EP0157124B1

EP0157124B1 - Knotenpunktteil zur Verbindung einander benachbarter Bauteile

Info

Publication number: EP0157124B1
Application number: EP85101342A
Authority: EP
Inventors: Burkhardt Leitner
Original assignee: Leitner GmbH
Current assignee: Leitner GmbH
Priority date: 1984-02-15
Filing date: 1985-02-08
Publication date: 1987-06-10
Also published as: EP0157124A3; SG40589G; DE3560244D1; HK99589A; EP0157124A2; DE3405282A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Knotenpunktteil nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Solche Knotenpunktteile sind beispielsweise im Gerüstbau üblich.
Ein derartiges Knotenpunktteil nach dem Oberbegriff des Anspruchs ist bekannt aus der DE-A 2 305 330. Es hat etwa die Form einer Kugel, in die radiale Bohrungen zum Festschrauben von Gerüststangen oder dergleichen eingearbeitet sind. Außerdem sind um diese Bohrungen herum auf der Außenseite dieses Knotenpunktteils Befestigungsflächen vorgesehen, um eine gute Abstützung der Gerüststangen oder dergleichen an diesem Knotenpunktteil zu erreichen.
Nachteilig bei diesem bekannten Knotenpunktteil ist vor allem, daß es aus zwei durch einen Flansch verbundenen Teilen besteht, nämlich einem größeren und einem kleineren Kugelabschnitt. An jedem dieser beiden Kugelabschnitte müssen zuerst die zugeordneten Gerüststäbe befestigt werden, und erst dann können diese Kugelabschnitte längs ihres Flansches miteinander fest verbunden werden. Dies macht die Montage und ebenso den Abbau schwierig. Ein zwischenzeitliches Lösen oder Entfernen, oder auch ein Austausch oder nachträgliches Einfügen eines Stabes, sind nicht möglich, da hierzu zuerst die beiden Kugelabschnitte wieder voneinander getrennt werden müssen.
Die EP-A 81 608 und die FR-A 2 452 628 zeigen ein Knotenpunktteil, das ebenfalls etwa die Form einer Kugel hat und ebenfalls aus zwei unterschiedlich großen Kugelteilen zusammengesetzt ist, die hier durch einen Bolzen zusammengehalten werden, welcher sich vom einen Pol dieser Kugel zum anderen Pol erstreckt. Zu den zuvor genannten Nachteilen einer solchen Konstruktion tritt hier noch der hinzu, daß an den Polen keine Stangen bzw. Stäbe befestigt werden können, wie das fast immer gefordert wird. Eine solche Stabbefestigung an bestimmten Kugelabschnitten ist auch dann nicht möglich, wenn das Innere der Kugel über eine abnehmbare Verschlußkappe zugänglich gemacht wird, denn im Bereich dieser Kappe können Stäbe nicht befestigt werden. Derartige Knotenpunktteile mit abnehmbaren Verschlußkappen zeigen z. B. die DE-C 841 351 und die - bereits genannte - EP-A 81 608.
Ferner kennt man aus der DE-C 901 955 ein Knotenpunktteil in Form einer Kugel, die mit 18 gleichmäßig verteilten Gewindebohrungen und diese umgebenden Befestigungsflächen versehen ist. Zur Befestigung dienen Spezialstäbe, die an ihren Enden jeweils mit einer Mitnehmermuffe in Form einer Sechskantmutter versehen sind, in welcher eine Schraube angeordnet ist, die mit dieser Mitnehmermuffe drehfest, aber axial verschieblich, verbunden ist. Diese bekannte Anordnung hat den Nachteil, daß die Stäbe - welche in relativ großen Stückzahlen benötigt werden - recht teuer sind, und daß ein hiermit gebildetes Fachwerk ästhetisch wenig anspricht, da die Verbindungselemente nach außen hin stark in Erscheinung treten.
