EP1185742A1 - Verbindungselement zur kraftübertragung - Google Patents

Verbindungselement zur kraftübertragung

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EP1185742A1
EP1185742A1 EP00978938A EP00978938A EP1185742A1 EP 1185742 A1 EP1185742 A1 EP 1185742A1 EP 00978938 A EP00978938 A EP 00978938A EP 00978938 A EP00978938 A EP 00978938A EP 1185742 A1 EP1185742 A1 EP 1185742A1
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EP
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connecting element
base plate
parts
closure body
forces
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EP00978938A
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Aloys Kerber
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    • E04B1/18—Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons
    • E04B1/26—Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons the supporting parts consisting of wood
    • E04B1/2604—Connections specially adapted therefor
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    • E04B1/19—Three-dimensional framework structures
    • E04B1/1903—Connecting nodes specially adapted therefor
    • E04B1/1912—Connecting nodes specially adapted therefor with central cubical connecting element
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    • E04B1/19—Three-dimensional framework structures
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    • E04B2001/1933—Struts specially adapted therefor of polygonal, e.g. square, cross section
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E04B1/19—Three-dimensional framework structures
    • E04B2001/1957—Details of connections between nodes and struts
    • E04B2001/196—Screw connections with axis parallel to the main axis of the strut
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    • E04B1/26—Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons the supporting parts consisting of wood
    • E04B1/2604—Connections specially adapted therefor
    • E04B2001/2676—Connector nodes

