EP0191426A2 - Raumfachwerk - Google Patents

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EP0191426A2
EP0191426A2 EP86101584A EP86101584A EP0191426A2 EP 0191426 A2 EP0191426 A2 EP 0191426A2 EP 86101584 A EP86101584 A EP 86101584A EP 86101584 A EP86101584 A EP 86101584A EP 0191426 A2 EP0191426 A2 EP 0191426A2
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EP
European Patent Office
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framework according
space framework
elements
consist
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EP86101584A
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EP0191426A3 (en
EP0191426B1 (de
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Friedrich B. Dipl.-Ing. Grimm
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Schueco International GmbH and Co
Original Assignee
Schueco International GmbH and Co
Schueco Heinz Schuermann GmbH and Co
Heinz Schuermann and Co
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Publication of EP0191426A2 publication Critical patent/EP0191426A2/de
Publication of EP0191426A3 publication Critical patent/EP0191426A3/de
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    • Y10T403/34—Branched
    • Y10T403/341—Three or more radiating members
    • Y10T403/342—Polyhedral

Definitions

  • the invention relates to a spatial framework with connecting elements having connecting elements, which consist of releasably connectable bodies and whose sheathing is approximately spherical or polyhedral, and in particular tubular and / or rod-shaped connecting pieces, for example with the connecting elements of the spaced-apart connecting elements are releasably connectable by screw connections.
  • Trusses of this type are described and shown, for example, in DE-OS 29 17 422.
  • the node elements of the space trusses consist of hollow, two-part metal balls with radial through openings. These metal balls have spacious access openings that are covered by caps. The caps are held on the balls by means of a holding spring. Both the production and the assembly of such node elements is complex and expensive, because on the one hand many process steps are required to get from the blank to the finished ball.
  • a not inconsiderable disadvantage of the known node element is the fact that the area of the metal balls which has the cap cannot be used for connecting connecting pieces, and that the force distribution on the node element is non-uniform. It is possible to reduce the influence of this unfavorable distribution of forces, for example by making the wall thickness of the hollow spheres thicker. However, this leads to a further increase in the cost of the node elements due to increased material expenditure.
  • the invention has for its object to provide a simple and easy to assemble spatial framework, in which connecting elements on simple and inexpensive to produce node elements are evenly distributed easily attached.
  • node elements consist of annularly formed and concentrically arranged bodies and that the bodies define different connection levels with the same number of connection elements.
  • a particularly expedient embodiment of the invention can be achieved in that the node elements each consist of three bodies arranged at right angles to one another, these node elements consisting of an inner body, which is arranged in a middle body, and an outer body, in which the middle body
  • a node element that meets all the requirements of a space framework can be assembled in a most elementary manner simply and quickly.
  • the individual bodies can namely consist of rings, the width of which is only slightly larger than the diameter of the connecting pieces at the connection point with the body.
  • the inner body with the middle and with the outer body on the outside while the middle body with the inner body on the inside and with the outer body on the outside in connection.
  • a particularly advantageous measure of the invention provides that the outer and the inner outline of the body is a polygon, preferably an octagon, the outer body being a regular octagon, the diagonally opposite sides of which are arranged at a distance of x (cm) from one another , the central body further having essentially the same shape as the outer body except for two diagonally opposite sides whose outer key width is x (cm), and wherein the inner body except for two diagonally opposite sides whose outer key width x - ( cm) is essentially the same shape as the central body, these two sides being perpendicular to the sides of the central body, whose external width across flats is x (cm).
  • there is a node element that nevertheless offers evenly distributed connection options for connecting pieces in all three mutually perpendicular planes.
  • the connecting elements are designed as radially extending bores which are evenly distributed over the circumference of the body, which provides for a further measure of the invention, then the distribution of forces within the node element is particularly good since the forces compensate each other.
  • the node element cannot be deformed even if the bodies consist of relatively thin-walled rings.
  • node elements the bodies of which consist, for example, of circular rings
  • the desired positive and non-positive engagement can be achieved in that the connecting parts of the bodies which are connected to one another have recesses of a complementary shape.
  • bodies consist of elastic material, as is provided in a further expedient measure of the invention, the assembly of individual node elements can be carried out particularly easily and quickly.
  • the connecting elements are tabs or eyes, and these measures can also be taken in such a way that the tabs or eyes have circular bores, the central axes of which run at right angles to the connecting plane in which the tabs or eyes are located.