Ferner kennt man aus der Literaturstelle Soviet Inventions Illustrated, Sektion Mechanik, Woche B 20, 20. Juni 1979, ein Kuppelstück für Dachbalken. Dieses Kuppelstück hat zwei relativ zueinander verdrehbare ovale Ringe, die an ihrer gemeinsamen Achse durch Schraubenbolzen zusammengehalten werden. In jedem dieser ovalen Ringe befinden sich Langlöcher zur Aufnahme von Schrauben, mit denen die Dachbalken befestigt werden. Diese ovalen Löcher, und die Schraubenbolzen in der gemeinsamen Achse, sollen eine genaue Einstellung der Dachbalken ermöglichen, wie sie auch beim Fertigbau erforderlich ist. Es handelt sich hier um ein Bauteil für den Fertigbau, bei dem eine Vielzahl von Verstellmöglichkeiten gegeben ist aber die Anschlußmöglichkeiten begrenzt sind und z.B. in Richtung der Drehachse völlig fehlen.
Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Knotenpunktteil zu schaffen, das einen einfachen Aufbau hat, die Befestigung vieler Bauteile ermöglicht, und das nach der Montage noch in einfacher Weise den Ein- oder Ausbau eines Stabes aus einem Stabsystem ermöglicht, ohne daß hierzu eine sonstige Veränderung an diesem Stabsystem erforderlich wäre.
Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch die im Anspruch 1 angegebenen Maßnahmen. Durch die an den äquatornahen Bereichen vorgesehenen Öffnungen können Schrauben und Werkzeuge leicht und bequem in den Innenraum des Knotenpunktteils eingebracht werden, so daß diese Schrauben je nach Wunsch befestigt oder gelöst werden können, unabhängig davon, ob bereits andere Stäbe am Knotenpunktteil befestigt sind oder nicht. Durch die Möglichkeit, überall an einem solchen Knotenpunktteil Stäbe zu befestigen, wird dieses vielseitig verwendbar.
Bei einem erfindungsgemäßen Knotenpunktteil kann jederzeit ein zusätzliches Bauteil in das System eingefügt oder auch vollständig aus ihm entfernt werden, ohne daß hierbei etwa eine Veränderung der Lage der stehengebliebenen Knotenpunktteile erforderlich wird. Außerdem ergibt sich ein ästhetisch ansprechendes Aussehen von mit solchen Knotenpunktteilen aufgebauten räumlichen Stabsystemen. Außerdem benötigt ein solches Knotenpunktteil keine Gewindebohrungen, sondern es genügen einfache, gestanzte Löcher, so daß auch eine Lackierung eines solchen Knotenpunktteils mit beliebigen Farben in einfacher Weise möglich ist.
Mit besonderem Vorteil geht man dabei so vor, daß die bandförmigen Abschnitte im wesentlichen dieselben Winkelabstände voneinander aufweisen. Man erhält so einen symmetrischen Baukörper mit ästhetisch gefälligem Aussehen.
Eine sehr vorteilhafte Ausgestaltung eines solchen Knotenpunktteiles zeichnet sich dadurch aus, daß die bandförmigen Abschnitte jeweils im Bereich des Äquators des Baukörpers Befestigungsflächen aufweisen, die im wesentlichen senkrecht zu einer durch ein an einem Pol vorgesehenes, mit einer Befestigungsfläche versehenes Element verlaufenden Ebene liegen. Man erhält hierdurch Verbindungsmöglichkeiten sowohl in horizontaler wie in vertikaler Richtung, wie sie für die Praxis besonders wichtig sind.
Eine für die Praxis besonders bedeutsame und auch ästhetisch sehr ansprechende, bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die bandförmigen Abschnitte die Form zweier Polygonringe aufweisen, die an den Polen des Baukörpers jeweils gemeinsame Elemente aufweisen und die senkrecht zueinander verlaufen. In der Praxis hat es sich gezeigt, daß diese Form sehr vielseitig verwendbar und auch statisch sehr gut belastbar ist, und daß sie den Aufbau ästhetisch sehr ansprechender räumlicher Stabsysteme ermöglicht. Man könnte ein solches Knotenpunktteil auch als ein Kugelskelett bezeichnen, das aus mehreren Polygonringabschnitten zusammengesetzt ist.
Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den im folgenden beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten, in keiner Weise als Einschränkung der Erfindung zu verstehenden Ausführungsbeispielen, sowie aus den Unteransprüchen. Es zeigt:

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Blechschnitt zur Herstellung einer Hälfte eines Knotenpunktteils nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 2 zwei klauenförmige, aus Blechschnitten gemäß Fig. 1 hergestellte identische Teile vor ihrer Verbindung längs des gemeinsamen Äquators, in der Seitenansicht,
Fig. 3 ein gemäß Fig. 2 hergestelltes erfindungsgemäßes Knotenpunktteil in der Seitenansicht, in einer gegenüber Fig. 2 um 90° verdrehten Stellung,
Fig. 4 eine Draufsicht in Richtung des pfeiles B der Fig. 3 auf das in Fig. 3 dargestellte Knotenpunktteil, wobei seitlich mittels eines zusätzlichen Befestigungsteiles ein Stab befestigt ist,
Fig. 5 eine raumbildliche Darstellung des Knotenpunktteils der Fig. 3 und 4, zusammen mit einem zu befestigenden Stabende,
Fig. 6 die Befestigung des Knotenpunktteils auf dem in Fig. 5 dargestellten Stabende,
Fig. 7 eine raumbildliche Darstellung des Knotenpunktteils der Fig. 3 und 4 mit vier Stabenden, die sich in unterschiedlichen Richtungen erstrecken, und
Fig. 8 die Darstellung des vorderen Endes eines im Handel erhältlichen Sechskant-Schraubenziehers mit einem kugelig ausgebildeten Eingriffsende.

