DE2457674A1 - Knotenverbindung fuer aus stangenfoermigen bauelementen zusammensetzbare konstruktionen - Google Patents

Description

• Ing. Wolf-M. B o d n e r , 33 Braunschweig, Messeweg lOb Volker M. H u 1 t s c h, 33 Braunschweig, Messeweg lOb Peter W i n t e r, 33 Braunschweig, Howaldtstr. 12 Knotenverbindung für aus stangenförmigen Bauelementen zusammensetzbare Konstruktionen" Die Erfindung betrifft eine Knotenverbindung für aus stangenförmigen Bauelementen zusammensetzbare gerüst- oder skelettartige Konstruktionen, wie Baukonstruktionesl, zerlegbare Konstruktionen für Ausstellungen, Spielzeugbaukasten-Konstruktionen, Turn- und Klettergerüste oder dgl., mit einem Knotenteil.
• Knotenverbindungen dieser Art sind z.B. bei Fachwerkträgern zum AnschluR von Fachwerkstreben und Fachwerkpfosten an die Unter- und Obergurtstäbe mit Hilfe von Knotenblechen bekannt.
• Bei Bau- und Leergerüsten aus Stahlrohr oder dgl. sind ebenfalls Knotenverbindungen entwickelt worden, die ein leichtes Zusammenstecken und Lösen der rohrförnigen Stangen des Gerüstes gestatten. Weiterhin sind Knotenverbindungen mit Knotenteilen bekannt, die zu einem Stück zusamengescheißte oder aus einem Stück hergestellte,in mehrere Richtungen weisende Muffen besitzen, in die Enden der rohrförmigen Stangen einsetzbar und verriegelbar ggfs. einscbraubbar sind. Ähnliche Knotenteile werden auch bei Klettergerüsten verwendet, wie sie auf Spielplätzen in den verschiedensten Formen Verwendung finden.
• Ein anderes Anwendungsbeispiel für solche Knotenverbindungen sind gerüstartige oder skelettartige Bauten für Ausstellungen.
• Hier haben die Gerüstbauten entweder tragende Funktion oder auch nur darstellende Funktion und sind dann unter dem Namen "Display" " bekannt. Knotensteckverbindungen sind aber auch aus Bauspielkästen für Kinder bekannt.
• FDie bekannten Knotenverbindungen sind jeweils auf den besonderen Anwendungsfall ausgerichtet und lassen nur wenige vorbestimmte Anschlußrichtungen für die stangenförmigen Bauelemente zu. Durch den verwendeten Knotenteil ist damit der Grundcharakter der gerüst- oder skelettartigen Konstruktion, die damit hergestellt werden kann, festgelegt.
• Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Knotenverbindung der eingangs näher bezeichneten Art so weiterzubilden, daß diese im weitesten Umfange für alle möglichen Anwendungsfälle einsetzbar ist und eine nahezu unbegrenzte Zahl von Anschlußmöglichkeiten und Anschlußrichtungen für die stangenförmigen Bauelemente gestattet, einfach im Aufbau und einfach in der Benutzung ist und sowohl für hochbelastbare, tragende Konstruktionen als auch für geringbelastete Konstruktionen einsetzbar ist.
• Diese Aufgabe wird erfindungsge.mäß dadurch gelöst, daß der Knotenteil als kugelschalenförmiger Xörper mit entlang mehrerer verschiedener Großkreise verlaufenden Aufnahmeschlitzen ausgebildet ist und die stangenförmigen Bauelemente mit in die Aufnahmeschlitze einführbaren Gewindestücken sowie mit einem mit der Innenfläche des Körpers zusammenwirkenden Kopfteil versehen sind. Durch die Kugelschalenform des Körpers erhält dieser bei leichter Ausbildung eine hohe Festigkeit, so daß seine Druck- und Zugaufnahmefähigkeit auch nicht durch die zahlreichen Durchbrechungen, die durch die Aufnahmeschlitze gebildet werden, wesentlich beeiträchtigt wird. Die Zahl der z.B.