Definitions

  • the connecting element can transmit any forces on all sides and is easy to install due to the design of the base plate (1) with add-on parts (2), the center body (3) and the locking part (4) with groove (4a) and the clamping screws (4b) or removable.
  • the connecting element can be used wherever scheduled power transmissions in any direction of action are necessary.
  • example Mero system rigid knot that only uses screw connections and only transfers rod forces
  • example Janebo suspension knot that is practically easy to assemble but only absorbs a support force
  • example Lindapter systems Clamping devices
  • the problem is solved by executing a cubic body (FIG. 1) with a closure body (4).
  • the closure body (4) is made with a circumferential groove (4a) and 4 holes.
  • Four holes are used to hold screw connections (4b), which connect the closure body (4) and the base plate (1) to each other in a tensile and compressive manner.
  • the attachment (2a) is on the cover.
  • the mode of operation of this connecting element can be compared to the bracing of a house with a stair core, where the ceiling pane also dissipates or absorbs loads in the wall panes.
  • the upper edge of the middle body (3) is stiffened by the closure body (4) with the groove (4a).
  • the add-on parts (2 + 2a) provided in the construction serve to introduce any forces from the system parts (5 + 6).
  • the vertical slots (3a) provided in the central body (3) are used for simple assembly of the system parts. Screw connections (6a) are used as a connection in the connecting element. The accessibility in the nodes in connection with the screw connections leads to an easy assembly and disassembly of all parts.
  • the invention specified in protection claim 1) is based on the problem of creating a connecting part which is capable of deriving all cutting forces (longitudinal and transverse forces, as well as bending moment and torsion, etc.) in the smallest space within the construction. This is achieved by the special design of the closure body (4) with the groove (4a).
  • the specified invention could be made extremely easy to assemble and disassemble due to the open design (closure body (4)). This has been achieved by the dissolved connecting body (base plate (1), middle body (3), attachments (2 + 2a) and locking body (4)). This is made possible in particular by the accessibility to the inside of the knot during the installation phase or disassembly. With the invention, all subsequent parts (5 + 6) can also be assembled and disassembled particularly easily (in the present case using screws (6a) and centering dome (2a)).
  • the invention specified in the protection claim 1) to 5) has the further advantage that any shape can be implemented.
  • any shape can be implemented.
  • the base plate (1) can have any shape (triangular, quadrangular, pentagonal, hexagonal, etc. polygon (symmetrical and asymmetrical), but also symmetrical and asymmetrical body shapes); this is possible in the design of the central body (3) as well as in the closure body (4).
  • the base plate (1) can also be produced as a closure body, so that practically the bottom closure (4), the middle part (3) and the top closure (4) can be assembled to form the connecting element. All parts can practically be individually resolved according to the circumstances so that the connecting element transmits the existing cutting forces.
  • An extreme case would be the structuring of a sphere with any connection direction (spherical body with cover), whereby there is always the possibility of locking and thus access to the inside. Special cases too without a closure body are also feasible. Another possibility would be if only two locking parts (4) are used as a connection.
  • any number of carriers with head plates are inserted and the closure body (4) is attached from above.
  • the two fastener bodies are connected to each other (e.g. using a screw (4b) or whatever).
  • the various cutting forces can also be transmitted.
  • the advantage of aligning adjoining parts of any shape is practically always there.
  • Two- and multi-level node elements can also be implemented, as well as any (if necessary) cell structure (i.e. spaces) within the individual levels.
  • the closure body (4) with its groove (4a) which is decisive in the invention, can also be reconfigured by e.g.
  • Screw connections gluing, clamping, folding, flanging, welding, foundation, encapsulation, bayonet lock, hinge connections, mortise and all force-transmitting connections can be used.
  • the groove (4a) can also be designed so that the cover (4) is flush with the outer edges. The variety is practically limitless.
  • the invention specified in the protection claim 1) to 5) has the further advantage that any add-on parts (2+ 2a) can be provided which increase or limit the use and flexibility, but which can be designed for the necessary circumstances (in the illustrated Part of attachments (2) as a support for the bolts, and thus for absorbing the transverse forces from the bolt, or on the cover (4) a dome with rod dowel (2a) for absorbing transverse forces and lifting forces).
  • Add-on parts also include possible stiffeners inside the structure. In addition to the stiffeners, there are also inserted bars, diagonals and much more. to understand as needed. Add-on parts can therefore also be provided in any shape, inside and outside, in accordance with requirements and requirements in all possible materials.
  • the invention specified in the protection claim 1) to 5) has the further advantage that the connections required in all directions can be freely selected (for example, instead of the slots (3a), simple bores can be made or threaded holes or longitudinal or transverse slots (also diagonal or curved slots) for inserting shark screws, to name just a few examples).
  • Virtually all executable connection options have access here; just adapted to transfer the internal forces and to optimize mobility (assembly + disassembly).
  • the number of connection options (1-2-3..n slots, Ibis n holes or all others ...) can also be tailored to the requirements.
  • the slots can accommodate shark screws, but the option with e.g. Connect Janebo hooks.
  • a rod from the Mero system can be connected just as easily.
  • the knot has the advantage that head plate connections of different dimensions can be easily combined here.
  • the connecting knot was developed for a wooden skeleton construction.
  • This connecting element made it possible to dispense with using diagonal bracing or stiffening wall panels in the building project.
  • the further development of this connecting element allows usability to flow into practically all areas where knot connections are necessary (for example: timber construction, steel construction, reinforced concrete construction, carpentry work, locksmith work, furniture industry and much more ).
  • Another use is where different materials or (building) materials meet and should be united in one point (connection node).
  • the connector body can be used practically universally in the field of connection technology.

