DE2151102C3 - Tragwerk und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Tragwerk, bestehend aus mehreren l.iingsstaben, die so zueinander angeordnet sind, daß sie einen vieleekigen Querschnitt mit mindestens drei Kcken bilden, und die l.angsstabe fest verbindenden geraden Vcrbindiingsstababschnitten, wobei jeder gerade Vcrbindungsstahabschnitt an ilen Herührpunkten mit den jeweiligen Läiigsstäbcn

befestigt und Teil eines von mindestens zwei Drahtsystemen ist, welche jeweils aus mindestens einem einen längs der Tragwerkachse fortschreitenden Verlauf aufweisenden Draht gebildet sind, und jeder Draht des einen Drahtsystems einen gegenüber jedem Draht des anderen Drahtsystems gegensinnigen Verlauf aufweist, sowie Verfahren zum Herstellen eines Tragwerks, bei dem mehrere, einen vieleckigen Querschnitt mit mindestens drei Ecken bildende Längsstäbe mit mindestens zwei Drahtsystemen, welche jeweils aus mindestens einem einen längs der Tragwerkachse fortschreitenden Verlauf aufweisenden Draht gebildet sind, fest verbunden werden.

Aus der AT-PS 184714 ist ein Tragwerk bekannt, bei dem drei Längsstäbe mit geraden Vcibindungsstababschnitten fest verbunden -sind, wobei die geraden Verbindungsstababschnitte aus zwei Drahtsystemen von schraubenlinienähnlichem Verlauf und gleichem Querschnitt aufweisenden Drähten gebildet sind. Die beiden jeweils ein Drahtsystem bildenden Drähte sind jeweils im entgegengesetzten Sinn gewikkelt. Beide Drahtsysteme sind außen an den Längsstäben angeordnet. Dabei sind die Drahtsysteme so angeordnet, daß regelmäßig wiederkehrende räumliche, pyramidenförmige Tragwerksahschnitte entstehen. An der Spitze einer Pyramide kreuzen sich die Drähte der beiden Drahtsysteme genau bei einem Längsstab, während sich die Drähte der beiden Drahtsysteme an der Basis der Pyramide genau /wischen den beiden anderen Längsstäben kreuzen. Um die einzelnen Pyramiden möglichst dicht nebeneinander anzuordnen, verläuft der Draht der beiden Drahtsysteme zwischen den beiden Basislängsstäben nahe/u parallel. Dies hatte den Nachteil, daß hier nicht an allen Tragwerk-Seiten regelmäßige Fachwerke hoher Tragfestigkeit gebildet sind. Des weiteren ergibt sich ein Nachteil daraus, daß die beiden Drahtsysteme exakt positioniert werden müssen, um einen räumlichen pyramidenförmigen Tragwerksabschnitt zu bilden. Dieses exakte Positionieren der beiden Drahtsysteme übereinander führt zu einer Verlangsamung der Festigung, da leweils Vorkehrungen getroffen werden müssen, lim zu verhindern, daß die beiden Drahtsysteme an der Pyramidenspitze voneinander wegrutschen

Aus der CH-PS 354¹M¹J sind Tragwerke hekanni. hei denen jjweils außen an ein DraLtsystem. welches lins einem schraubengewickelten Draht besteht, ver K'hiedenartig profilieite I.ängsstäbe befestigt sind. Diese Tragwerke weisen an den Tragwerksseiten keine fur sich tragfähige.· Fachwerke auf und sind als Tragwerk nicht günstig, da sie die 'iblicherweise an einem I ragwerk angreifei.ilen Schubkräfte nicht genügend aufnehmen können

Aufgabe der Erfindung ist es. ein Tragwerk der genannten Art zu schaffen, das hie einfachem und leichtem Aufbau eine hohe Tragfähigkeit aufweist, sowie Verfahren /ii seiner Herstellung anzugehen, welche einfach und wirtschaftlich sind und eine kostengünstige Serienfertigung ermöglichen

Diese Aufgabe wird bezüglich lies Tragwerks erfin duiigsgcmüß dadurch gelöst, daß jedes Drahtsystem aus mindestens zwei inTragwcrksrichtungim Abstand zueinander angeordneten, einen etwa schraubcnliiiicnförmigcn Verlauf aufweisenden Drähten besteht, die jeweils an ihren jeweiligen Berührpunkteii mit ilen Längsstäben fest vernunden sind, und daß die Drähte des ersten Drahtsystcnr. \ind die Drähte des zweiten Drahtsystems mit den Längsstiiben an jeder Bcgreiizungsfläche des Tragwerks ein Fachwerk bilden. Durch diese Maßnahme wird an jeder Seite des Tragwerks ein Fachwerk gebildet, wodurch ein statisch bestimmtes System entsteht, das eine hohe Belastbarkeit s des Tragwerks ermöglicht.

