DE29823124U1

DE29823124U1 - Fachwerk-Verbindungsknoten

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Publication number: DE29823124U1
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Current assignee: Individual
Priority date: 1998-12-28
Filing date: 1998-12-28
Publication date: 1999-03-25
Anticipated expiration: 2008-12-29

Description

W 462/DE

Fachwerk-Verbindungsknoten 5

Die Neuerung bezieht sich auf einen Fachwerk-Verbindungsknoten in Form eines kugelähnlichen Hohlkörpers, der aus zahlreichen unter 135° zueinander geneigten ebenen Teilflächen besteht, in deren Zentrum je ein Montageloch zur Verankerung einer Fachwerkstrebe liegt, wobei zwischen je sechs Teilflächen Aussparungen in der Wand des Hohlkörpers ausgebildet sind, durch die mittels Werkzeugen die Innenseite aller Montagelöcher zugänglich ist.

Solche Fachwerke werden insbesondere im Messebau eingesetzt, da sie sehr variabel sind, im zerlegten Zustand sehr kompakt transportiert werden können und nur kurze Auf- und Abbauzeiten erfordern. Die Fachwerke bestehen aus Verbindungsknoten und Streben, wobei letztere entweder waagrecht oder senkrecht oder auch zur Versteifung einer Struktür schräg geneigt mit dem Knoten verschraubt werden.

In einer Ausführungsform bestehen die Knoten aus einer massiven Metallkugel mit in mehreren Richtungen verlaufenden Gewindebohrungen, in die mit einem Gewindezapfen versehene Streben eingeschraubt werden.

Eine preisgünstigere bekannte Ausführungsform eines solchen Knotens, von der der Oberbegriff des beiliegenden Hauptanspruchs ausgeht und der in der Druckschrift EP-B-O 157 124 beschrieben ist, verwendet statt der mit zahlreichen Gewindelöchern versehenen massiven Metallkugel ein hohles Bauteil mit einfachen, also gewindelosen Löchern in der Außenwand, durch die bei Bedarf von innen eine Schraube gesteckt wird, welche dann in ein Gewinde an der Stirnseite einer Strebe eingeschraubt wird. Für diesen Montagevorgang muß jedoch das Innere des Hohlkörpers für ein Schraubwerkzeug und eine Schraube zugänglich sein. Daher hat der Hohl-

körper durchbrochene Außenwände und besteht insbesondere aus zwei achteckig geformten Ringen, die senkrecht zueinander liegen und sich polar durchdringen. Seitlich, d.h. im Äquatorbereich, verbleibt ein Freiraum, durch den eine Schraube und ein Schraubwerkzeug schräg eingeführt werden können. Ein solcher bekannter Knoten ist in Figur 1 schematisch dargestellt. Man erkennt, daß sich nur in den Ebenen der beiden Ringe Streben anbauen lassen, nicht jedoch im Bereich der Freiräume entlang des Äquators, wie dies für universelle Raumverstrebungen erforderlich wäre.

Um trotzdem auch Streben an diesen Stellen anbauen zu können, legt man ein Adapterplättchen mit einem zentralen Montageloch von innen gegen den Rand des Freiraums zwischen den beiden Ringen und schraubt eine Strebe an dieses Plättchen an, die sich dann von außen an den Rand des Freiraums anlegt. Da diese Plättchen aber lose in den Knoten eingelegt werden, ist die Montage solcher schräg verlaufender Streben mühsam. Außerdem wird durch die Plättchen die Zugänglichkeit zu den anderen Schrauben des Knotens stark eingeschränkt wenn nicht unmöglich. Man kann dann nicht mehr nachträglich eine Strebe einfügen oder entfernen.

Außerdem besteht ein Nachteil dieses Knotens darin, daß er nicht in allen Richtungen der gleichen Belastung standhält, denn es fehlt eine Versteifung gegen eine in Richtung der Polverbindung wirkenden Kraft. Die Materialstärke der Wand des Knotens muß daher insgesamt an der Belastbarkeit in dieser schwächsten Richtung orientiert werden. Das ergibt notwendigerweise sehr massive Knoten. Aufgabe der vorliegenden Neuerung ist es, einen preiswerten Knoten für derartige Fachwerke vorzuschlagen, bei dem keine losen Bauteile nötig sind, um Schrägverstrebungen zu realisieren, bei dem weiter die Schrägverstrebungen die Zugänglichkeit zu den übrigen Schrauben im Inneren der Hohlkugel nicht beeinträchtigen und der zudem mit geringeren Materialstärken bei gegebener Belastung auskommt, da

seine Stabilität in allen drei Koordinatenebenen gleichmäßig groß ist.

Diese Aufgabe wird durch den Fachwerks-Verbindungsknoten gemäß Anspruch 1 gelöst. Bezüglich bevorzugter Ausführungsformern eines solchen Knotens wird auf die Unteransprüche verwiesen.

Die Neuerung wird nun anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele und mithilfe der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.