Fig. 1 zeigt einen Blechschnitt 1 mit vier gleich langen Armen 2 und Befestigungslöchern 3 sowie halben Befestigungslöchern 3' an den freien Enden der Arme 2.
Gemäß Fig. 2 werden die vier Arme 2 jeweils gegenüber den Polflächen 4 bzw. 4', die quadratisch ausgebildet sind und deren Breite gleich der Breite der Arme 2 ist, um einen Winkel alpha von 135° abgebogen, und dann nochmals an einer Stelle 5 um denselben Winkel alpha von 135° abgebogen, so daß von den Polflächen 4 bzw. 4' jeweils vier Klauen 6 in Richtung zueinander ragen und längs eines Äquators zur Anlage gegeneinander gebracht und miteinander verbunden werden können, z.B. durch Stumpfschweißen, Kleben, Hartlöten oder dergleichen.
Fig. 3 zeigt den Baukörper 7 des so gebildeten Knotenpunktteils, das man sich auch aus drei Baukörperteilen zusammengesetzt denken kann, nämlich einem durchgehenden Ring 8 mit dem Durchmesser D und in Form eines regelmäßigen Polygons, hier eines Achtecks, und zwei daran angesetzten und rechtwinklig zu diesem Ring 8 verlaufenden Polygonabschnitten 9 und 10, welche, einer Brücke vergleichbar, jeweils die beiden Polflächen 4 und 4' miteinander verbinden. Die einzelnen Flächen oder Laschenteile des so gebildeten räumlichen Polygons sind mit 4" bezeichnet und haben jeweils in ihrer Mitte eine Öffnung 11, welche Öffnungen den Öffnungen 3 bzw. 3' der Fig. 1 entsprechen. Die Mittelachsen 12 dieser Öffnungen 11 treffen sich, wie in Fig. 3 dargestellt, in dem mit 13 bezeichneten Mittelpunkt des Knotenpunktteils 7, verlaufen also radial.
Das Knotenpunktteil 7 hat zwischen den Baukörperteilen 8, 9 und 10 vier längliche Öffnungen 30, die in der Ansicht etwa die Form von zusammengequetschten Sechsecken haben und die als Montageöffnungen dienen. Ihre gegenüberliegenden Mittelabschnitte 31 und 32 (Fig. 7) verlaufen jeweils parallel zueinander und ermöglichen deshalb gemäß Fig. 4 das Einsetzen eines im Grundriß rechteckförmigen Befestigungsteiles 33, das mit zwei seitlich vorspringenden, gegenüberliegenden Leisten 34 die benachbarten Laschen 4" hintergreift. Es dient zur Befestigung eines Stabes 25, der sich gegen die parallelen Kanten 31 und 32 abstützt und der mittels einer Innensechskantschraube 35 (mit Rundkopf 37) am Befestigungsteil 33 gehaltert ist, wobei er dieses Teil 33 durchdringt und in ein Innengewinde des Stabes 25 eingeschraubt ist. Auf diese Weise läßt sich in jede der Öffnungen 30 ein Befestigungsteil 33 einsetzen und daran ein Stab 25 befestigen. Die dann noch verbleibenden acht dreieckförmigen Öffnungen ermöglichen auch in diesem Fall noch einen Zugang zum gesamten Innenraum des Knotenpunktteils 7.
Soll das Knotenpunktteil 7 mit dem in der Fig. 5 gezeigten Ende 14 eines Stabes 15 verbunden werden, so ist zunächst eine Befestigungsschraube 16 in den von den Baukörperteilen 8, 9 und 10 umgebenen Raum 17 einzubringen, wobei dann der Gewindeschaft 18 dieser Schraube 16 soweit durch die betreffende Öffnung 11 hindurchzustecken ist, daß der Schraubenkopf 19 satt an der Innenseite 20 des betreffenden Laschenteils 4" anliegt. Anschließend wird das Knotenpunktteil 7 auf das Ende 14 des Stabes 15 aufgesetzt, wobei dann mittels eines in der Fig. 8 angedeuteten Schraubenziehers 21 die Schraube 17 in Drehung zu versetzen und damit der Gewindeschaft 18 in die in dem Stabende 14 befindliche axiale Gewindebohrung 22 einzudrehen ist. Um hierbei einen sicheren Sitz des Schraubenziehers 21 und damit auch ein sicheres Eindrehen der Schraube 16 zu gewährleisten, werden zweckdienlich sogenannte Imbusschrauben verwendet, also Schrauben mit einem Innensechskant im Kopf 19. Die Verwendung derartiger Imbusschrauben bringt dabei den weiteren Vorteil mit sich, daß ein solcher Schraubenzieher 21 auch schräg an dem Schraubenkopf 19 angesetzt werden kann, so daß der Schraubenzieher 21 auch durch die zwischen den Bauteilen 8 - 10 befindlichen Zwischenräume 23 hindurchgesteckt werden kann. Dabei verwendet man mit besonderem Vorteil einen im Handel erhältlichen Sechskant-Schraubenzieher mit einem Profil gemäß Fig. 8. Sein Schaft 40 hat den Querschnitt eines regelmäßigen Sechsecks. An der Spitze ist der Schaft 40 zunächst - unter Beibehaltung seines Sechskantprofils - an einer Stelle 41 verjüngt und geht dann über in eine Kugel 42, die ebenfalls überall einen Sechskantquerschnitt hat. Ein solcher Schraubenzieher kann noch unter einem Winkel von etwa 25° an einer Imbusschraube angesetzt werden und ermöglicht deshalb ein sehr bequemes Drehen der Schraube 16 oder 37 durch die seitlichen Öffnungen 30. Bei Verwendung anderer Schraubenzieher kann ggf. ein Kardangelenk verwendet werden, wie man es in vielen Werkzeugkästen findet.
Fig. 7 schließlich zeigt ein Knotenpunktteil 7, an dem bereits die Enden 24 verschiedener, jeweils unterschiedliche Richtungen aufweisender Stäbe 25 angeschraubt sind.
Soll nun zwischen zwei derartigen, bereits fest in ein Stabsystem eingefügten Knotenpunktteilen 7 ein zusätzlicher Stab eingesetzt werden, so kann dies leicht und einfach dadurch geschehen, daß der betreffende Stab zwischen die beiden einander gegenüberliegenden Knotenpunktteile eingebracht und mittels der Befestigungsschrauben 16 mit diesen Knotenpunktteilen verschraubt wird. Soll ein bereits vorhandener Stab entfernt werden, so ist umgekehrt zu verfahren. In beiden Fällen können die Knotenpunktteile 7 ihre ursprüngliche Stellung beibehalten, so daß ein Abbau, oder auch nur ein teilweiser Abbau, des bereits erstellten Stabsystems nicht erforderlich ist.
Ein erfindungsgemäßes Knotenpunktteil kann angesehen werden als eine Kombination von mindestens zwei sich gegenseitig durchdringenden bandförmigen Polygon- oder
Kreisringen von im wesentlichen gleichen Durchmessern und mit demselben Mittelpunkt. Diese Polygon- oder Kreisringe haben dort, wo sie sich kreuzen, Elemente gemeinsam, und bevorzugt stehen - wie beim Ausführungsbeispiel - ihre Längsachsen senkrecht aufeinander. Es sind aber z.B. aber auch Polygonringstrukturen möglich, bei denen Polygonringe jeweils mit gleichen Winkelabständen voneinander angeordnet sind, z.B. drei Ringe mit Abständen von je 120°. Es kann sich naturgemäß auch ein Polygonring mit einem Kreisring kreuzen. Solche und andere Variationen liegen im Rahmen der vorliegenden Erfindung.