Eine günstige Ausbildung ist darin zu sehen, dall die Drähte des einen Drahtsystems so zu den Drähten des anderen Drahtsystems angeordnet sind, daß sich ihre Kreuzungspunkte jeweils an einem der Längs-U) stäbe befinden. Auf diese Weise entstehen die Knotenpunkte jeweils an den Längsstäben, wodurch die auf die Längsstäbe zu übertragenden Kräfte optimal eingetragen werden.

Eine günstige Ausführung ist dadurch gegeben, daß jedes Drahtsystem aus mindestens drei Drähten besteht, die an allen Berührpunkten miteinander feste Verbindungen aufweisen. Dadurch entstehen weitere Kreuzungspunkte, die in der Mitte der Begrenzungsflächen angeordnet sind, wodurch die wirksame Stab-2(i länge auf die Hälfte verkürzt wird.

Es kann vorteilhaft sein, daß das cne Drahtsystem innerhalb und das andere Drahtsystem außerhalb der Längsstähe angeordnet ist. Auf diese Weise erzielt man eine symmetrische Einleitung der von den Stäben des Drahtsystems übertragenen Kräfte auf die I.ängsstäbe.

Eine vorteilhafte Ausbildung kann darin gesehen

werden, daß der durch die I.ängsstäbe bestimmte Querschnitt des Tragwerks quadratisch ist. Dadurch

in ist das Tragwerk einer höheren Belastung aussetzbar.

Eine günstige Ausbildung ist darin zu sehen, daß die beiden Drahtsysteme mindestens je drei Drähte aufweisen.

Es kann günstig sein, daß das Tragwerk mittels eiis ncs oder mehrerer in Längsrichtung desselben verlaufender eingespannter Drähte vorgespannt ist.

Bezüglich des Verfahrens zum Herstellen eines Tragwerks nach den Ansprüchen 1 bis 7 W'rd die diesbezügliche Aufgabe der Erfindung in einer ersten Altentative dadurch gelöst, daß folgende Vcrfahrensschn'.te ausgeführt werden:

- Wickeln und Ausbilden mindestens zweier Drähte mit schraubenlinienähnlichem Verlauf zu einem ersten Drahtsystem,

is - Strecken des ersten Drahtsystem.,,

- Geraderichtender einzelnen, von jeweiligen Zuführstationen kommenden Längsstäbe,
seitliches Heranfuhren der einzelnen geradegerichteten Längsstähe an das gestreckte erste

5Ii Drahtsystem.

- Hindurchfuhrcii des ersten, gestreckten Drahtsystems und jedes herangeführten, geradegerichteten I angsstalis durch eine Fertigungsstation fur das /weite Drahtsystem,

Wickeln und Ausbilden zweier Drähte mit gegeiuilvr dem Draht des ersten Drphtsystenis gegensinnig verlaufendem, schraubenlinienähnlichem Verlauf um das innen in die Fertigungsstation /ugefuMc erste Drahtsystem und die

mi zusammen mit diesem innen /ugeführten gera-

ilegerichteten Lüngsstiibc herum, zu einem /weiten Drahtsystem.

- Strecken des /weiten Drahtsystems,

- Herstellen einer festen Verbindungzwischen den ιό jeweils gegensli'nig verlaufenden Drähten der jeweiligen Drahtsysteme und den mit diesen Drähten an jeder Begrenzungsfläche des Tragwerksein Fachwerk bildenden jeweiligen Längs-

stäben.

- Schneiden des Tragwerks in Tragwerkstüekc vorbestimmter Länge.

Kin alternatives Verfahren zum Herstellen des erf indungsgcmäßen Tragwerks ist dadurch gegeben, daß folgende Verfahrensschritte ausgeführt werden:

- Zusammenfügen von Längsstäben auf einem Fertigungsband,

- Zusammenführen der sorbestimmten Anzahl von Längsstäben mit den beiden jeweils gegen- m sinnigen Drahtverlauf aufweisenden Drahtsystemen,

Anordnen der beiden Drahtsysteme und der l.ängsstäbe in ihre jeweils vorgesehene Lage.