  • the forces originating from the connecting pieces act evenly tangentially on the node elements. If, however, the connecting pieces are angled at right angles at their ends, the forces act radially again so that they compensate each other.
  • the tabs or eyes can be attached either on the inside and between the connecting parts of the body or on the outside of the body.
  • the advantages achieved by the invention consist in particular in a substantial simplification of the production of the knot and rod elements, as well as in a noticeable simplification of the assembly technology. If, for example, a node element with eighteen connecting elements (rod connection options) is to be produced, then only three differently designed rings, each with eight holes, are required.
  • the rings can be produced in a simple manner as sections of an extruded profile (aluminum), an extruded profile (steel) or a cold or hot-formed hollow profile.
  • connection technology simplifies the design of the connecting pieces (rod elements).
  • the rod elements can namely be designed so that they each have only one end-side threaded hole.
  • the connecting elements (rod connection surfaces) are already stamped into the body (rings) in an extrusion process (aluminum)
  • the connection pieces (rod ends) must be designed such that they have complementary connection surfaces.
  • the individual node element only gains its final shape and structural stiffening when it is screwed to the connecting pieces. This is a fundamental simplification in the manufacture of space grids.
  • connection pieces can be replaced at any time without destroying the space frame.
  • connecting elements having connecting elements, which consist of releasably connectable bodies and whose sheathing is approximately spherical or polyhedral.
  • the space framework also has tubular and / or rod-shaped connecting pieces, which can be detachably connected to the connecting elements of the spaced-apart node elements, for example by means of screw connections.
  • the node elements are formed from annular and concentrically arranged bodies. Each body defines a connection level with the same number of connection elements.
  • the node element 1 consists of three bodies 2, 3 and 4 arranged at right angles to one another, namely an inner body, which is arranged in a central body 3, and an outer body 2, in which the middle body 3 is arranged.
  • the three mentioned bodies 2, 3 and 4 each have the same number of connecting elements 5, 6 and 7.
  • each body 2, 3 and 4 has eight radially oriented connecting elements in the form of bores.
  • the bodies 2, 3 and 4 of the node element 1 are connected to one another in such a way that the inner body 4 is connected to the middle body 3 and to the outer body 2 on the outside, while the middle body 4 is connected to the inner body 4 on the inside and to the outside Body 2 is connected on the outside. This results in both a non-positive and a positive connection between the bodies 2, 3 and 4.
  • the connecting elements (bores) 5 and 6 are designed such that they are aligned with the adjacent bores of the other body. It is therefore possible to connect the connecting pieces 10, 11 (cf. FIG. 4) to the node element 1, for example by means of screws 12 and 13 of different lengths. The heads of the screws 12 and 13 are located in the interior of the node elements 1.
  • the bodies 2, 3 and 4 are designed so that their outer and inner outline is a polygon or circular.
  • the bodies 2, 3 and 4 have an octagonal outer and inner outline.
  • the outer body 2 is a regular octagon, the diagonally opposite sides 15 and 16 of which are arranged at a clear distance of x (cm) from one another (FIG. 5).
  • the middle body 3 has essentially the same shape as the outer body 2, with the exception of two diagonally opposite sides 18 and 19, whose outer width across flats is x (cm).
  • the outer width across flats of the diagonally opposite sides 20 and 2 1 , of the inner body 4 which are connected to the middle body 3, and of the sides 22 and 23, which are connected to the outer body 2, is x (cm).
  • FIG. 2 The difference between the inner and outer bodies 4 and 2 can be seen particularly clearly from FIG. 2, in which the outer body 2 is shown in dashed lines. It can also be seen that the bores 5 and 5 'have the same central axis.
  • FIG. 3 and 4 show that the node elements 1 can be connected with connecting pieces 10 and 11 or 10 'and 11', the diameters of which differ significantly.
  • the connecting pieces 10 'and 11' with large diameters have connecting supports 26, 27 tapering towards the node elements 1, by means of which independence between the node elements 1 and the connecting pieces 10 ', 11' with regard to their diameter can be achieved. This is particularly important if the user wants to have a space framework in which the node elements should not appear. On the other hand, a space framework can also be produced in which the node elements are significantly larger than the diameter of the connecting pieces and serve, for example, as a lamp housing.
  • a node element 30 is shown with the required annular bodies 31,32,33.
