei der als Halteglieder für die Gewindebolzen Strangpreßteile mit sägezahnförmigem Profil vorgesehen sind;
Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie II - II in Fig. 1;
Fig. 3 eine der Fig. 2 ähnliche Schnittansicht , die jedoch zwei in dem Halteglied verankerte Gewindebolzen für einen Doppelanschluß an einem Knotenstück zeigt;
Fig. 4 eine Seitenansicht einer Knotenpunktverbindung, die eine weitere Ausführungsform eines Halteglieds für einen oder mehrere Gewindebolzen zeigt;
Fig. 5 eine Schnittansicht entlang der Linie V -V in Fig. 4;
Fig. 6 eine Seitenansicht einer Knotenpunktverbindung, welche noch eine weitere Ausführungsform der Erfindung mit einem Halteglied für einen Gewindebolzen zeigt, welches einen speichenradförmigen Querschnitt aufweist;
Fig. 7 eine Schnittansicht entlang der Linie VII - VII in Fig. 6;
Fig. 8 eine Stirnansicht des Holzstabes der Fig. 6 ohne eingeklebtes Halteglied;
Fig. 9 eine Stirnansicht des bei der Ausführungsform nach den Figuren 6 und 7 verwendeten Halteglieds;
Fig. 10 eine der Fig. 7 ähnliche Schnittansicht bzw. Draufsicht auf eine dritte Ausführungsform der Erfindung mit einem einen sternförmigen Querschnitt aufweisenden Halteglied für den Gewindebolzen;
Fig. 11 eine Stirnansicht des bei der Ausführungsform nach Fig. 10 verwendeten Halteglieds;
Fig. 12 eine den Figuren 7 und 10 ähnliche Schnittansicht bzw. Draufsicht auf eine vierte Ausführungsform der Erfindung mit einem Halteglied in Form einer Hülse mit Innengewinde und
Fig. 13 einen Längsschnitt des beim Ausführungsbeispiel der Fig. 12 eingebauten Halteglieds.