- I !erstellen einer festen Verbindung zwischen den i< jeweils gegensinnig verlaufenden Drähten der jeweiligen Drahtsysteme und den mit diesen Drähten an jeder Begren/ungsfläche des Tragwerksein Kachwerk bildenden jeweiligen I.ängsstahen. :n Schneiden des Tragwerks in Tragwerkstücke vorbestimmter Länge.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele eines Tragwerks nach der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Ks zeigen :-

I-'ig. I bis 3 in der Perspektive ilen Aufbau des Tragwerks in einer Ausführung.

Hg. 4 einen Querschnitt des Tragwerks.

Hg. 5 einen Querschnitt ties Tragwerks in einer anderen Ausführung, w

i-'ig. 6 das in Kig. 5 gezeigte Tragwerk aufgeschnitten und in der Ebene ausgebreitet.

Hg. 7 einen Querschnitt einer Ausfülmingsform iles Tragwerks in vorgespannter Ausbildung.

Hg. K das Tragwerk teilweise in einer Beton- oder Kunststoffplatte eingebettet.

Hg. °eine Draufsicht einer Maschine zur Herstel-¹UiIg des Tragwerks.

I· ig. H) einen Schnitt dieser Maschine, und

I-ig. 11 eine Draufsicht einer anderen Maschine zur Herstellung des Tragwerks.

Das in Fig. 1 bis 4 dargestellte Tragwerk ist von

miiwlrntisrhem Querschnitt und h^stpht ans vipr in c|pn Ecken vorgesehenen Längsstäben 1 bis 4. die mit Querstäben verbunden sind. Die Querstäbe sind aus -15 zwei Systemen von etwa schraubenlinienförmig gewickelten Drähten 5 bis 8 gebildet, wobei die Drähte 5 und 6 des einen Systems im einen Sinne und die Drähte 7 und 8 des anderen Systems im entgegengesetzten Sinne gewickelt sind. Die Drähte 5 bis 8 sind an den Kreuzungsstellen mit den Längsstäben 1 bis 4 verbunden.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, sind die etwa schraubenlinienförmig gewickelten Drähte 5 bis 8 der beiden Systeme mit den Längsstäben an den zusam- menfallenden Punkten verbunden.

Die Drähte 5 und 6 des einen Systems sind im Verhältnis zu den Längsstäben 1 bis 4 des Tragwerks außerhalb angeordnet, während die Drähte 7 und 8 des anderen Systems im Verhältnis zu den Längsstä- m ben 1 bis 4 des Tragwerks innnerhalb angeordnet sind. Die Schraubenwicklungen haben hierbei einen solchen Querschnitt, daß sie die Längsstäbe 1 bis 4 zwischen sich in den Ecken fixieren.

in Fig. 1 sind die vier Längsstäbe 1 bis 4 sowie der es gewickelte Draht 5 veranschaulicht. In Fig. 2 sind die vier Längsstäbe 1 bis 4 sowie die gewickelten Drähte 5 und 6 gezeigt, welche zusammen das eine System bilden. In I- ig. 3 ist das ganze Tragwerk dargestellt, welches mit den gewickelten Drähten 7 und 8 ergänzt worden ist, die zusammen das andere System bilden und im Verhältnis zu den gewickelten Drähten S und 6 gegenläufig sind.

Das in Kig. 5 und 6 gezeigte Tragwerk ist von dreieckigem Querschnitt und besteht einerseits aus den in den Ecken des Querschnittes gelegenen Längsstäben 11 bis 13 und andererseits aus etwa den schraubenlinienförmig gewickelten Drähten 14 bis 19. Von diesen Drähten sind die Drähte 14 bis 16 im einen Sinne gewickelt, während die Drähte 17 bis 19 im entgegengesetzten Sinne gewiekelt sind. vgl. I ig. ii. wo die Drähte durch verschiedene Markierungen angegeben sind.

Gemäß Kig. 7 ist das Tragwerk mittels Vorspanndrähten 20 vorgespannt, die zwischen den innnerhalb und den außerhalb angeordneten gewickelten Drähten geführt sind. Gemäß Kig. 8 ist das Tragwerk teilweise in einer Beton- oder Kunststoffplatte eingebet tet.