Figur 1 wurde bereits beschrieben und zeigt einen bekannten Fachwerk-Verbindungsknoten.

Figur 2 zeigt die Ansicht eines neuerungsgemäßen Knotens.

Figur 3 zeigt eine mögliche Abwicklung dieses Knotens in die Ebene.

Figur 4a zeigt ein Bauteil des Knotens aus Figur 2 nach dem Ausstanzen, aber vor dem Biegen.

Figur 4b zeigt dasselbe Bauteil nach dem Biegen in die endgültige Form.

Figur 5 zeigt eine Variante zu Figur 3, die zu einer anderen Form der Einzelbauteile führt.

Der Knoten gemäß Figur 2 ist beispielsweise aus Stahlblech und hat grob betrachtet die Form einer Hohlkugel, genauer die eines achtzehnflächigen Körpers. Jede seiner Facetten wird von einer achteckigen Teilfläche, z.B.l, gebildet, die im Zentrum ein Montageloch 2 zur Befestigung einer Fachwerkstrebe besitzt. Zur Befestigung einer solchen Strebe (nicht dargestellt) steckt man von der Innenseite der Hohlkugel eine Schraube durch das Montageloch 2 und schraubt sie in ein Gewinde, das stirnseitig in jeder Strebe vorgesehen ist. Die Teilflächen sind entlang von Kanten des Achtecks der Teilfläche mit Nachbar-Teilflächen, wie z.B. 3, verbunden, wobei die Verbindungslinie, z.B. 4, stets eine Knicklinie ist, an der die beiden Teilflächen über einen Winkel von 135° zueinander geneigt sind. Die 18 Teilflächen

gehören je zu einem oder zu zwei ineinander verschachtelten Ringen. Es gibt drei solcher Ringe, deren Zentren im Kugelmittelpunkt liegen und die in drei zueinander orthogonalen Ebenen verlaufen. Jeder dieser Ringe besitzt acht Teilflächen, von denen jeder zweite zugleich einem dazu orthogonal verlaufenden Ring angehört. Bezogen auf die Erdkugel könnte man einen Ring als äquatorial und die beiden anderen als polar bezeichnen.

Aufgrund der regelmäßigen achteckigen Form der Teilflächen ergeben sich zwischen jeweils sechs Teilflächen große Aussparungen, wie z.B. 5, einer Form ähnlich dem sog. Mercedes-Stern. Da diese insgesamt acht Aussparungen gleichmäßig über die Oberfläche der Kugel verteilt sind, bieten sie Zugang zur Innenseite von allen achtzehn Montagelöchern, selbst wenn zahlreiche Koppelpunkte, d.h. Montagelöcher bereits mit Schrauben und Streben besetzt sind.

Figur 3 zeigt eine mögliche Abwicklung der Teilflächen auf eine Ebene, wobei die freien Kanten, die im fertigen Knoten aneinanderstoßen, mit Buchstaben A bis G bezeichnet sind. Zwei Kanten mit gleicher Bezeichnung bilden also eine gemeinsame Knicklinie.

Da das Biegen eines Blechs der in Figur 3 gezeigten Form zu einer Kugel kaum möglich ist, zerlegt man die Struktur in mehrere Bauteile, die einzeln an den Knicklinien gebogen werden und anschließend zu einer Kugel zusammengefügt und verschweißt werden.

In einer ersten Ausführungsform bildet man drei Bauteile durch Schnitte entlang von Linien 7 und 8. Ein erstes Bauteil besteht dann aus den acht in Reihe liegenden Teilflächen, die in Figur 3 waagrecht angeordnet sind, und je ein weiteres Bauteil aus den fünf Teilflächen, die kleeblattförmig oberhalb bzw. unterhalb des ersten Bauteils liegen. Eines dieser letztgenannten Bauteile ist in Figur 4a nach dem Ausstanzen, aber vor dem Biegen und in Figur 4b nach dem Biegen dargestellt. Hat man das erste Bauteil zu

einem achteckigen Ring gebogen und seine freien Enden verschweißt, dann kann man zwei der Bauteile gemäß Figur 4b beidseitig an den Ring anlegen und mit diesem verschweißen. Alle Schweißnähte liegen dann in zwei zueinander parallelen Schweißebenen zu beiden Seiten des Rings. Dies erleichtert das Verschweißen.

Eine andere mögliche Abwicklung des Knotens aus Figur 2 ist in Figur 5 angedeutet, wobei die im fertigen Knoten eine gemeinsame Knicklinie bildenden Kanten der Teilflächen mit Buchstaben K bis Q bezeichnet sind. Hier bietet sich eine Aufteilung in zwei Spiegelsymmetrische Bauteile an, und zwar durch Zerlegen entlang einer Linie 9. Die Schweißlinien liegen zwar hier nicht mehr wie oben in zwei parallelen Ebenen, aber dafür entfällt das separate Verschweißen der Enden des Rings vor dem Verschweißen mit den anderen Bauteilen.