In Fig. 1 ist mit 10 ein Knotenstück einer Knotenpunktverbindung in einem Raumfachwerk bezeichnet, bei dem Holzstäbe 13 verwendet werden. Das aus Metall, z.B. Stahl hergestellte Knotenstück 10 weist mehrere sich in seinem Mittelpunkt schneidende Gewindebohrungen 11 auf, die zur Aufnahme von Gewindebolzen 12 bestimmt sind . An dem Knotenstück 10 sind lediglich beispielhaft zwei Vierkant-Holzstäbe 13 angeschlossen, die an ihren Enden Halteglieder 14 für jeweils einen Gewindebolzen 12 aufweisen.
Die Halteglieder 14 bestehen beim Ausführungsbeispiel nach den Figuren 1 - 3 aus von einem Strangpreßprofil aus z.B. Aluminium abgetrennten Teilen, deren Länge in Abhängigkeit von der Kantenlänge der Holzstäbe 13 bemessen wird. Die Halteglieder 14 weisen an ihrem der Befestigung dienenden Abschnitt ein sägezahnförmiges Profil 15 auf, das in diesem Profil angepaßten axialen keilförmigen Ausnehmungen 16 im Stirnende der Holzstäbe 13 eingeklebt ist. Als Kleber kann hierfür ein im Handel erhältlicher Spezialkleber für Holz und Metall verwendet werden. Die Ausnehmungen 16 sind vorzugsweise durchgehend von einer Seite zur gegenüberliegenden Seite ausgebildet, z.B. unter Verwendung eines entsprechenden Formfräsers. Dadurch sind sie seitlich offen, was den Vorteil hat, daß dort überschüssiger Kleber austreten kann.
Die Halteglieder 14 weisen ferner an ihrem aus dem Stirnende jedes Holzstabs 13 hervorstehenden Abschnitt eine T-förmige Längsnut 17 auf, in welche der Gewindebolzen 12 mit seinem Kopf 18 eingesteckt und durch zwei querverlaufend angeordnete Stifte 19 in der in Fig. 2 gezeigten zentralen Position gesichert ist.
Zum Eindrehen der Gewindebolzen 12 in die Gewindebohrungen 11 des Knotenstückes 10 dient jeweils eine Treibmuffe 20. Jede Treibmuffe 20 ist mit ihrem Gewindebolzen 12 durch einen Stift 21 drehfest verbunden, welcher im Gewindebolzen 12 fest verankert ist und sich in ein Langloch 22 der Treibmuffe (Schlüsselmuffe) erstreckt. Diese Treibmuffenanordnung ist bekannt und bedarf daher keiner weiteren Erläuterung. Bei fertiggestellter Verbindung liegt die Treibmuffe 20 mit einer Stirnseite auf einem abgeflachten Teil des Knotenstücks 10 und mit ihrer gegenüberliegenden Stirnseite auf den Flächen 23 zu beiden Seiten der Nut 17 mit T-förmigem lichten Querschnitt auf.
In Fig. 3 ist angedeutet, daß das Halteglied 14 auch zwei Gewindebolzen 12' (bei größerer Länge auch mehr als zwei Gewindebolzen) aufnehmen kann. Auch in diesem Fall sind die Gewindebolzen 12' gegen ein seitliches Heraustreten aus der Nut 17 durch querverlaufende Stifte 19 gesichert. Bei der Ausführungsform nach den Figuren 4 und 5 ist an dem Knotenstück 10 beispielhaft nur ein Vierkant-Holzstab 13 angeschlossen. Das Halteglied 14a für den Gewindebolzen 12 besteht bei dieser Auisführungsform aus einem Aluminium-Strangpreßteil 24, welches an der Unterseite, gleich der Ausführungsform nach den Figuren 1 - 3 ein sägezahnförmiges Profil 15 aufweist, das in entsprechende axiale keilförmige Ausnehmungen 16 eingeklebt ist. An der außenliegenden Seite des Teils 24 ist ein Hohlkegelstück 25 aus Aluminium angeschweißt, in welchem der Gewindebolzen 12 mit seinem Kopf 18 gehalten ist.
Die Ausführungsform nach den Figuren 6 - 9 enthält ein Halteglied 14b für einen Gewindebolzen 26 mit einem speichenradförmigen Querschnitt, wobei in dem zentralen oder nabenförmigen Teil 27 eine Gewindebohrung 28 für den Gewindebolzen 26 vorgesehen ist. Das Halteglied 14b wird ebenfalls vorzugsweise als Strangpreßteil aus Aluminium hergestellt, und die einzelnen Halteglieder werden von dem Strangpreßprofil mit einer solchen Länge abgetrennt, daß eine ausreichend große Klebefläche erreicht wird.
Der Gewindebolzen 26 ist bei diesem Ausführungsbeispiel als Differenz-Gewindebolzen ausgebildet, der bei Knotenpunktverbindungen von Raumfachwerken bekannt ist und somit keiner weiteren Erläuterung bedarf. Die drehfeste, jedoch eine axiale Relativbewegung zulassende Verbindung zwischen dem Gewindebolzen 26 und der Treibmuffe 20 entspricht dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 1 und 4.
Die Befestigung des Haltegliedes 14b in den Enden des Vierkant-Holzstabes 13 erfolgt durch Einklebung in entspr hende Ausnehmungen. Im einzelnen ist zu diesem Zweck in jedem Stirnende des Vierkant-Holzstabes 13 eine zentrale axiale Bohrung 29 vorgesehen, von der radial nach außen Schlitze 30 verlaufen. Koaxial zur Bohrung 29 ist eine kreisringförmige Ausnehmung 31 vorgesehen. Die Bohrung 29, Schlitze 30 sowie die Ausnehmung 31 sind sämtlich auf eine Tiefe ausgearbeitet, die etwa der Länge des Halteglieds 14b entspricht (vergl. Fig. 6). Andererseits sind der Durchmesser der Bohrung 29 und die Breite der Schlitze 30 sowie der ringförmigen Ausnehmung 31 derart bemessen, daß bei eingesetztem Halteglied 14b seitliche Zwischenräume (Fig. 7) verbleiben, die der Aufnahme von Klebstoffen dienen. Der zentrale oder nabenförmige Teil 27 des Halteglieds 14b wird von der Bohrung 29 aufgenommen, während die Speichen 32 in den Schlitzen 30 sitzen. Der felgenförmige Außenumfangsabschnitt 33 des Halteglieds 14b findet Platz in der ringförmigen Ausnehmung 31. Fig. 7 zeigt, daß die zwischen dem eingesetzten Halteglied 14b und der Bohrung 29, den Schlitzen 30 und der ringförmigen Ausnehmung 31 verbleibenden Zwischenräume durch einen Füllkleber 34 bzw. Spezial-Kleber 35 ausgefüllt sind. Diese Kleber sind im Handel erhältlich. Da die Schlitze 30 seitlich nach außen offen sind, kann beim Einbau des Halteglieds 14b überschüssiger Klebstoff vorteilhaft seitlich abgedrängt werden.
In den Figuren 10 und 11 ist ein Halteglied 14c mit sternförmigem Querschnitt für den Gewindebolzen 26 gezeigt. Im einzelnen weist dieses Halteglied einen zentralen Teil 36 mit einer Gewindebohrung 37 zur Aufnahme des Gewindebolzens 26 auf. Von dem zentralen Teil 36 verlaufen radial nach außen gleichförmige Stege 38. Das Halteglied 14c besteht gleichfalls vorzugsweise aus einem Aluminium-Strangpreßteil, das in vorbestimmten Längen von einem Strangpreßprofil abgetrennt wird. Die Einklebung dieses Halteglieds erfolgt ähnlich wie beim Ausführungsbeispiel nach den Figuren 6 - 9 in einer Axialbohrung 29 in den Stirnenden des Vierkant-Holzstabes 13, von der radial nach außen Schlitze 30 verlaufen. Der zentrale Teil 36 des Halteglieds 14c wird wieder von der Axialbohrung 29 aufgenommen, während die Stege 38 in den Schlitzen 30 sitzen. Zwischen dem Halteglied 14c und der Bohrung 29 bzw. den Schlitzen 30 ist wie beim vorangegangenen Ausführungsbeispiel genügend Zwischenraum zur Aufnahme eines geeigneten Spezial-Klebers 35 bzw. Füllklebers 34 vorhanden, wie Fig. 10 zeigt.
Beim Ausführungsbeispiel nach den Figuren 12 und 13 besteht das Halteglied 14d für den Gewindebolzen 26 aus einer einfachen Hülse aus z.B. Aluminium mit einer entsprechenden Gewindebohrung 39. Der Durchmesser dieser Hülse ist kleiner als derjenige der Zentralbohrung 29 in den Stirnenden des Vierkant-Holzstabes 13, um beim Einkleben des Halteglieds 14d genügend Zwischenraum für die Unterbringung des Spezial-Klebers 35 zu erhalten. Ferner ist der Durchmesser des Halteglieds 14d so gewählt, daß eine ausreichend große Klebefläche zur Verfügung steht.