  • the inner body 31 has recesses 35 and 36 on the outer circumference, which can be connected to the recesses 37 and 38 of complementary shape of the middle and outer bodies 32 and 33. Since these bodies are made of an elastic material, a positive and non-positive connection between the individual bodies can be easily produced by deformation.
  • Eyes 40, 41 and 42 are formed on the inner circumference of the bodies 3 1 , 32 and 33 and serve as connecting elements of the node elements 30.
  • the eyes 51 and 52 are formed on the outer circumference of the bodies 55, 56 and 57.
  • the bodies 55, 56 and 57 have recesses 58, 59 and 60, through which a non-positive and positive connection between the bodies 55, 56 and 57 can be produced.
  • node elements for the production of space frameworks or space grids.
  • the structural building blocks of these spatial grids are the basic bodies tetrahedron, hexahedron and octahedron.
  • eighteen connectors can be connected to the node element.
  • the node elements are composed of three different rings, which can be cut to length from three different tube profiles.
  • the three bodies (rings) of the node element each standing at right angles to one another, form a spatial structure due to the screw connection with the rods, which is similar to a hollow sphere in terms of the transmission of tensile and compressive forces
  • the width, the thickness and the diameter of the bodies (rings) are necessarily related, but are basically variable. This means that the definition of one of these three variables determines the dimensions of the other two bodies (rings).
  • the ring-shaped body can also be designed with a much larger ring thickness. It is then possible to introduce bearing shells as connecting elements which are accessible in a radially directed manner via inlet openings.
  • the connecting pieces then carry cylindrical bearing bodies which are connected to the connecting piece by a connecting web which is matched to the input opening.
  • the connecting pieces can then be inserted into the bearing shells transversely to the annular body and fixed therein by spreading the bearing body.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein einfach und leicht zusammenbaubares Raumfachwerk. Es besteht im wesentlichen aus Verbindungselemente aufweisenden Knotenelementen, die selbst aus miteinander lösbar verbindbaren Körpern bestehen und deren Ummantelung annähernd kugel- oder polyederförmig ausgebildet ist. Ferner weist das Raumfachwerk rohr- und/oder stangenförmige Verbindungsstücke auf, die mit den Verbindungselementen der mit Abstand zueinander angeordneten Knotenelemente beispielsweise mittels Schraubverbindungen lösbar verbindbar sind. Die Knotenelemente bestehen aus ringförmig ausgebildeten und konzentrisch angeordneten Körpern. Jeder Körper definiert eine Verbindungsebene mit gleicher Anzahl von Verbindungselementen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Raumfachwerk mit Verbindungselemente aufweisenden Knotenelementen, die aus miteinander lösbar verbindbaren Körpern bestehen und deren Ummantelung annähernd kugel- oder polyederförmig ausgebildet ist, und mit insbesondere rohr- und/oder stangenförmigen Verbindungsstücken, die mit den Verbindungselementen der mit Abstand zueinander angeordneten Knotenelemente beispielsweise mittels Schraubverbindungen lösbar verbindbar sind.
  • Raumfachwerke dieser Art sind beispielsweise in der DE-OS 29 17 422 beschrieben und dargestellt. Dabei bestehen die Knotenelemente der Raumfachwerke aus hohlen, zweiteiligen Metallkugeln mit radialen Durchgangsöffnungen. Diese Metallkugeln weisen geräumige Zugangsöffnungen, die mittels Kappen abgedeckt sind, auf. Die Kappen werden auf den Kugeln mittels Niederhaitefedem festgehalten. Sowohl die Herstellung als auch der Zusammenbau derartiger Knotenelemente ist aufwendig und teuer, weil einerseits viele Verfahrensschritte erforderlich sind, um vom Rohling bis zu der fertigen Kugel zu gelangen.
  • Ferner ist ein nicht unerheblicher Nachteil des bekannten Knotenelementes die Tatsache, daß der die Kappe aufweisende Bereich der Metallkugeln nicht zum Anschluß von Verbindungsstücken verwendet werden kann, daß die Kräfteverteilung am Knotenelement ungleichförmig ist. Es ist zwar möglich, den Einfluß dieser ungünstigen Kräfteverteilung zu verringern, indem beispielsweise die Wandstärke der Hohlkugeln dicker gewählt wird. Dies führt jedoch durch erhöhten Materialaufwand zu einer weiteren Verteuerung der Knotenelemente.