Der neuerungsgemäße Knoten ist nicht nur deutlich leichter als eine massive Kugel, in die zahlreiche Gewindelöcher eingeschnitten sind, sondern auch bei gleicher Stabilität leichter als der aus der erwähnten Druckschrift EP-B-O 157 124 bekannte, da der neuerungsgemäße Knoten in allen drei Raumebenen gleich stark versteift ist.

Aufgrund der acht gleichmäßig über den Knoten verteilten sternförmigen Aussparungen zwischen jeweils sechs Teilflächen ergibt sich ein guter Zugang zur Innenseite der Montagelöcher mit einem Schraubendreher, selbst wenn bereits alle Montagelöcher mit Fachwerkstreben besetzt sind. Man kann also auch nachträglich aus einem Fachwerk einzelne Streben austauschen oder ergänzen, ohne daß die Schrauben von schon vorhandenen Streben gelockert oder gar entfernt werden müßten.

Die Neuerung ist nicht im einzelnen auf den in Figur 2 gezeigten Knoten und auf die erläuterten Verfahren zu seiner Herstellung beschränkt. So kann es sinnvoll sein, die in die Aussparungen vorspringenden Kanten der achteckigen

Teilflächen abzurunden, um die Einführung eines Schraubendrehers zu erleichtern. Dies gilt insbesondere, wenn der Knoten Rundstab-Streben miteinander verbinden soll.

Die Erfindung ist auch nicht auf die Herstellung aus Stahl oder allgemein aus einem Material beschränkt, das ausgestanzt, gebogen und verschweißt werden kann. Man könnte vielmehr auch ein gießfähiges Material verwenden, aus dem beispielsweise die oben erwähnten Bauteile unmittelbar in ihrer für den Zusammenbau erforderlichen Form gegossen werden.

Schließlich können die Schweißnähte auch an einer anderen Stelle als an der Knicklinie 7, 8 oder 9 verlaufen, beispielsweise in der Verlängerung der an die fragliche Knicklinie anschließenden Seitenkanten. Das erfordert ein Ausschneiden der ebenen Bleche nicht entlang einer Linie wie 7, 8 oder 9, sondern ein Einzelteil enthält einen dreieckigen Ansatz an dieser Knicklinie und das damit zu verschweißende Teil einen dazu komplementären dreieckigen Ausschnitt. Diese Variante hat den weiteren Vorteil, daß sich die richtige gegenseitige Lage der Einzelteile zum Verschweißen von selbst einstellt.

Claims

W 462 DE Ansprüche

1. Fachwerk-Verbindungsknoten in Form eines kugelähnlichen Hohlkörpers, der aus zahlreichen unter 135° zueinander geneigten ebenen Teilflächen (1, 3) besteht, in deren Zentrum je ein Montageloch (2) zur Verankerung einer Fachwerkstrebe liegt, wobei zwischen je sechs Teilflächen Aussparungen (5) in der Wand des Hohlkörpers ausgebildet sind, durch die mittels Werkzeugen die Innenseite der Montagelöcher (2) zugänglich ist, dadurch gekennzeichnet, daß jede Teilfläche (1, 3) die Form eines regelmäßigen Achtecks hat und der Knoten aus insgesamt 18 Teilflächen besteht, die in drei sich gegenseitig durchdringenden und in drei zueinander orthogonalen Ebenen verlaufenden Ringen von je acht Teilflächen angeordnet sind.

2. Fachwerk-Verbindungsknoten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die frei in die Aussparungen vorspringenden Kanten an den Ecken abgerundet sind.

3. Fachwerk-Verbindungsknoten nach einem der Ansprüche 1 und 2 aus biegsamem Material, dadurch gekennzeichnet, daß er aus mindestens zwei Bauteilen gebildet ist (Fig.4a), die aus mehreren zusammenhängenden achteckigen Teilflächen bestehen, wobei diese Bauteile bleibend so gebogen sind (Fig.4b), daß benachbarte Teilflächen einen Winkel von 135° zueinander einschließen, und daß schließlich mehrere so gebogene Bauteile mit insgesamt 18 Teilflächen zu dem kugelförmigen Hohlkörper (Fig.2) verbunden sind.

4. Fachwerk-Verbindungsknoten nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß er aus zwei Bauteile mit je neun Teilflächen in spiegelbildlicher Anordnung der Teilflächen gebildet ist.

5. Fachwerk-Verbindungsknoten nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß er aus drei Bauteilen gebildet ist, von denen eines acht Teilflächen in linearer Anordnung und die beiden anderen Bauteile je fünf Teilflächen enthalten, nämlich eine zentrale und vier um diese herum angeordnete Teilflächen.

6. Fachwerk-Verbindungsknoten nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsnähte nicht entlang von Knicklinien zwischen den beiden jeweils zusammenzufügenden Teilflächen verlaufen, sondern in eine dieser Teilflächen verlegt sind.