• auf verschiedenen Längenkreisen angeordneten Aufnahmeschlitze bestimmt die Zahl der verschiedenen im gegenseitigen Winkelabstand um die Polachse des Körpers verteilten Anschlußrichtungen für die stangenförmigen Bauelemente, wobei jedoch jeder einzelne Schlitz darüber hinaus durch Verschieben der Anschlußstelle entlang des Aufnahmeschlitzes eine Vielzahl weiterer Variationen der Anschlußrichtungen in der gleichen Ilängenkreisebene ermöglicht. Je nach dem Durchmesser des kugelschalenförmigen Körpers kann die Zahl der möglichen Anschlußrichtungen durch Unterbringung von mehr oder weniger Aufnahmeschlitzen auf Längenkreisen verändert werden. Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, wenn wenigstens zwei Aufnahmeschlitze aufweisende Großkreise in aufeinander senkrecht stehenden Ebenen liegen, wie im Falle von Aufnahmeschlitzen in der Äquatorialebene und AuSnahmeschlitzen in einer Längenkreisebene. Die sich in der Aquatorialebene erstreckenden Aufnahmeschlitze können durch die bis in die Äquatorialebene ragenden Enden der Langenkreisschlitze erganzt werden. An dieser Stelle wird darauf hingewiesen, daß im vorliegenden Zusammenhang unter einem Aufnahmeschlitz auch ein Schlitz verstanden wird, der aus Festigkeitsgründen mit mehreren leiterartigen Qu-erstegen versehen ist.
• Die kugelachalenförmigen Körper brauchen keineswegs hohle Vollkugeln zu sein. Vielmehr kann der kugelschalenförmige Körper in einigen Anwendungsfällen auch eine ebene Auflagefläche parallel zur Äquatorebene aufweisen. Diese Auflagefläche kann zugleich als Standfläche für die gerüstartige Konstruktion verwendet werden. Sie kann aber auch als Auflage und Befestigungsfläche für tischartige Auflageplatten, für Wandtafeln oder Schautafeln oder zur Anlage anderer Elemente dienen.
• Die ebene Auflagefläche läuft dabei zweckmäiDigerweise parallel zur Äquatorebene, wobei es sich als vorteilhaft erwiesen hat, wenn der kugelsehalenförmige Körper größer als eine Halbkugelschale ist, so daß auch bei Teilkugeliorm entlang des Äquators Aufnahmeschlitze angeordnet werden können.
• In vielen Anwendungsfällen wird es jedoch vorzusehen sein, den Körper als hohle Vollkugel auszubilden. Diese kann einstückig hergestellt sein, oder aber zweckmäßigerweise aus zwei oder mehreren Kugelachalenteilen zaammensetzbar sein.
• Dabei ist es möglich, einen den Äquator bildenden Ringteil vorzusehen, an dem zwei zweckmäßigerweise gleiche Teilkugelschalen durch Kleben, Schweißen, Nieten oder Schrauben oder dgl. befestigt werden können. Die hohle Vollkugel kann aber auch aus nur zwei gleichen Schalenteilen zusammensetzbar sein.
• In diesem Fall kann die Trennebene der beiden Schalenteile entweder in der Äquatorialebene oder in der Ebene eines Längenkreises liegen. In beiden Fällen können die Schalenteile im Bereich der Trennebene zusammenwirkende Ausnehmungen zur Bildung von Aufnahmeschlitzen und/oder zusammenwirkende Paßausnehmungen und Paßvorsprünge aufweisen, welche ineinandergreifen und die Schalen teile gegen jede Verschiebung in Richtung in der Trennebene sichern.
• Die Trennebene der beiden Schalenteile der hohlen Vollkugel kann auch versetzt zur Äquatorialebene und parallel zu dieser verlaufen, so daß die Vollkugel aus zwei ungleichen Schalenkörpers zusammengesetzt ist.
• In allen Fällen, in denen der kugelförmige Körper aus zwei oder mehr schalenförmigen Teilen zusammengesetzt ist, kann die Anordnung so getroffen werden, daß die beiden Schalenteile in unterschiedlichen relativen Winkelstellungen zusammensetzbar sind, so daß die auf Längenkreisen angeordneten Schlitze in den beiden Schalenteilen in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt werden können. Hierdurch ergeben sich zusätzliche Variationsmöglichkeiten für die Anschlußrichtungen. Dabei können die Winkelabstände benachbarter, auf Längenkreisen angeordneter Aufnahmeschlitze auf der gleichen Kugelschale unterschiedlich sein. Auch kann die Bogenlänge der auf Längenkreisen angeordneten Schlitze variieren.