Normalerweise ist das Tragwerk aus Stahl aufgebaut, jedoch können auch andere Werkstoffe wie Aluminium in Frage kommen.

Eine in Kig. 9 und 10 dargestellte Maschine ist zur Herstellung des Tragwerks gemäß Fig. 1 bis 4 bestimmt. Sie umfaßt ein Fertigungsband zum Vorschub von Stäben 1 bis 4. die sukzessiv mit neuen Stäben aus einem Vorrat 21 zusammengefügt werden. 22 bezeichnet ein Pufferlagcr für die gewickelten Drähte 5 und 8. die in demselben Paket wie die Längsstäbc gelagert werden. Wensi ein solches Paket dem Fertigungsband zugeführt wird, bleibt die Fertigung vorübergehend stehen. Der erforderliche Platz für das Paket wird durch Abschneiden der Stäbe 1 bis 4 auf dem Fertigungsband bereitgestellt, wonach die Längsstäbe des Pakets mit den Stäben 1 bis 4 zusammengefügt werden. Ein derartiger Abschneidevorgang wird verhältnismäßig selten vorgenommen, da die in einem Paket befindlichen Drähte 5 bis 8 zur Herstellung mehrerer Tragwerke ausreichen. Die Drähte 5 bis 8 werden sodann herausgezogen und vor ilf*m SchwpiRvorpano im Verhältnis zu den Stäben 1 bis 4 genau orientiert. Ein in Fig. 10 im Querschnitt gezeigtes Schweißgerät 23 ist derart ausgebildet, daß die Schweißwärme in jedem Schweißpunkt zwischen den Stäben 1 bis 4 und den Drähten 5 bis 8 gleich hoch ist. Die Schweißwärme wird symmetrisch abgewogen. Nach dem Schweißvorgang wird das fertige Tragwerk mit einem ein präzises Schneiden ausführenden Messer 24 in geeignete Längen geschnitten. Die somit hergestellten Tragwerke werden in ein i\ifferlager 25 übergeführt.

Eine Maschine gemäß Fig. 11 ist für vollautomatische Fertigung bestimmt. Der Vorschub der Stäbe 1 bis 4 erfolgt hier über vier gesonderte Stationen 26, die aus Winden und Richtwerkzeugen bestehen. Bei gröberen Abmessungen wird dieser Vorschub durch ein kontinuierliches Zusammenfügen Stab für Stab ersetzt.

Die gewickelten Drähte 5 bis 8 werden in dieser Maschine von einem Paar Wickelmaschinen 27 und 28 gewickelt.

Die Wickelmaschine 27 für die inneren Drähte 7 und 8 besteht somit aus einer beweglichen, umlaufenden Einheit mit einer Anzahl Winden und Richtwerkzeugen sowie aus einer festen Einheit bestehend aus einer Krone, um weiche die Drähte 7 und 8 aufgewik-

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Claims (7)

Patentansprüche:

1. Tragwerk, bestehend aus mehreren Längsstäben, die so zueinander angeorunet sind, daß sie einen vieleckigen Querschnitt mit mindestens drei Ecken bilden, und die Längsstäbe fest verbindenden geraden Verbindungsstababschnitten, wobei jeder gerade Verbindungsstababschnitt an den Berührpunkten mit den jeweiligen Längsstäben befestigt und Teil eines von mindestens zwei Drahtsystemen ist, welche jeweils aus mindestens einem einen längs der Tragwerkachse fortschreitenden Verlauf aufweisenden Draht gebildet sind, und jeder Draht des einen Drahtsystems einen gegenüber jedem Draht des anderen Drahtsystems gegensinnigen Verlauf aufweist, dadurch gekennzeichne t, daß jedes Drahtsystem aus mindestens zwei inTragwerksrichtung im Abstand zueinander h. ι geordneten, einen etwa schraubenlinienförmigcn Verlauf aufweisenden Drähten (5, 6; 7,8; 14-16,17-19) besteht, die jeweils an ihren jeweiligen Berührpunkten mit den Längsstäben (1-4, 11—13) fest verbunden sind, und daß die Drähte (5. 6; 14-16) des ernten Drahtsystems und die Drähte (7 8; 17-19) des /weiten Drahtsystems mit den Längsstäben (1-14; 11-13) an jeder Begrenzungsfläche des Tragwerks ein Fachwerk bilden.