  • Ein weiteres Raumfachwerk ist in der EPÜ-Patentanmeldung 0 081 608 beschrieben. Die Kappen der Metallkugeln weisen zwar Bohrungen für die Rohrstäbe auf. Die Verbindung beider Kugelteile erfolgt jedoch mittels einer Schraube, die die Montage des Raumfachwerkes aufgrund der in der Kappe ausgebildeten Bohrungen beeinträchtigt
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfach und leicht zusammenbaubares Raumfachwerk zu schaffen, bei dem Verbindungselemente an einfach und billig herstellbaren Knotenelementen gleichmäßig verteilt leicht anbringbar sind.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Knotenelemente aus ringförmig ausgebildeten und konzentrisch angeordneten Körpern bestehen und daß die Körper verschiedene Verbindungsebenen mit gleicher Anzahl von Verbindungselementen definieren.
  • Weitere vorteilhafte Maßnahmen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
  • Eine besonders zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch erreichbar, daß die Knotenelemente aus jeweils drei rechtwinklig zueinander angeordneten Körpern bestehen, wobei diese Knotenelemente aus einem inneren Körper, der in einem mittleren Körper angeordnet ist, und aus einem äußeren Körper bestehen, in dem der mittlere Körper angeordnet ist In diesem Falle, der für die praktische Anwendung der Erfindung von größter Bedeutung ist, kann auf elementarste Weise ein Knotenelement, das allen Erfordernissen eines Raumfachwerkes entspricht, einfach und schnell zusammengebaut werden. Daß der Zugang in den Innenraum der Knotenelemente und somit auch die Herstellung der Verbindungen mit den Verbindungsstücken, äußerst einfach ist, folgt daraus, daß die Verbindungselemente der Knotenelemente von allen Seiten zugänglich sind. Die einzelnen Körper können nämlich aus Ringen bestehen, deren Breite nur geringfügig größer ist als der Durchmesser der Verbindungsstücke an der Verbindungsstelle mit dem Körper.
  • Um die Form- und Kraftschlüssigkeit der Knotenelemente in allen Einsatzfällen zu gewährleisten, ist vorgesehen, daß der innere Körper mit dem mittleren und mit dem äußeren Körper außenseitig, während der mittlere Körper mit dem inneren Körper innenseitig und mit dem äußeren Körper außenseitig in Verbindung steht.
  • Eine besonders vorteilhafte Maßnahme der Erfindung sieht vor, daß der Außen- und der Innenumriß der Körper ein Vieleck, vorzugsweise ein Achteck ist, wobei der äußere Körper ein regelmäßiges Achteck ist, dessen diagonal gegenüberliegenden Seiten mit einem Abstand von x (cm) voneinander angeordnet sind, wobei ferner der mittlere Körper bis auf zwei diagonal gegenüberliegende Seiten, deren äußere Schlüsselweite x (cm) beträgt, im wesentlichen die gleiche Form wie der äußere Körper aufweist und wobei der innere Körper bis auf zwei diagonal gegenüberliegende Seiten, deren äußere Schlüsselweite x - (cm) beträgt im wesentlichen die gleiche Form wie der mittlere Körper aufweist, wobei diese beiden Seiten senkrecht zu den Seiten des mittleren Körpers stehen, deren äußere Schlüsselweite x (cm) beträgt. In diesem Falle ergibt sich ein Knotenelement, das trotzdem in allen drei senkrecht zueinander stehenden Ebenen gleichmäßig verteilte Anschlußmöglichkeiten für Verbindungsstücke bietet.
  • Wenn bei diesem Knotenelement die Verbindungseiemente als radial verlaufende, am Umfang der Körper gleichmäßig verteilte Bohrungen ausgebildet sind, was eine weitere Maßnahme der Erfindung vorsieht, dann ist die Kräfteverteilung innerhalb des Knotenelementes ganz besonders gut, da sich die Kräfte gegenseitig kompensieren. Das Knotenelement kann auch dann nicht deformiert werden, wenn die Körper aus verhältnismäßig dünnwandigen Ringen bestehen.
  • Bei Knotenelementen, deren Körper beispielsweise aus kreisrunden Ringen bestehen, kann die gewünschte Form-und Kraftschlüssigkeit dadurch erreicht werden, daß die Verbindungspartien der miteinander in Verbindung stehenden Körper Ausnehmungen komplementärer Gestalt aufweisen. Wenn solche Körper aus elastischem Material bestehen, wie es in einer weiteren zweckmäßigen Maßnahme der Erfindung vorgesehen ist, dann ist der Zusammenbau einzelner Knotenelemente besonders einfach und schnell ausführbar.