• Der sich an die Innenfläche des kugelschalenförmigen Körpers anlegende Kopfteil der stangenförmigen Bauelemente kann durch eine Mutter oder einen Schraubbolzen gebildet werden, wobei die Mutter von innen auf einen Gewindeabschnitt des Stangenendes aufschraubbar oder der Schraubbolzen in eine Gewindebohrung der Stange einschraubbar ist. In diesen Fällen weist der schalenförmige Körper zweckmäßigerweise wenigstens eine erweiterte Ausnehmung auf, durch die die Mutter oder der Schraubbolzen ggfs.
• zusammen mit einem Werkzeug in das Innere des Körpers einführbar ist. Der Kopfteil kann aber auch fest auf einem Gewindeabschnitt des Stangenendes angeordnet sein. In diesem Fall weist entweder jeder Aufnahmeschlitz eine erweiterte Stelle zum Einführen des Kopfes. auf, oder aber der Kopf ist nach Art eines Hammerkopfes ausgebildet, so daß er in einer Stellung durch den Schlitz einführbar und nach Drehen um etwa 900 mit der Innenfläche des Schalenkörpers zur Anlage verbringbar ist.
• Um auch bei fest am Gewindeschaft angeordneten Kopfteil die Länge der stangenförmigen Bauelemente geringfügig verändern zu können, ist der Kopfteil mit dem Gewindeschaft zweckmäßigerweise in einer Gewindebohrung am Stirn ende des stangenförmigen Bauteils schraubbar. Dabei kann der Kopfteil axial unverschieblich aber drehbar an dem Gewindeschaft angeordnet sein, so daß bei Einschrauben des Gewindeschaftes in das Stangenende der Kopfteil undrehbar an der Innenfläche des Schalenkörpers anliegen kann. Es kann dazu zweckmäßig sein, daß der Gewindeschaftteil an dem außerhalb des schalenförmigen Körpers liegenden Bereich eine Angriffsfläche für ein Werkzeug aufweist, mit dem der Gewindeschaft in dem stangenförmigen Bauelement verschraubt werden kann. Außerdem weist zweckmäßigerweise der Gewindeschaft noch eine Gegenmutter auf, die nach Einstellen der Länge des stangenförmigen Bauelementes von außen gegen die Außenfläche des Schalenkörpers festspannbar ist.
• Die Erfindung wird na,chfolgend anhand schematischer Zeichnungen an mehreren Qusführungsbeispielen näher erläutert.
• Es zeigen: Fig. 1 in perspektivischer Ansicht einen Knotenteil der Knotenverbindung gemäß der Erfindung, Fig. 2a das Ende eines stangenförmigen Bauelementes der Knotenverbindung gemäß der Erfindung, Fig. 2b das Ende eines stangenförmigen Bauelementes in gegenüber Fig.2a abgewandelter Form, zeigt 3 eine mit der Knotenverbindung hergestellte Konstruktion einfachster Art, Fig. 4 eine weitere abgewandelte Ausführungsform des Befestigungsendes des stangenförmigen Bauelementes, Fig. 5-8 abgewandelte Ausführungsformen für den Knotenteil der Knotenverbindung gemäß der Erfindung und Fig. 9 eine mit der Knotenverbindung gemäß der Erfindung herstellbare skelettartige Konstruktion in Form eines Ausstellungs-Displays.
• Fig. 1 zeigt einen kugelschalenförmigen Körper 1 von z.B. einem Durchmesser von 15 cm. Im dargestellten Beispiel ist der Körper aus Stahlguß hergestellt und ist deshalb aufgrund seiner hohen Festigkeit und Stabilität besonders für hochbelastbare gerüst-oder skelettartige Bauwerke oder Konstruktionen anderer Art geeignet. Bei geringeren Belastungen kommen auch andere Metalle oder Kunststoffe in Betracht. Die Polachse des Körpers 1 ist mit 2 bezeichnet, während der Äquator strichpunktiert bei 4 angedeutet ist. Daran erkennt man, daß der schalenförmige Körper größer als eine Halbkugel ist. Auf seiner Unterseite wird er durch eine ebene Auflagefläche 12 begrenzt, welche parallel zur Ebene des Äquators 4 verläuft. Die Auflagefläche ist durch einen nach innen vorspringenden ringförmigen Flansch 5 verbreitert. Diese Auflagefläche kann zugleich auch als Verbindungs- oder Befestigungsfläche dienen.
• in dem kugelschalenförmigen Körper 1 sind auf mehreren Längenkreisen Aufnahmeschlitze 7 und 9 ausgebildet, die im dargestellten Beispiel einerseits unterhalb der Äquatorebene 4 enden, andererseits über unterschiedliche Bogenlängen in Richtung auf den Pol, der im dargestellten Beispiel durch eine Bohrung 6 gebildet ist, reichen. an erkennt auch, daß die benachbarten auf Längenkreisén angeordneten Schlitze 7, 9 unterschiedliche Winkelabstände auSweisen.
