DE19602107A1 - Knoten- und Stabsystem für die Errichtung von räumlichen Tragwerken, insbesondere geodäsischen Körpern - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Knoten- und Stabsystem für die Errichtung von räumlichen Tragwerken, insbesondere von geodäsischen Körpern und deren Abkömmlingen bei Einsätzen, bei denen schnelle Montage und De­ montage der Struktur erforderlich ist (Messen, Ausstellungen u.ä.). Es ist be­ reits bekannt, solche Strukturen auszuführen. Als bekanntes Beispiel im Ausstellungsbereich sei genannt: Ein System aus kugelförmigen Knoten mit radialen Gewindebohrungen, in die die Stäbe axial eingeschraubt werden. Die Stäbe weisen an ihren Enden Gewindebolzen mit Sechskantmuffen auf, die um ihre Achse lose drehbar, aber nicht in ihrer Längsrichtung verschieb­ bar sind. Die Fertigung dieser Stäbe erfordert eine Vielzahl von Einzelteilen und Arbeitsgängen. Durch Verschrauben der Stäbe mit den Knoten werden diese gegeneinander zusammengezogen und bilden eine stabile Einheit. Um einen Stab zwischen zwei Knoten mit festgelegtem Abstand einschrauben zu können, müssen diese zuerst um die Länge der Stabgewinde auseinander­ bewegt werden. Durch diesen Sachverhalt ergibt sich zudem als Nachteil, daß bei bereits montierter Struktur, wenn nachträglich Stäbe hinzugefügt bzw. entfernt werden sollen, ein großer Teil der Stäbe wieder gelockert wer­ den müssen.

Da die Größe einer Struktur durch ihre Stablängen, die in bestimmten Ver­ hältnissen zueinander (und ihrem Radius) stehen, bestimmt wird, müssen entsprechend größere Stablängen eingesetzt werden, um eine maßstäblich vergrößerte Struktur zu erhalten. Da für den Messe- und Ausstellungseinsatz ein in der Größe anpassungsfähiges System von Vorteil ist, ist es günstiger, bei gleichbleibendem Knotensatz über extrem kostengünstige Stäbe zu verfügen. Diesen Vorteil bietet oben genanntes System nicht, da es relativ teure Stäbe verwendet. Aufgabenstellung war es, ein einfaches und kostengünstiges System zu entwickeln, das mit minimalem Aufwand Struktu­ ren unterschiedlicher Größe bei gleichem Knotensatz ermöglicht und das zudem ein nachträgliches schnelles Ändern von einzelnen Stäben erlaubt. Diese Aufgabenstellung wird gelöst durch die Merkmale der Patentansprü­ che. Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels (siehe Zeichnungen) näher beschrieben:

Die Knoten, die den oben angeführten Erfordernissen entsprechen, bestehen aus einem ringförmigen Zentralkörper (1) (kurzer Rohrabschnitt) aus Stahl, an den unter den erforderlichen Axial- und Radialwinkeln Halbrohre (7) strahlenförmig angeschweißt sind. Die Halbrohre weisen in bestimmtem Abstand zur Mitte des Zentralkörpers eine Bohrung (11) auf, die zur Befestigung der Stäbe mittels einer Schraube (9) dient. Fig. 1 zeigt einen Knoten in Draufsicht, Fig. 2 zeigt einen Knoten in Seitenansicht. Um die zu übertragenden Kräfte besser in die Stäbe einleiten zu können, entsprechen die Stäbe mit ihrem Außendurchmesser dem Innendurchmesser der angeschweißten Rohrhälften. Die Befestigung mittels Schraube wird durch halbrohrförmige Gegenstücke (entsprechend den angeschweißten Rohrhälften) optimiert. Um an dem ringförmigen Zentralkörper (Knoten) zu­ sätzliche Teile wie Strahler, Schrifttafeln etc. befestigen zu können, ist die nach außen weisende Seite mit einem angeschweißten Deckel (2), der ein Gewinde hat, versehen. Um eine Verstärkung (Versteifung) der Struktur, vor allem bei größeren Öffnungen oder Halbdomen zu erzielen, können entsprechende Elemente einer maßstäblich größeren Struktur außen, oder einer kleineren Struktur innen angebracht werden. Die Verbindung der Elemente der beiden Strukturen kann dann durch Abstandshalter (z. B. Rohre) und Diagonalverspannungen (mit Hilfe von Drahtseilen) erfolgen, wie in Fig. 5 dargestellt. Als weitere Ausführungsvarianten sind Knotenkörper aus Kunststoff-, Stahl-, oder Aluminiumguß hergestellt denkbar, ebenso wie Blechpreß-, oder Stanz- und Biegeteile, auch kommen Faserlaminate in Frage. Die Herstellung der Verbindung Stab-Knoten (anstatt Schraube) ist außerdem möglich nach den Funktionsprinzipien von Exzentern, Keil, Kniehebeln, Schnappmechanismen, oder Bajonettverschlüssen.

Die Montage kann sehr schnell durch geeignete Farbkodierung der Stäbe und Knoten ohne Plan ausgeführt werden.

Fig. 3 zeigt eine mit den beanspruchten Stäben und Knoten ausgeführte geodäsische Struktur,

Fig. 4 zeigt eine Ausführung bei der durch die erfindungsgemäß mögliche leichte Auswechselbarkeit der Stäbe eine größere Öffnung erhalten wird.

Fig. 5 zeigt eine geodäsische Struktur mit Verstärkung, wobei mittels der zentralen Bohrungen und weiteren Stäben mit Gewindestangen eine stabile Doppelstruktur erhalten wird.

Claims (6)

1. Knoten- und Stabsystem für räumliche Tragwerke, insbesondere geodäsische Strukturen, dadurch gekennzeichnet, daß der Knoten alle Elemente aufweist, welche zur Befestigung und Winkellage der Stäbe notwendig sind.

2. Knoten- und Stabsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Knoten in gewünschter Winkellage und Anzahl fest verankerte Lagerhälften aufweist, welche in der Form des Stabquerschnitts ausgebildet sind und entsprechende Gegenstücke vorgesehen sind, um eine Preßhalte­ rung des Stabes zu bewirken.

3. Knoten- und Stabsystem nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Lagerhälften in Form eines Halbrohres und Stäbe in Rohrform.

4. Knoten- und Stabsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Rohre und Lagerhälften Bohrungen aufweisen, wobei zur Preßhalterung Schrauben vorgesehen sind.

5. Knoten- und Stabsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur exakten Führung der Stäbe und Verbesserung der Festigkeitseigenschaften die Lagerhälften eine entsprechende Länge haben.

6. Knoten- und Stabsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Knoten eine zentrale Bohrung mit Befestigungselement zur Festlegung der Bespannung oder anderer Elemente wie Beleuchtung aufweist.