  • Bei derartigen Knotenelementen ist es vorteilhaft, die Verbindungselemente als Laschen oder Augen auszubilden, wobei diese Maßnahmen auch so getroffen sein können, daß die Laschen oder Augen kreisrunde Bohrungen aufweisen, deren Mittelachsen rechtwinklig zur Verbindungsebene, in der sich die Laschen oder Augen befinden, verlaufen. In dieser Ausführungsform der Erfindung wirken die von den Verbindungsstücken herrührenden Kräfte gleichmäßig tangential auf die Knotenelemente. Wenn aber die Verbindungsstücke an ihren Enden rechtwinklig abgewinkett sind, dann wirken die Kräfte wieder radial, so daß sich diese gegenseitig kompensieren.
  • Die Laschen oder Augen können hierbei entweder an der Innenseite und zwischen den Verbindungspartien der Körper oder an den Außenseiten der Körper angebracht sein.
  • Die durch die Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere in einer wesentlichen Vereinfachung der Herstellung der Knoten- und Stabelemente, sowie in einer merklichen Vereinfachung der Montagetechnik. Wenn beispielsweise ein Knotenelement mit achtzehn Verbindungselementen (Stabanschlußmöglichkeiten) hergestellt werden soll, dann sind nur drei unterschiedlich ausgebildete Ringe mit jeweils acht Bohrungen erforderlich. Die Ringe können auf einfache Weise als Abschnitte eines Strangpressprofiles (Aluminium), eines Stranggußprofiles (Stahl) oder eines kalt bzw. warm verformten Hohlprofiles hergestellt werden.
  • Nach dem Ausstanzen oder Ausbohren von jeweils acht Durchbrüchen in jedem Körper (Ring) und nach einer eventuellen Oberflächenbehandlung sind die Einzelteile des Knotenelementes montagefertig.
  • Die erfindungsgemäße Anschlußtechnik hat eine Vereinfachung der konstruktiven Ausbildung der Verbindungsstücke (Stabelemente) zur Folge. Hier können nämlich die Stabelemente so ausgebildet sein, daß sie jeweils nur eine stimseitige Gewindebohrung aufweisen. Für den Fall, daß die Verbindungselemente (Stabanschlußflächen) etwa in einem Strangpressverfahren - (Aluminium) bereits in die Körper (Ringe) eingeprägt sind, müssen die Verbindungsstücke (Stabenden) so ausgebildet sein, daß sie komplementäre Anschlußflächen aufweisen. Das einzelne Knotenelement gewinnt seine endgültige Gestalt und konstruktive Versteifung erst durch die Verschraubung mit den Verbindungsstücken. Dies ist eine prinzipielle Vereinfachung bei der Herstellung von Raumgittem.
  • Besonders hervorzuheben ist hierbei die Möglichkeit der schnellen Montage mit elektrischen Schrauben, wobei der Grad der Vormontage am Boden und auch die Montagerichtung frei an den allgemeinen Raumablauf angepaßt werden können. Das Auswechseln von Verbindungsstücken kann jederzeit erfolgen, ohne das Raumfachwerk zu zerstören.
  • Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
    • Fig. 1 ein aus drei rechtwinklig zueinander angeordneten Körpern bestehendes Knotenelement,
    • Fig. 2 eine vertikale Draufsicht auf einen inneren Körper, bei dem die Unterschiede zum mittleren und äußeren Körper gestrichelt dargestellt sind,
    • Fig. 3 einen Schnitt durch ein Knotenelement mit angeschraubten Verbindungsstücken,
    • Fig. 4 eine Draufsicht auf ein Verbindungsstücke aufweisendes Knotenelement, und zwar in Richtung der Verbindungsebene des äußeren Körpers,
    • Fig. 5,6 und 7 den äußeren, mittleren und inneren Körper des in Fig. 4 dargestellten Knotenelementes,
    • Fig. 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel des Knotenelementes, bei dem die Verbindungselemente als Augen an den Innenseiten der Körper ausgebildet sind,
    • Fig. 9, 10 und 11 den inneren, mittleren und äußeren Körper des in Fig. 8 dargestellten Knotenelementes,
    • Fig. 12 ein weiteres Ausführungsbeispiel des Knotenelementes, bei dem die Verbindungselemente als Augen an den AuSenseiten der Körper ausgebildet sind und
    • Fig. 13, 14 und 15 den äußeren, mittleren und inneren Körper des in Fig. 12 dargestellten Knotenelementes.