• Weiterhin sind im Bereich der Äquatorebene 4 entlang des Äquators verlaufende Aufnahmeschlitze lo vorgesehen, die sich zwischen den im Bereich des Äquators liegenden Enden der auf den Längenkreisen angeordneten Aufnahmeschlit-e erstrecken.
• Die Schlitze hauben alle gleiche Breite und ihre senkrechte Sqittelebene läuft jeweils bei den Schlitzen auf den Längenweisen durch die Polachse und für die auf dem Äquator angeordneten Au£nahmeschlitze in der Äquatorialebene.
• Im dargestellten Beispiel weist der kugelschalenförmige Körper 1 zusätzliche erweiterte Ausnehmungen 11 auf, deren Bedeutung weiter unten näher erläutert wird.
• teilt diesem Knotenteil wirken in der Knotenverbindung gemäß der Erfindung stangenförmige Bauelemente zusammen, wie sie beispielsweise in den Fig. 2 und 4 dargestellt sind. Die stangenförmigen Bauelemente können aus Rohrs mit kreisförmigem oder anderem Querschnitt oder aus Vollmaterial mit kreisförmigem oder anderem Querschnitt bestehen.
• Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2aweist das stangenförmige Bauelement 15 einen Gewindeabschnitt 16 von vermindertem Durchmesser auf, auf dem eine Mutter 17 aufschraubbar ist. Am Ende des gewindeförmigen Abschnittes ist eine Schulter 18 gebildet, die zur Anlage an der Außenseite des Körpers 1 dient.
• Die Schulter 18 kann auch durch eine Gegenmutter gebildet werden, so daß sie durch Schrauben der Gegenmutter auf dem Gewindeschaft 16 eine verstellbare Anlageschulter bildet. Angrenzend an dem Gewindeabschnitt 16 weist das stangenförmige Bauelement 15 noch einen verjüngten Abschnitt 19 auf, der lediglich dazu dient, bei einer Knotenverbindung mit einer großen Anzahl von angeschlossenen stangenförmigen Bauelementen eine gegenseitige Störung der nahe bei einanderliegen den Stangenenden zu vermeiden.
• Beim Aufbau einer gerüst- oder skelettartigen Konstruktion mit Hilfe der beschriebenen Knotenverbindung, z. B. zum Aufbau der Konstruktion nach Fig. 3 werden die einzelnen Stangen in einen näher in der gewünschten Anschlußrichtung liegenden Aufnahmeschlitz 7, 9, 1o mit dem Gewindeabschnitt 16 eingeführt, worauf die Mutter 17 ggfs. mit Hilfe eines Spezialwerkzeuges durch die Ausnehmung 11 in den Körper 1 eingeführt und auf das freie Ende des Gewindes-chaftes 16 aufgeschraubt und festgezogen wird, bis die Mutter 17 fest gegen die Innenflächc des Schalenkörpers 1 anliegt. In der gleichen Weise werden die anderen stangenförmigen Bauelemente angeschlossen, und zwar an beiden Enden jeweils an entsprechende Knotenteile 21, wie sie Fig. 3 für die stangenförmigen Bauelemente 22 und 23 bei einer dreieckförmigen Konstruktion 20 gezeigt sind. Bei Venfendung einer Gegenmutter als Anschlag 18 kann die Länge der stangenförmigen Bauelemente einzeln eingestellt werden und die Schraubverbindung zusätzlich durch Gegenzehen gegen die Mutter 17 gesichert werden. Damit erhält man eine Konstruktion, die mit den Auflageflächen 12 der drei unteren Knotenteile 21 eine sichere Standfläche auf dem Boden 24 gewährleistet und mit der nach oben weisenden Auflagefläche 12 eine Abstütz- oder Befestigungsmöglichkeit für einen plattenförmigen oder anderen Teil 30 darbietet. Die Konstruktion zeigt eine hone Festigkeit und Belastbarkeit und ist schnell aufstellbar, wobei eine leichte Anpassung und Ausrichtung der stangenförmigen Bauelemente aufgrund der Verstellbarkeit innerhalb der Aufnahmeschlitze bzw.
• durch Umsteckbarkeit und Aufnahmeschlitz zu Aufnahmeschlitz gewährleistet sind. Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß mit dem Knotenteil 1 gemäß Fig. 1 wesentlich kompliziertere Knotenverbindungen herstellbar sind, und zwar mit einer Vielzahl von an dem gleichen Knotenteil anschließbaren stangenförmigen Bauelementen.