Claims

1. Knotenpunktteil zur Verbindung einander benachbarter Bauteile (14; 25), welches Knotenpunktteil mindestens annähernd eine Kugelform aufweist und an seinen Polen und den zwischen diesen Polen liegenden Bereichen mit Befestigungsflächen für die Bauteile (14; 25) versehene Elemente (4, 4', 4") und diese Elemente durchdringende Öffnungen (3, 3', 11) zur Aufnahme von Befestigungsschrauben (16) aufweist.
dadurch gekennzeichnet,

daß das Knotenpunktteil als einstückiger Baukörper (7) ausgebildet ist, daß von den an den beiden Polen dieses Baukörpers (7) vorgesehenen, mit Befestigungsflächen versehenen Elementen (4,4') jeweils eine Vielzahl von bandförmigen Abschnitten (8, 9, 10) ausgeht, daß diese bandförmigen Abschnitte (8, 9, 10) jeweils im Querschnitt gesehen polygonförmig ausgebildet sind und sich an dem mit einer Befestigungsfläche versehenen Element (z.B. 4') des gegenüberliegenden Poles wieder vereinigen, wobei die Ebenen dieser bandförmigen Abschnitte (8, 9, 10) jeweils miteinander einen Winkel einschließen, und daß in den äquatornahen Bereichen zwischen den bandförmigen Abschnitten (8, 9, 10) Öffnungen (30) vorgesehen sind, welche einen Zugang zum Innenraum (17) des Baukörpers (7) bzw. den dort vorzusehenden Befestigungsschrauben (16) ermöglichen.

2. Knotenpunktteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bandförmigen Abschnitte (8, 9, 10) im wesentlichen dieselben Winkelabstände voneinander aufweisen.

3. Knotenpunktteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die bandförmigen Abschnitte (8, 9, 10) jeweils im Bereich des Äquators des Baukörpers (7) Befestigungsflächen aufweisen, die im wesentlichen senkrecht zu einer durch ein an einem Pol vorgesehenes, mit einer Befestigungsfläche versehenes Element (4, 4') verlaufenden Ebene liegen.

4. Knotenpunktteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die bandförmigen Abschnitte (8, 9, 10) die Form zweier Polygonringe aufweisen, die an den Polen des Baukörpers (7) jeweils gemeinsame Elemente (4, 4') aufweisen und senkrecht zueinander verlaufen.

5. Knotenpunktteil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die an den Polen vorgesehenen, mit einer Befestigungsfläche versehenen Elemente (4, 4') etwa quadratische Befestigungsflächen aufweisen,
und daß die Breite der bandförmigen Abschnitte (8, 9, 10) jeweils im wesentlichen der Seitenlänge dieser etwa quadratischen Befestigungsflächen entspricht.

6. Knotenpunktteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei diametral gegenüberliegende bandförmige Abschnitte (8, 9, 10) zusammen mit den die Pole bildenden, mit einer Befestigungsfläche versehenen Elementen (4,4') jeweils einen im Querschnitt gesehen achteckförmigen Ring bilden, und daß jede Fläche bzw. Facette auf der Außenseite dieses achteckförmigen Rings als Befestigungsfläche ausgebildet ist.

7. Knotenpunktteil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die an diesen Befestigungsflächen vorgesehenen Bohrungen (11) jeweils in gleichen Winkelabständen voneinander angeordnet sind.

8. Knotenpunktteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der einstückige Baukörper (7) aus einer Mehrzahl von Teilen und insbesondere aus zwei im wesentlichen identischen, fest miteinander verbundenen Teilen (5) zusammengesetzt ist.

9. Knotenpunktteil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Teile (5) jeweils von den Polen her klauenförmig abgebogene, bandförmige Abschnitte (6) aufweisen, welche etwa längs des Äquators fest miteinander verbunden sind, wobei diese Teile bevorzugt im Grundriß (Fig. 1) jeweils etwa die Form eines vierarmigen Kreuzes (1) aufweisen, dessen Arme im wesentlichen gleich lang ausgebildet sind.

10. Knotenpunktteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Äquators in mindestens einer der Öffnungen (30) ein Befestigungsteil (33) angeordnet ist, welches dort die Kanten (31, 32) zweier benachbarter bandförmiger Abschnitte (4") hintergreift, und an welchem ein Bauteil (25) befestigbar ist (Fig. 4).

11. Knotenpunktteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an mindestens einer Befestigungsfläche ein insbesondere stabförmiges Bauteil (25) mit einem Ende befestigt ist, in welchem ein Innengewinde (22) vorgesehen ist, in das der Gewindeschaft (18) einer Schraube (16) eingreift, deren Kopf (19) gegen die Innenseite (20) des mit dieser Befestigungsfläche versehenen Elements (4,4', 4") abgestützt ist und die die in diesem Element (4, 4', 4") vorgesehene Öffnung (3, 3'; 11) durchdringt.

12. Knotenpunktteil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraube (16) als Innensechskantschraube ausgebildet ist.