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Description

Beschreibung:
Verbindungselement zur Kraftübertragung
Das Verbindungselement kann durch seine Gestaltungsform beliebige Kräfte allseitig übertragen und ist durch die Ausführung der Grundplatte (1) mit Anbauteüen (2), dem Mittelkörper (3) und dem Verschlußteil (4) mit Nut (4a) und den Klemmschrauben (4b) einfach montierbar oder demontierbar. Das Verbindungselement kann überall dort eingesetzt werden, wo planmäßige Kraftübertragungen in beliebigen Wirkungsrichtungen notwendig sind.
Die am Markt befindlichen Verbindungselemente bieten diese Vorteile in Zusammenwirkung nicht (Beispiel Mero-System: starrer Knoten, der ausschließlich Schraubverbindung nutzt und lediglich Stabkräfte überträgt; Beispiel Janebo-Aufhängung Knoten der praktisch zwar leicht montierbar aber nur eine Auflagerkraft aufnimmt; Beispiel Lindapter-Systeme (Klemmvorrichtungen) zwar leicht montierbar, praktisch nur Längskräfte aufnehmbar).
Es sollte möglich sein, ein Verbindungselement zu schaffen, in dem alle beliebigen Kräfte planmäßig aufgenommen werden können und gleichzeitig gut montierbar bleibt.
Das Problem ist gelöst, indem ein kubischer Körper (Fig.1) mit Verschlußkörper (4) ausgeführt wird. Der Verschlußkörper (4) ist mit einer umlaufenden Nut (4a) und 4 Bohrungen hergestellt. Vier Bohrungen dienen zur Aufnahme von Schraubvervbindungen (4b), die den Verschlußkörper (4) und die Grundplatte (1) zug- und druckfest miteinander verbinden. Auf dem Deckel wird das Anbauteiles (2a) . Durch diese Maßnahme ist es möglich alle angreifenden Kräfte innerhalb des Systems so weiterzuleiten, so wie es die Bemessung erfordert. Das heißt, alle angreifenden Kräfte können in die (oder von den) anschließenden Systemteile (5+6) eingeleitet werden. Dabei spielt es keine Rolle, ob Zug- oder Druckkräfte, Längskräfte, Momente oder Torsionsmomente, aber auch Federkräfte oder dynamische Kräfte angreifen. Die Wirkungsweise dieses Verbindungselementes kann im einfachsten Fall mit der Aussteifung eines Hauses mit einem Treppenkern verglichen werden, wo ebenso die Deckenscheibe Lasten in die Wandscheiben ableitet bzw. aufnimmt. Der obere Rand des Mittelkörpers (3) wird durch den Verschlußkörper (4) mit der Nut (4a) ausgesteift. Die in der Konstruktion vorgesehenen Anbauteile (2+2a) dienen der Einleitung beliebiger Kräfte aus den Systemteilen (5+6). Die vorgesehenen Vertikalschlitze (3a) in dem Mittelkörper (3) dienen der einfachen Montage der Systemteile. In dem Verbindungselement werden Schraubverbindungen (6a) als Anschluß genutzt. Die Zugänglichkeit in den Knoten in Verbindung mit den Schraubanschlüssen führt zu einer einfachen Montage und Demontage aller Teile.
Der im Schutzanspruch 1) angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde ein Verbindungsteil zu schaffen, welches in der Lage ist alle Schnittkräfte (Längs- und Querkraft, sowie Biegemoment und Torsion o.a....) auf kleinstem Raum innerhalb der Konstruktion abzuleiten. Dies wird durch die besondere Ausführung des Verschlußkörpers (4) mit der Nut (4a) erreicht. Außerdem konnte die angegebenen Erfindung konnte durch die offene Gestaltung (Verschlußkörper (4)) extrem leicht montierbar und demontabel gestaltet werden. Dies ist durch den aufgelösten Verbindungskörper (Grundplatte (1), Mittelkörper (3), Anbauteile (2+2a) und Verschiußkörper (4)) erreicht worden. Besonders die Zugänglichkeit zum Knoteninneren während der Einbauphase bzw. Demontage ermöglicht dies. Mit der Erfindung lassen sich auch alle anschließenden Teile (5+6) besonders leicht (im vorliegenden Fall mitteis Schrauben (6a) und Zentrierdom (2a)) montieren und auch demontieren.
Der im Schutzanspruch 1) bis 5)angegebenen Erfindung liegt weiterer Vorteil darin, daß beliebige Formen ausführbar sind. Hierzu einige Beispiele, die jedoch lediglich eine kleine Auswahl darstellen:
Die Grundplatte (1) kann beliebige Formen (Drei-, Vier-, Fünf-, Sechs- usw. Vieleck (symmetrisch und unsymmetrisch), aber auch symmetrische und unsymmetrische Körperformen ) haben; dies ist bei der Gestaltung des Mittelkörpers (3) ebenso möglich, wie beim Verschlußkörper (4). Die Grundplatte (1) kann aber auch als Verschlußkörper hergestellt werden, sodaß praktisch Verschluß unten (4), Mittelteil (3) und Verschluß oben (4) zu dem Verbindungselement zusammengebaut werden kann. Alle Teile können praktisch nach den Gegebenheiten einzeln so aufgelöst werden, daß das Verbindungselement die vorhandenen Schnittkräfte überträgt. Ein Extremfall wäre die Gliederung einer Kugel mit beliebigen Anschlußrichtungen (Kugelkörper mit Deckel), wobei immer durch die Verschlußmöglichkeit und damit der Zugang nach innen gegeben ist. Sonderfälle auch ohne Verschlußkörper sind ebenfalls ausführbar. Eine weitere Möglichkeit wäre, wenn lediglich zwei Verschlußteile (4) als Verbindung genutzt werden.
Hierzu ein Beispiel, welches ebenfalls beliebig gestaltet werden kann: In den Nuten eines Verschlußkörpers (4) unten werden z.B.: beliebig viele Träger mit Kopfplatten (Kopfplatten mit Überständen) eingelegt und von oben wird der Verschlußkörper (4) aufgesetzt. Die beiden Verschlußköper werden untereinander (z.B.: mittels Schraube (4b) oder wie auch immer) verbunden. Auch dabei können die verschiedenen Schnittkräfte übertragen werden. Der Vorteil der Ausrichtung von anschließenden Teilen, beliebiger Form ist damit praktisch immer gegeben. Auch zwei- und mehrstöckige Knotenelemente können ausgeführt werden, ebenso eine beliebige (falls notwendig) Zelligkeit (d.h. Räume) innerhalb der einzelnen Ebenen. Dabei ist auch der in der Erfindung maßgebliche Verschlußkörper (4) mit seiner Nut (4a) umgestaltbar, indem z.B. Verschraubungen, Klebungen, Klemmungen, Falzung, Bördelung, Schweißung, Stiftung, Verguß, Bajonettverschluß, Scharnierverbindungen, Verzapfungen und alle kraftübertragenden Verbindungen genutzt werden können. Die Nut (4a) kann auch so gestaltet werden, daß der Deckel (4) mit Außenkanten bündig ist. Die Vielfalt ist praktisch grenzenlos.
Der im Schutzanspruch 1) bis 5) angegebenen Erfindung liegt weiterer Vorteil darin, daß desweiteren beliebige Anbauteile (2+ 2a) vorgesehen werden können, die die Nutzung und Flexibilität steigern oder einschränken, die aber auf die notwendigen Gegebenheiten ausgelegt werden können, (im dargestellten Teil Anbauteile (2) als Auflager der Riegel, und damit zur Aufnahme der Querkräfte aus dem Riegel, bzw. am Deckel (4) ein Dom mit Stabdübel (2a), zur Aufnahme von Querkräften und abhebenden Kräften). Unter Anbauteüen sind auch mögliche Steifen im Inneren der Konstruktion zu verstehen. Neben den Steifen sind auch eingebrachte Stäbe, Diagonalen u.v.a.m. je nach Erfordernis zu verstehen. Anbauteile können also auch in beliebiger Form innen und außen nach Maßgabe und Erfordernis in allen möglichen Materialien vorgesehen werden.
Der im Schutzanspruch 1) bis 5) angegebenen Erfindung liegt weiterer Vorteil darin, daß die in allen Richtungen notwendigen Anschlüsse frei wählbar sind (so können statt der Schlitze (3a) z.B. einfache Bohrungen ausgeführt werden oder Gewindelöcher oder Längs- bzw. Querschlitze (auch diagonale oder gebogene Schlitze) zum Einbringen von Haifenschrauben, um nur einige Beispiele zu nennen). Es haben praktisch alle ausführbaren Anschlußmöglichkeiten hier Zugang; eben darauf abgestimmt die Schnittgrößen zu übertragen und die Mobilität (Montage+Demontage) zu optimieren. Auch die Anzahl der Anschlußmöglichkeiten (1-2-3..n-Schlitze, Ibis n-Löcher oder alle weiteren...) können auf die Erfordernisse abgestimmt werden. Die Schlitze können Haifenschrauben aufnehmen, aber es bleibt auch die Möglichkeit mit z.B. Janebo-Haken anzuschließen. Genauso einfach kann auch ein Stab des Mero-Systems angeschlossen werden. Der Knoten bietet den Vorteil, daß auch Kopfplattenanschlüsse unterschiedlicher Abmessung hier problemlos vereinigt werden können.
Der Verbindungsknoten wurde für einen Holzskelettbau entwickelt Durch dieses Verbindungselement konnte darauf verzichtet werden, Aussteifungsdiagonalen oder aussteifende Wandscheiben im Bauvorhaben zu verwenden. Die weitere Entwicklung dieses Verbindungselementes läßt die Nutzbarkeit in praktische alle Bereiche einfließen, wo Knotenverbindungen notwendig sind (zum Beispiel: Holzbau, Stahlbau, Stahlbetonbau, Schreinerarbeiten, Schlosserarbeiten, Möbelindustrie u.v.a.m...). Als weiteres ist der Einsatz, dort wo unterschiedliche Materialien oder (Bau-)Stoffe aufeinander treffen und in einem Punkt (Verbindungsknoten) vereinigt werden sollen. Der Verbindungskörper ist im Bereich Verbindungstechnik praktisch universal einzusetzen.