• Eine von Fig. 2a abweichende Ausführung des stangenförmigen Bauelementes 15 mit seinem verjüngten Abschnitt 19 ist in Fig. 2b wiedergegeben. In diesem Beispiel ist in dem Stirnende des stangenförmigen Bauelementes 15 eine Gewindebohrung 27 vorgesehen, die zur Aufnahme eines Schraubbolzens 87 dient, der einen Gewindeabschnitt 86 und einen Kopf 88 aufweist. Der Kopf 88 kann dabei mit einer Ausnehmung 88a zum Eingriff eines Werkzeuges ausgerüstet sein.
• Die stangenförmigen Bauelemente 15 nach Fig. 2b können in gleicher Weise wie die Ausführungen nach Fig. 2a, z.B. zum Aufbau einer Konstruktion entsprechend Fig. 3 verwendet werden. Zu diesem Zweck werden die Schraubbolzen 87 durch die Ausnehmungen 11 in den Körper 1 eingeführt und von innen her durch die Schlitze 7, 9 oder 10 mit ihren Gewindeabschnitten 86 hindurchgesteckt, bis der Kopf 88 auf der Innenseite der Körper 1 zur Auflage kommt.
• Die stangenförmigen Bauelemente 15 können dabei mit einem in der Fig. 2b gestrichelt wiedergegebenen Mehrkant 89 oder einer ebenfalls gestrichelt angedeuteten Querbohrung 90 versehen sein, um ggfs. den Schraubbolzen 87 nur gegen Drehung gesichert zu halten und mit Hilfe eines Werkzeuges das stangenförmige Bauelement 15 auf den Gewindeabschnitt 86 des Schraubbolzens 87 aufzuschrauben.
• Dies ist dann immer notwendig, wenn keine ausreichende Bewegungsfreiheit für das im Inneren des Körpers 1 an dem Kopf 88 des Schraubbolzens 87 angreifende Werkzeug gegeben sein sollte. Das Aufschrauben des stangenförmigen Bauelementes 15 auf den Schraubbolzen 87 ist natürlich nur an einem Ende der Stange möglich, während die Verbindung des anderen Endes mit einem weiteren Körper 1 in der Weise erfolgen muß, daß dieStange selbst nicht in Drehbewegungen gesetzt wird. Die Anwendung des stangenförmigen Bauelementes 15 nach Fig. 2b mit dem Schraubbolzen 87 hat den weiteren Vorteil, daß allein durch Lösen der jeweils zu dem stangenförmigen Bauelement 15 gehörenden Schraubbolzen 87 das genannte stangenförmige Bauelement 15 entnommen werden kann, ohne daR man die anderen zur Gesamtkonstruktion gehörenden Verbindungen der stangenförmigen Bauelemente mit dem Körper 1 lösen muß.
• Um die von den erweiterten Ausnehmungen 11 eingenommene Fläche für die Unterbringung weiterer Aufnahmeschlitze zur Verfügung zu haben und das Hantieren innerhalb der Kugelschale bei Befestigung der Enden der stangenförmigen Bauelemente zu vermeiden, können die Bauelemente mit einem verbreiterten Kopfabschnitt versehen sein, der sich von innen gegen die Innenfläche des Körpers 1 legt. Zum Einführen des Kopfabschnittes in die Aufnahmeschlitze können diese entweder mit einer begrenzten Erweiterung versehen sein, durch welche der Kopfabschnitt einfädelbar ist, oder aber es kann der Kopfabschnitt, wie im Beispiel nach Fig.4, hammerförmig ausgebildet sein, so daß er in einer Stellung ohne weiteres in die Aufnahmeschlitze einführbar und nach Drehen um 90° als Widerlager an die Innenfläche des Körpers 1 anlegbar ist.
• Bei dem Beispiel nach Fig. 4 ist in dem Stirnende der Stange 25 eine Gewindebohrung 27 vorgesehen, in die der Gewindeschaft 26 des Hammerkopfteils 28 schraubbar ist. Auf dem Gewindeschaft 26 ist weiterhin eine Gegenmutter 29 schraubbar. Durch die Schraubbarkeit des Hammerkopfteils läßt sich die Länge der Stange 25 einstellen, während durch das Schrauben der Mutter 29 der Hammerkopf 28 fest an dem Körper 1 verspannbar ist. Um noch nachträglich die Länge der Stange 25 ändern zu können, kann zweckmäßigerweise der Hammerkopf 28 axial unverschiebbar, aber drehbar auf dem Gewindeschaft 26 angeordnet sein, so daß beim Drehen des Gewindeschaftes 26 der Hammerkopf undrehbar an der Innenfläche des Körpers 1 anliegen kann. In diesem Falle kann der Gewindeteil 26 nahe dem Stirnende der Stange 25 mit Abflachungen versehen sein, die zum Angreifen eines Werkzeuges dienen, um den Schaft 26 in der Stange 25 von außen verdrehen zu können.