  • In der Zeichnung ist ein Teil eines Raumfachwerkes mit Verbindungselemente aufweisenden Knotenelementen dargestellt, die aus lösbar verbindbaren Körpern bestehen und deren Ummantelung annähernd kugel- oder polyederförmig ausgebildet ist. Das Raumfachwerk weist ferner rohr- und/oder stangenförmige Verbindungsstücke auf, die mit den Verbindungselementen der mit Abstand zueinander angeordneten Knotenelemente beispielsweise mittels Schraubverbindungen lösbar verbindbar sind. Die Knotenelemente sind aus ringförmigen und konzentrisch angeordneten Körpern gebildet. Jeder Körper definiert eine Verbindungsebene mit gleicher Anzahl von Verbindungselementen.
  • Wie insbesondere aus der Fig. 1 zu entnehmen ist, besteht das Knotenelement 1 aus drei rechtwinklig zueinander angeordneten Körpern 2,3 und 4, und zwar aus einem inneren Körper, der in einem mittleren Körper 3 angeordnet ist, und aus einem äußeren Körper 2, in dem der mittlere Körper 3 angeordnet ist. Die drei genannten Körper 2,3 und 4 weisen jeweils eine gleiche Anzahl von Verbindungselementen 5, 6 und 7 auf. Im vorliegenden Falle weist jeder Körper 2,3 und 4 jeweils acht radial ausgerichtete, in Form von Bohrungen ausgebildete Verbindungselemente auf.
  • Die Körper 2,3 und 4 des Knotenelementes 1 sind miteinander so verbunden, daß der innere Körper 4 mit dem mittleren Körper 3 und mit dem äußeren Körper 2 außenseitig verbunden ist, während der mittlere Körper 4 mit dem inneren Körper 4 innenseitig und mit dem äußeren Körper 2 außenseitig in Verbindung steht. Somit ergibt sich sowohl eine kraft-, als auch eine formschlüssige Verbindung zwischen den Körpern 2, 3 und 4.
  • Diese Verbindung ist im übrigen bei jedem hier dargestellten Ausführungsbeispiel vorhanden.
  • An denjenigen Stellen der Körper 2, 3 und 4, an denen sich jeweils zwei Körper überlappen, sind die Verbindungselemente (Bohrungen) 5 und 6 so ausgebildet, daß sie mit den benachbarten Bohrungen des anderen Körpers fluchten. Es ist daher möglich, die Verbindungsstücke 10, 11 (vgl. Fig. 4) mit dem Knotenelement 1 beispielsweise mittels verschieden langer Schrauben 12 und 13 zu verbinden. Die Köpfe der Schrauben 12 und 13 befinden sich im Innenraum der Knotenelemente 1.
  • Die Körper 2, 3 und 4 sind so ausgebildet, daß deren Außen- und Innenumriß ein Vieleck oder kreisrund ist.
  • In dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 7 haben die Körper 2,3 und 4 einen achteckigen Außen- und Innenumriß. Hierbei ist der äußere Körper 2 ein regelmäßiges Achteck, dessen diagonal gegenüberliegenden Seiten 15 und 16 mit einem lichten Abstand von x (cm) voneinander angeordnet sind (Fig. 5). Der mittlere Körper 3 weist bis auf zwei diagonal gegenüberliegende Seiten 18 und 19, deren äußere Schlüsselweite x (cm) beträgt, im wesentlichen die gleiche Form wie der äußere Körper 2 auf. Die äußere Schlüsselweite der diagonal gegenüberliegenden Seiten 20 und 21, des inneren Körpers 4, die mit dem mittleren Körper 3, sowie der Seiten 22 und 23, die mit dem äußeren Körper 2 in Verbindung stehen, beträgt x (cm).
  • Der Unterschied zwischen dem inneren und dem äußeren Körper 4 und 2 ist besonders deutlich aus der Fig. 2 zu entnehmen, in welcher der äußere Körper 2 gestrichelt dargestem ist Man erkennt auch, daß die Bohrungen 5 und 5' dieselbe Mittelachse haben.