Claims

Patentansprüche
1) Leicht montierbares und demontierbares Verbindungselement in beliebigen Formen, aus beliebigen Materialien zur beliebigen Kraftübertragung mit beliebigen Anschlußmöglichkeiten, dadurch gekennzeichnet, daß das Element mit einer Grundplatte (1) die mit Anbauteüen, wie Auskragung (2) und Gewindestange (5a) ausgestattet ist und einen Mittelkörper (3) trägt, der fest auf der Grundplatte aufgesetzt ist, wobei der Mittelkörper mit Schlitzen ausgeführt ist, zum Anschluß weiterer Teile wie die Riegel (6) mit Gewindestangen und Mutter (6a) und außerdem trägt der Mittelkörper von oben den Verschlußkörper (4), der mit besonders angeordneten Nuten (4a) aufgesteckt ist, ferner am Verschlußkörper ein weiteres Anbauteil (2a) angebracht ist, damit die Stütze (5) oben angeschlossen werden kann und letztlich ist die Grundplatte (1) mittels Schrauben (4b) mit dem Verschlußkörper (4) verbunden.
2) Leicht montierbares und demontierbares Verbindungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine beliebig geformte Grundplatte (1) sowohl mit, als auch ohne Anbauteile (2+5a) herstellbar ist und ebenfalls, wie der Verschlußkörper (4), mit oder ohne Nuten (4a) ausgestattet werden kann und/oder sonstige beliebige Verbindungsarten genutzt werden können, um den Mittelkörper (3) und/oder den Verschlußkörper (4) anzuschließen.
3) Leicht montierbares und demontierbares Verbindungselement nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein beliebig geformter Mittelkörper (3) kompakt oder mehrteilig mit oder ohne Anbauteile (2) herstellbar ist, ganz auf die Anforderung der Kraftübertragung abgestimmt wird und letztlich die Möglichkeit gegeben ist, den Mittelkörper (3) allein durch die anzuschließenden Teile (6) zu bilden, wobei die Ausrichtung kraftbezogen in beliebigen Richtungen erfolgen kann.
4) Leicht montierbares und demontierbares Verbindungselement nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein beliebig geformter Verschlußkörper (4) mit oder ohne Anbauteile herstellbar ist und sowohl mit als auch ohne Nuten (4a) mit beliebigen Verbindungsarten kombiniert werden kann.
5) Leicht montierbares und demontierbares Verbindungselement nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Verbindung von zwei oder beliebig vielen Verbindungselementen auch mehrzellige Ausführungen herstellbar sind.
EP00978938A 1999-10-05 2000-09-18 Verbindungselement zur kraftübertragung Expired - Lifetime EP1185742B1 (de)

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AT (1) ATE346993T1 (de)
AU (1) AU1645101A (de)
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