• In vielen Anwendungsfällen wird es bevorzugt, einen Knotenteil in Form einer hohlen Vollkugel zu verwenden. Diese kann einstückig ausgebildet oder aus mehreren Teilen zusammengesetzt sein.
• Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 wird angenommen, daß der Knotenteil 314 einstückig aus Kunststoff hergestellt ist, wenngleich auch geschlossene Hohlkugeln aus metallischem Werkstoff in gleicher Weise gefertigt werden können. In dieser Form eignet er sich besonders als Knotenteil für Spielbaukästen. Im dargestellten Beispiel weist der Körper 34 in Fluchtung mit der Polachse 35 Bohrungen 38 auf, die ebenfalls zum Anschluß von stangenförmigen Verbindungselementen dienen können. Außerdem sind wiederum mehrere auf unterschiedlichen Längenkreisen angeordnete Aufnahmeschlitze 37, 37a, 39, 39a vorgesehen. Weitere Aufnahmeschlitze 41 verlaufen entlang dem quator 36. Man erkennt, daß bei diesem Ausführungsbeispiel die beiden Hälften des kugelförmigen Körpers unterschiedlich lange auf den Längenkreisen angeordnete Schlitze aufweisen, in dem die Schlitze 37,39 auf der'Nordhlfte bis in Höhe der Schlitze 41 auf dem Aquator reichen, während die Schlitze 37a,39a auf der Südhälfte im Abstand von der Equatoralebene 36 beginnen. Auf beiden Hälften sind erweiterte Ausnehmungen 40,40a vorgesehen, die den Zugang zum Inneren des Kugelkörpers gestatten.
• Die Aufnahmeschlitze und Bohrungen können auch mit zum Kugelmittelpunkt konvergierenden seitlichen Begrenzungsflächen versehen sein, so daß bei Ausbildung der stangenförmigen Bauelemente mit entsprechend konvergierenden Flächen an den Stangenenden die Verbindung zwischen dem Knotenteil und den stangenförmigen Bauelementen auch in Form einer einfachen Steckverbindung erfolgen kann, ähnliches wird auch erreicht, wenn die Stangenenden geschlitzt sind ausgebildet/und seitliche Abflachungen aufweisen, so daß eine federnd klemmende Steckverbindung zwischen den Teilen möglich ist. Eine solche Anordnung eignet sich besonders für Spielbaukästen.
• Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 ist der hohle Vollkugel-Körper 45 aus zwei gleichen Schalen ausgebildet. Bei einer solchen Ausbildung kann die Trennebene in der Äquatorialebene 48 liegen. Im dargestellten Beispiel liegt jedoch die Trennebene 52 auf einem Längenkreis. Im Bereich der Trennebene können, wie dargestellt, Ausnehmungen 53,54 vorgesehen sein, die bei zusammengesetzter Kugel zugleich auf dem Längenkreis verlaufende Aufnahmeschlitze bilden.
• Bei aus mehreren Schalenteilen zusammengesetzten Körpern,wie den beiden Schalen 46,47 des Körpers 45 nach Fig. 6, weisen die Teile zweckmäßigerweise im Bereich der Trennebene ineinandergreifende Vorsprünge und Ausnehmungen auf, die als Paßelemente ausgebildet sind und ein Verschieben der Teile in Richtungen in der Trennebene formschlüssig verhindern. Die Ausnehmungen und Vorsprünge können dabei so ausgebildet sein, daß die beiden Schalenhälften gleich ausgebildet sind. Bei einer Trennebene im Bereich der Equatorialebene kann auch die Anordnung so getroffen werden, daß die beiden Kugelschalen in verschiedenen relativen Winkelstellungen miteinander verbunden werden können.
• Je nach dem Material, aus dem die Knotenteile hergestellt sind, können die Teile durch Verkleben, Verschweißen, Vernieten oder Verschrauben bleibend oder lösbar miteinander verbunden sein.