Claims

1. Knotenpunktverbindung für Holzstäbe von Fachwerken, insbesondere Raumfachwerken, mit an den Enden der Holzstäbe befestigten Haltegliedern für Gewindebolzen, die in Gewindebohrungen von Knotenstücken eingedreht sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteglieder (14, 14a - 14d) mindestens an ihrem Befestigungsabschnitt als einstückige Profilteile ausgebildet und in ihrem Profil angepaßten axialen Ausnehmungen (16, 29, 30, 31) in den Stirnenden der Holzstäbe (13) eingeklebt sind.

2. Knotenpunktverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Profil der Halteglieder (14, 14a, 14b, 14c) zur Vergrößerung der Klebefläche vielfach verzweigt ausgebildet ist.

3. Knotenpunktverbindung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteglieder (14, 14a - 14d) aus Strangpreßprofilteilen bestehen.

4. Knotenpunktverbindung nach den Ansprüchen 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Halteglied (14, 14a) aus einem Strangpreßteil mit sägezahnförmigem oder dgl. Profil (15) besteht oder ein solches enthält.

5. Knotenpunktverbindung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteglied (14) an seinem vom Sägezahnprofil (15) abgewendeten Abschnitt eine axiale Nut (17) mit T-förmigem lichten Querschnitt zur Aufnahme eines oder mehrerer Gewindebolzen (12) aufweist, die seitlich durch z.B. Stifte (19) arretiert sind.

6. Knotenpunktverbindung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Sägezahnprofil (15) an einer auf der Stirnseite des Holzstabes 13 aufliegenden Platte angeformt ist, an deren Außenseite ein oder mehrere Hohlkegelstücke (25) oder dgl. zur Halterung des bzw. der Gewindebolzen (12) befestigt sind.

7. Knotenpunktverbindung nach den Ansprüchen 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Halteglied (14b, 14c) aus einem Strangpreßteil mit stern- oder speichenradförmigem Querschnittsprofil besteht.

8. Knotenpunktverbindung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in dem zentralen Teil (27, 36) des Halteglieds (14b bzw. 14c) mit stern- oder speichenradförmigem Querschnittsprofil der Gewindebolzen (26) gehalten ist und die äußere Stirnseite dieses zentralen Teils (27, 36) die Auflagefläche für eine mit dem Gewindebolzen (26) drehfest, jedoch axial verschieblich verbundene Treibmuffe (20) bildet.

9. Knotenpunktverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteglieder (14d) für die Gewindebolzen (26) aus Hülsen mit entsprechender Gewindebohrung (39 bestehen.