  • Die Fig. 3 und 4 lassen erkennen, daß die Knotenelemente 1 mit Verbindungsstücken 10 und 11 bzw. 10' und 11' verbindbar sind, deren Durchmesser sich deutlich unterscheiden. Bei den Verbindungsstücken 10' und 11' mit großem Durchmesser sind zu den Knotenelementen 1 hin sich verjüngende Verbindungsstützen 26, 27 vorhanden, mit denen eine Unabhängigkeit zwischen den Knotenelementen 1 und den Verbindungsstücken 10', 11' bezüglich ihrer Durchmesser erreichbar ist. Dies ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn der Benutzer ein Raumfachwerk haben möchte, bei dem die Knotenelemente nicht in Erscheinung treten sollen. Andererseits ist auch ein Raumfachwerk herstellbar, bei dem die Knotenelemente im Vergleich zum Durchmesser der Verbindungsstücke deutlich größer sind und beispielsweise als Lampengehäuse dienen.
  • In den Fig. 8 bis 11 ist ein Knotenelement 30 mit den dazu erforderlichen ringförmigen Körpern 31,32,33 dargestellt. Der innere Körper 31 weist am Außenumfang Ausnehmungen 35 und 36 auf, die mit den Ausnehmungen 37 und 38 komplementärer Gestalt des mittleren und äußeren Körpers 32 und 33 verbindbar sind. Da diese Körper aus einem elastischen Material ausgebildet sind, kann durch Verformung eine form- und kraftschlüssige Verbindung zwischen den einzelnen Körpern ohne weiteres hergestellt werden.
  • Am Innenumfang der Körper 31, 32 und 33 sind Augen 40, 41 und 42 ausgebildet, die als Verbindungselemente der Knotenelemente 30 dienen.
  • Bei dem Knotenelement 50, wie es in Fig. 12 dargestellt ist, sind die Augen 51 und 52 am Außenumfang der Körper 55, 56 und 57 ausgebildet Auch in diesem Falle weisen die Körper 55, 56 und 57 Ausnehmungen 58, 59 und 60 auf, durch die eine kraft- und formschiüssige Verbindung zwischen den Körpern 55, 56 und 57 herstellbar ist.
  • Die obigen Beispiele machen deuflich, daß ein neuartiges Prinzip für die Herstellung von Knotenelementen zur Erzeugung von Raumfachwerken bzw. Raumgittem vorgeschlagen wird. Die strukturellen Bausteine dieser Raumgitter sind die Grundkörper Tetraeder, Hexaeder und Oktaeder. An das Knotenelement können also theoretisch achtzehn Verbindungsstücke angeschlossen werden. Die Knotenelemente setzen sich aus drei verschiedenen Ringen zusammen, die als Abschnitte von drei verschiedenen Rohrprofilen abgelängt werden können.
  • Die drei jeweils rechtwinklig zueinander stehenden Körper (Ringe) der Knotenelernente bilden durch die Verschraubung mit den Stäben ein räumliches Gebilde, das in Bezug auf die Übertragung von Zug- und Druckkräften einer Hohlkugel ähnlich ist
  • Die Breite, die Dicke und der Durchmesser der Körper (Ringe) hängen zwangsweise zusammen, sind aber grundsätzlich variabel. Das heißt die Festlegung einer dieser drei Variablen bestimmt die Maße der beiden anderen Körper (Ringe).
  • Die ringförmigen Körper können auch mit wesentlich größerer Ringdicke ausgelegt werden. Es lassen sich dann radial gerichtet über Eingangsöffnungen zugängliche Lagerschalen als Verbindungselemente einbringen. Die Verbindungsstücke tragen dann zylinderförmige Lagerkörper, die mit einem auf die Eingangsöffnung abgestimmten Verbindungssteg mit dem Verbindungsstück verbunden sind. Die Verbindungsstücke können dann quer zum ringförmigen Körper in die Lagerschalen eingeführt und durch Spreizen des Lagerkörpers darin festgelegt werden.

Claims (16)

1. Raumfachwerk mit Verbindungselemente aufweisenden Knotenelementen, die aus miteinander lösbar verbindbaren Körpern bestehen und deren Ummantelung annähernd kugel- oder polyederförmig ausgebildet ist, und mit insbesondere rohr- und/oder stangenförmigen Verbindungsstücken, die mit den Verbindungselementen der mit Abstand zueinander angeordneten Knotenelemente, beispielsweise mittels Schraubverbindungen, lösbar verbindbar sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Knotenelemente (1,30,50) aus ringförmig ausgebildeten und konzentrisch angeordneten Körpern - (2,3,4;31,32,33;55,56,57) bestehen und daß die Körper - (2,3,4;31,32,33;55,56,57) verschiedene Verbindungsebenen mit gleicher Anzahl von Verbindungselementen - (5,6,7;40,41,42;51,52) definieren.