2. Tragwerk nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet Jaß die Drähte (5, 6) des einen Drahtsystems so /u den Drähten (7, 8) des anderen Drahtsy.items angeordne. sind, daß sich ihre Kreuzungspunkte jeweils a,i einem der Längsstäbe (1-4, 11-13) befinden.

.V Tragwerk nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß jedes Drahtsystem aus minde-Mens drei Drähten (14 16. 17-19) besteht, die im allen Berührpunkten miteinander feste Verbindungen aufweisen.

4 Tragwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 7>. dadurch gekennzeichnet, daß das eine Drahtsyttcm innerhalb und das andere Drahtsystem Imßcrhalb der Längsstäbe (1-4. 11 13) angeordnet ist

5. I ragwerk nach einem der Ansprüche I bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß der durch die l.angsstabe (1-4) bestimmte Querschnitt des Tragwerks quadratisch ist

(Y Tragwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 4. mit dreieckigem Querschnitt, dadurch gekennzeichnet. dalWlie beiden Draht syst cmc mindestens Je drei Drahte (14-16 bzw 16-19) aufweisen

7. Tragwerk "ach einem der Ansprüche 1 bis Ii. dadurch gekennzeichnet, daß das tragwerk mittels eines oder mehrerer in tier Längsrichtung llesselben verlaufender eingespannter Drahte (20) Vorgespannt ist.

H Verfahren zum Herstellen eines I ragwcrks li.ich den Ansprüchen I bis 7. bei dem mehrere, einen vieleekigen Querschnitt mil mindestens drei laken bildende l.ätigsstiihe mit mindestens zwei Drahlsystemen, welche jeweils aus mindestens einem einen längs der Tragwerksachse fortschreitenden Verlauf aufweisenden Draht gebildet sind, fest verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, daß folgende Verfahrensschrittc ausgeführt werden:

- Wickeln und Ausbilden mindestens zweier Drähte mit schraubenlinienähnlichem Verlauf zu einem ersten Drahtsystem,

- Strecken des ersten Drahtsystems,

— Geraderichten der einzelnen, von jeweiligen

Zuführstationen kommenden Längsstäbe,

- seitliches Heranführen der einzelnen geradegerichteten Längsstäbe an das gestreckte erste Drahtsystein,

ίο - Hindurchführen des ersten, gestreckten

Drahtsystems und jedes herangeführten, geradegerichteten Längsstahs durch eine Fertigungsstation für das zweite Drahtsystem,

- Wickeln und Ausbilden zweier Drähte mit ta gegenüber dem Draht des ersten Drahtsystems gegensinnig verlaufendem, schraubenlinienähnlichem Verlauf um das innen in die Fertigungsstation zugeführte erste Drahtsystem und die zusammen mit diesem innen zu-

2(i geführten geradegerichteten Längsstäbe

herum, zu einem zweiten Drahtsystem,

- Strecken des zweiten Drahtsystems,

- Herstellen einer festen Verbindung zwischen den jeweils gegensinnig verlaufenden Drähten der jeweiligen Drahtsysteme und den mit

diesen Drähten an jeder Begrenzungsfläche des Tragwe.ks ein Fachwerk bildenden jeweiligen Längsstäben,

- Schneiden des Tragwerks in Tragwerkstücke κι vorbestimmter Länge.

^l). Verfahren zum Herstellen eines Tragwciks nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem mehrere, einen vieleckigen Querschnitt mit mindestens drei Ecken bildende Längsstäbe mit mindestens zwei Drahtsystemen, welche jeweils aus mindestens einem einen längs der Tragwerksachse fortschreitenden Verlauf aufweisenden Draht gebildet sind, fest verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, daß die folger len Verfahrens-

4Ii schritte ausgeführt werden:

- Zusammenfügen von Längsstuhen auf einem Fcrtigungsbaiul.

- Zusammenfuhren der vorbestimmten Anzahl von I ängsstäben mit ilen beiden jeweils

is gcgcnsiii'ugcn Drahtverlauf aufweisenden

Drahtsystemen.

- Anordnender beiden Drahtsysteme und der l.angsstabe in ihre jeweils vorgesehene Lage. Herstellen einer festen Verbindung zwischen

w den jeweils gegensinnig verlaufenden Dräh

ten der jeweiligen Drahtsysteme und den mit diesen Drähten an jeder Begreiizimgflächc des Tragwerks ein Fachwerk bildenden jeweiligen I ängsstäben.

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vorbestiinniter länge.