• Im Beispiel nach Fig. 6 kann zu diesem Zweck durch die im Bereich einer gemeinsamen Kugelachse miteinander fluchtenden Bohrungen 50,51 ein Spannelement, z.B. ein Schraubbolzen, hindurchgeführt werden, mit dem die beiden Kugelschalen fest gegeneinander verspannt werden können. Der Kopf und die Gegenmutter des Spannelementes können dabei in Senklöchern so angeordnet sein, daß das Spannelement nicht über den Kugelumfang hinausragt.
• Der hohle Vollkugelkörper kann auch aus mehr als zwei Schalenteilen zusammengesetzt sein. So ist es z.B. möglich, im Bereich des Aquators einen Ringteil vorzusehen, der durch zwei gleiche Schalenkappen zur Vollkugel ergänzbar ist.
• Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 und 8 ist der hohle Vollkugelkörper 60 zweiteilig ausgebildet, wobei jedoch die beiden Schalenteile 61,62 unterschiedlich ausgebildet sind. Der Schalenteil 61 entspricht im wesentlichen dem Schalenteil nach Fig. 1. Beide Schalenteile weisen entlang der Polachse in Fluchtung stehende Bohrungen sowie auf LUngenkreisen verteilte Aufnahmeschlitze 65,66 und verbreiterte Ausnehmungen 64 auf. Die Auflagefläche 63 der größer als eine Halbkugel ausgebildeten Schale 61 wird durch einen nach innen ragenden Flansch vergröRert, indem mehrere in Umfangsrichtung verlaufende Gewindebohrungen 68 vorgesehen sind. In den verbreiterten Ausnehmungen 64a der kleineren Kugelschale sind entsprechende Bohrungen 69 angeordnet, durch die versenkbar Schrauben steckbar sind, welche in die Gewindebohrungen 68 schraubbar sind. Damit lassen sich die beiden Schalenteile lösbar fest miteinander verbinden. Zur besseren Verständigung wird noch darauf hingewiesen, daß die Schnittdarstellung nach Fig. 7 entlang der Schnittebene VII-VII der Fig. 8 gelegt ist. Die entlang dem Äquator verlaufenden Aufnahmeschlitze sind mit 67 bezeichnet und befinden sich ausschließlich in dem größeren Schalenteil.
• Es wird noch darauf hingewiesen, daß bei mehrteiliger Ausbildung des kugelschalenförmigen Körpers die einzelnen Schalenteile auch einzeln verwendet werden können, wie dies in Fig. 3 angedeutet ist.
• Fig. 9 veranschaulicht die vielseitige Verwendbarkeit der neuen Knotenverbindung anhand eines Ausstellungs-Displays 70. Die Stangen sind mit 74 und die Knotenteile mit 75 bezeichnet. Bei 73 sind auf den Knotenteilen aufliegende geneigte Platten wiedergegeben. Bei 72 sind tischartige Platten in unterschiedlicher Höhenlage angedeutet, während mit 71 die Standfläche des Displays wiedergegeben ist.
• Anhand der gezeigten Beispiele ist ohne weiteres verständlich, daß mit der neuen Knotenverbindung ein praktisch unbegrenzter Anwendungsbereich für gerüst- oder skelettartige Konstruktionen eröffnet wird. So können aus einer Vielzahl von Leuchtkörpern zusammengesetzte Lampen verschiedenster Form gebildet werden.
• Es können Klettergerüste in mannigfacher Form und mit hoher Stabilität unter Verwendung gleich langer oder unterschiedlich langer stangenförmiger Bauelementehergestellt werden. Es lassen sich damit Demonstrationsmodelle zur Wiedergabe des Aufbaues von Kristallen oder Makromolekülen auf einfache Weise herstellen.
• Die Knotenverbindung ist aber auch für tragende Elemente, insbesondere für Gerüstbauten für Hallen, Ausstellungsstände, Brückenträger oder dgl. einsetzbar. Für einfache Fälle lassen sich bei mehrteiliger Ausbildung des Knotenteils die einzelnen Teile auch durch Schnappverbindungen miteinander lösbar verbinden.
• Ein schnappartiger Anschluß ist auch in solchen Fällen für die Enden der stangenförmigen Bauelemente möglich, die zu diesem Zweck z.B. geschlitzt sein können und einen verbreiterten Kopf aufweisen, der sich aufgrund der Schlitzung durch den Aufnahmeschlitz drücken läßt und nach Durchtritt durch den Schlitz in die Spreizstellung zurückfedert. Damit lassen sich Steckverbindungen auch in Grenzen auf Zug belasten.