2. Raumfachwerk nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Knotenelemente (1,30,50) aus jeweils drei rechtwinklig zueinander angeordneten Körpern - (2,3,4;31,32,33;55,56,57) bestehen.
3. Raumfachwerk nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Knotenelemente (1,30,50) aus einem inneren Körper (4,31,57), der in einem mittleren Körper (3,32,56) angeordnet ist, und aus einem äußeren Körper (2,33,55) bestehen, in dem der mittlere Körper (3,32,56) mit dem inneren Körper (4,31,57) angeordnet ist.
4. Raumfachwerk nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der innere Körper (4,31,57) mit dem mittleren und mit dem äußeren Körper (3,32,56;2,33,55) außenseitig verbunden ist, während der mittlere Körper (3,32,56) mit dem inneren Körper (4,31,57) innenseitig und mit dem äußeren Körper (2,33,55) außenseitig in Verbindung steht
5. Raumfachwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Außen- und Innenumriß der Körper (2,3,4) ein Vieleck ist.
6. Raumfachwerk nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Körper (2,3,4) einen achteckigen Außen- und Innenumriß besitzen.
7. Raumfachwerk nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß der äußere Körper (2) ein regelmäßiges Achteck ist, dessen diagonal gegenüberliegende Seiten (15,16) jeweils in einem lichten Abstand von x (cm) angeordnet sind,
daß der mittlere Körper (3) bis auf zwei diagonal gegenüberliegende Seiten (18,19), deren äußere Schlüsselweite x (cm) beträgt, im wesentlichen die gleiche Form wie der äußere Körper (2) aufweist und daß der innere Körper (4) bis auf zwei diagonal gegenüberliegende Seiten (20,21 deren äußere Schlüsselweite x (cm) beträgt, im wesentlichen die gleiche Form wie der mittlere Körper - (3) aufweist, wobei diese beiden Seiten (20,21) senkrecht zu den Seiten (18,19) des mittleren Körpers (3) stehen, deren äußere Schlüsselweite bereits x (cm) beträgt.
8. Raumfachwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Verbindungselemente (5,6,7) als radial verlaufende, am Umfang der Körper (2,3,4) gleichmäßig verteilte Bohrungen ausgebildet sind.
9. Raumfachwerk nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Bohrungen (5,6) in den miteinander in Verbindung stehenden Verbindungspartien der Körper (2,3,4) dieselbe Mittelachse aufweisen.
10. Raumfachwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die einander zugekehrten Verbindungspartien der miteinander in Verbindung stehenden Körper - (31,32,33;55,56,57) Ausnehmungen (36,37,38;58,59,60) komplementärer Gestalt aufweisen.
11. Raumfachwerk nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Körper (31,32,33;55,56,57) aus einem elastischen Material bestehen.
12. Raumfachwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 7 und 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet,
daß die Verbindungselemente (40,41,42;51,52) als Laschen oder Augen ausgebildet sind.
13. Raumfachwerk nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Laschen oder Augen (40,41,42;51,52) kreisrunde Bohrungen aufweisen, deren Mittelachsen rechtwinklig zur Verbindungsebene, in der sich die Laschen oder Augen - (40,41,42;51,52) befinden, verlaufen.
14. Raumfachwerk nach Anspruch 12 oder 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Laschen oder Augen (40,41,42) an den Innenseiten und zwischen den Verbindungspartien der Körper - (31,32,33) ausgebildet sind.
15. Raumfachwerk nach Anspruch 12 oder 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Laschen oder Augen (51,52) an den Außenseiten der Körper (55,56,57) ausgebildet sind.
16. Raumfachwerk nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Verbindungselemente als radial ausgerichtete und über Eingangsöffnungen zugängliche Lagerschalen ausgebildet sind,
daß die Verbindungsstücke zylinderförmige Lagerkörper tragen, die mit einem auf die Eingangsöffnung abgestimmten Verbindungssteg mit dem Verbindungsstück verbunden sind und
daß die Lagerkörper quer zu den ringförmigen Körpern in die Lagerschalen einführbar und durch Spreizen darin festlegbar sind.
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