Claims (21)

Patentansprüche

1.)Knotenverbindung für aus stangenförmigen Bauelementen zusammensetzbare gerüst- oder skelettartige Konstruktionen, wie Baukonstruktionen, zerlegbare Konstruktionen für Ausstellungen, Spielzeugbaukonstruktionen, Turn- und Klettergerüste oder dgl.> mit einem Knotenteil zum Anschluß der stangenförmigen Bauelemente, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß der Knotenteil als kugelschalenförmiger Körper (1) mit entlang mehrerer verschiedener Großkreise verlaufenden Aufnahmeschlitzen (7,9,10) ausgebildet ist und die stangenförmigen Bauelemente (22,23) mit in die Aufnahmeschlitze einführbaren Gewindestücken (16,26 oder 86) sowie mit einem mit der Innenfläche des Körpers zusammenwirkenden Kopfteil (17,28,88) versehen sind.

2. Knotenverbindung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß wenigstens zwei Aufnahmeschlitze (7,10) aufweisende Großkreise (Längenkreis, Equator) in aufeinander senkrecht stehenden Ebenen liegen.

3. Knotenverbindung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Mehrzahl der Aufnahmeschlitze (7,9) entlang von Längenkleisen und eine geringere Anzahl (lo) entlang des Äquators (4) des Körpers (1) angeordnet sind.

4. Knotenverbindung nach Anspruch 3 , d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Winkelabstände der Aufnahmeschlitze aufweisenden Längenkreise unterschiedlich sind.

5. Knotenverbindung nach Anspruch 1 bis 4 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der kugelschalenförmige Körper (1) eine ebene Auflagefläche (12) parallel zur Äquatorebene (4) aufweist.

6. Knotenverbindung nach Anspruch 5 , d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß der kugelschalenförmige Körper (1) größer -als eine Halbkugel ist.

7. Knotenverbindung nach Anspruch 1 bis 4 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Körper eine hohle Vollkugel (34, 45, 60) ist.

b. Knotenverbindung nach Anspruch 7 , d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die hohle Vollkugel (45, 60) aus mehreren Kugelschalenteilen (46, 47 bzw. 61, 62) zusammensetzbar ist.

9. Knotenverbindung nach Anspruch 8 , d a d u r c h g e -k e n n z ei c h n e t , daß die hohle Vollkugel (45) aus zwei gleichen Schalenteilen (46, 47) zusammensetzbar ist.

lo. Knotenverbindung nach Anspruch 9 , d a d u r c h g e -k e n n z e i c h ne t , daß die Trennebene (52) der beiden Schalenteile (46, 47) in der Ebene eines Länge kreises oder in der Ebene des Äquators liegt.

11. Knotenverbindung nach Anspruch 8 oder lo , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Schalenteile im Bereich der Trennebene (52) zusammenwirkende Ausnehmungen (53, 54) zur Bildung von Aufnahmeschlitzen und/oder zusammenwirkende Paßausnehmungen und Paßvorsprünge aufweisen.

12. Knotenverbindung nach Anspruch 8 oder 11 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die hohle Vollkugel (60) aus zwei ungleichen Schalenteilen (61, 62) zusammensetzbar ist. deren Trennebene parallel zur Äquatorebene verläuft.

13. Knotenverbindung nach Anspruch 1 bis 12 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die auf Längenkreisen angeordneten Aufnahmeschlitze (37, 39 bzw. 37a, 39a) auf der einen Kugelhälfte in Höhe des Äquators (36) und auf der anderen Kugelhälfte im Abstand davon beginnen.

(Vergl. Fig. 5) 14. Knotenverbindung nach Anspruch 1 bis 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die auf den Längenkreisen angeordneten Schlitze unterschiedliche Bogenlänge zwischen 600 und 850 aufweisen.

15. Knotenverbindung nach Anspruch 1 bis 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß wenigstens auf einer Kugelhälfte wenigstens eine erweiterte Ausnehmung (11) zum Einführen einer den Kopf der Stangen bildenden Mutter (17) bzw. Schraubbolzen (87) und/oder eines Werkzeuges vorgesehen ist.

16. Knotenverbindung nach Anspruch 1 bis 15, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß jeder Aufnahmeschlitz eine Erweiterung zum Einführen des Kopfes der Stange aufweist.

17. Knotenverbindung nach Anspruch 1 bis 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Breite der Aufnanmeschlitze an die Breite eines hammerförmigen Kopfabschnittes (28) am Stangenende angepaßt ist.

18. Knotenverbindung nach Anspruch 1 bis 17, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Stangenende als Gewindeabschnitt (16 bzw. 26) ausgebildet ist.

19. Knotenverbindung nach Anspruch 17 und 18, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Stangenende als Schraubelement (26) mit Hammerkopf (28) in einer Gewindebohrung (27) an der Stirnseite der Stange (25) schraubbar und mit einer Spannmutter (29) versehen ist.

20. Knotenverbindung nach Anspruch 1 bis 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Stangenende mit einer Gewindebohrung (27) an der Stirnseite der Stange (15) und mit einem in dieser Bohrung aufgenommenen Schraubbolzen (87) mit Kopf (88) ausgerüstet ist.

21. Knotenverbindung nach Anspruch 1 bis 20, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Stange (15) im Bereich ihres Endes mit einem Mehrkant (89) oder einer Ausnehmung (90) zum An- oder Eingriff eines Werkzeuges zum Drehen der Stange um ihre Längsachse ausgerüstet ist.

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