DE2707573A1

DE2707573A1 - Fachwerktraeger mit verbessertem kraftfluss

Info

Publication number: DE2707573A1
Application number: DE19772707573
Authority: DE
Inventors: Alfred Dipl Ing Knebel; Manfred Ing Grad Zepernick
Original assignee: Fried Krupp AG
Current assignee: Fried Krupp AG
Priority date: 1977-02-22
Filing date: 1977-02-22
Publication date: 1978-08-24

Description

Fachwerkträger mit verbessertem Kraftfluß
Die Erfindung bezieht sich auf die Ausbildung von Fachwerkträgern.
Im Bestreben nach Leichtbau bei Fahrzeugtragwerken, Schiffskörpern oder auch bei transportablen Behältern für die verschiedensten Anwendungazwecke gewinnen dünnwandige Konstruktionen immer größere Bedeutung. Bei den bekannten Fachwerkkonstruktionen sind die Gurte des Fachwerkträgers durch PUllungsstäbe verbunden. Diese Bauweise besitzt zwar die Vorteile des Stoff- bzw. Formleichtbaus, jedoch werden die zwischen den Gurten auftretenden Kräfte von Diagonal- bzw. Vertikalelementen auf die - meist geschweißten - Knoten an den Gurten übertragen. Dabei besteht die Gefahr, daß konventionelle Knotenausbildungen - insbesondere bei Leichtmetallkonstruktionen -zu Ausgangs stellen von Rißbildungen werden oder daß solche Knoten in dem Maße verstärkt werden müssen, daß eine Gewichts- und Festigkeitsoptimierung von vornherein ausgeschlossen ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch Fachwerkbauweise gewichtsmäßig leichte Tragwerke hersustellen, ohne die bisherigen Nachteile der geringen Stabilität in Kauf nehmen zu müssen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Fachwerkträger aus mindestens zwei Gurten bestehen, die auf beiden Seiten durch Seitenteile verbunden sind, wobei die Seitenteile im wesentlichen die ganze Trägerhöhe überspannen, an den Ecken abgerundet sind und Ausnehmungen enthalten, die im wesentlichen dreiecksförmig sind. Die Seitenteile sind durch geeignetes Zusammenfügen nur im Gurtbereich miteinander verbunden. Aus Fertigungsgründen sind die Seitenteile untereinander gleich; die Gurte weisen gleiche Querschnitte auf.
Bei der zugrunde gelegten Dreiecksform der Ausnehmungen besteht jedes der Seitenteile aus zwei flächenförmig ausgebildeten Stäben. ZweckmSßigerweise ist mindestens einer der Gurte mit den Seitenteilen lösbar verschraubt. Bei bestimmten Verwendungszwecken ist es zudem vorteilhaft, die Fügestellen abzudichten und die Innenwände des Fachwerks ganz oder zumindest teilweise mit einem anderen Material zu überziehen, Dieses diirfte z.B, auch bei abgeschlossenen Hohlräumen von Fachwerken zweckdienlich sein, die zur Aufnahme flüssiger oder gasförmiger Körper bestimmt sind.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist das Xrffigervolumen des Fachwerks mit einem Füllstoff versehen.
Die Vorteile dieser Erfindung liegen darin, daß ein gewichtsmäßig leichtes, aber sehr stabiles Fachwerk geschaffen worden ist, dessen Steifigkeit allein auf der Form der Seitenteile beruht. Bei der Herstellung dieser Fachwerke können Metalle wie auch Kun8t- stoffe verwendet werden, so daß allein durch die freie Wahl der Wandstärken aller Trägerteile und der günstigsten Aussteifungsmethode für die Gurt-und Diagonalkästen die Werkstoffausnutzung optimiert werden kann. Die Fertigung der einzelnen Fachwerkbauteile ist durch die gleiche Form der Seitenwände wie der gleichen Gurtquerschnitte äußerst wirtschaftlich.
Ebenso ist es vorteilhaft, mindestens einen der Gurte mit den Seitenteilen lösbar zu verschrauben, um bei Bedarf'die Hohlräume zugänglich zu machen.
Dichtet man den Tragrahmen ab und kleidet seine Innenwände mit geeignetem Material aus, so läßt sich die Fachwerkkonstruktion als vorteilhaft stabiler Behälter für Flüssigkeiten oder Gase verwenden.
Ebenso kann der Hohlraum mit einem Füllstoff als Aussteifungematerial versehen werden, wenn eine noch größere Stabilität des Fachwerkkörpers erzielt werden soll.
In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele des a Erfindungsgegenstandes dargestellt und zwar zeigt: Fig. 1 eine Ausführungsform eines Fachwerkträgerstückes in perspektivischer Sicht, Fig. 2 einen Fachwerkträger, Fig. 3, 3a ein Fachwerk im Quer- und Längsschnitt, Fig. 4 einen Fahrzeugtragrahmen in perspektivischer Darstellung, Fig. 5 einen Fahrzeugtragrahmen in Seitenansicht, Fig. 6, 6a, 6b eine andere Ausfffhrungsform des Fachwerkes im Quer- und Längsschnitt, Fig. 7 eine weitere Ausführungsform in einer Seitenansicht.
In Fig. 1 ist der Ausschnitt eines Fachwerkträgers, bestehend aus Obergurt 1, Untergurt 2 und Diagonalelementen 3 dargestellt.
Die sich in die Komponenten oberer Außengurt 5, unterer Außengurt 6, Innengurt 7 und Zwischengurt 8 aufteilenden Gurte besitzen gemeinsame Seitenwände 4.
In der in Fig. 1 dargestellten, speziellen Ausführungsform besteht der Obergurt 1 aus dem oberen Außengurt 5 sowie einem Zwischengurt 8, während der Untergurt 2 neben dem unteren Außengurt 6 noch weitere Zwischengurte 8 besitzt. Die Anzahl der Zwischengurte 8 bemißt sich im einzelnen nach dem Verwendungszweck des Fachwerkträgers und hat einen wesentlichen Einfluß auf die Stabilität. Die Seitenwände 4 erstrecken sich über die Zwischengurte 8 bis zu den Außengurten 5 und 6. Die im Prinzip dreiecksförmigen Ausnehmungen der Seitenwände 4 sind an den Ecken abgerundet, um dort bei Belastung des Fachwerkträgers das Auftreten von Spannungspitzen zu vermeiden.
Zu einem Hohlraum abgeschlossen werden die Fachwerkträger schließlich durch Innengurte 3a, die im Querschnitt ein U-Profil besitzen, dessen (kurze) Schenkel mit den Seitenwänden 4 verschweißt oder verschraubt sind. Eine mögliche Ausführungsvariante der Innengurte 3a zeigt Fig. 3: die Innengurte 3a teilen sich auf in Innengurtbogenstücke 9 und Innengurtlängastücke 10, die hier mit lösbaren Schraubelementen li mit den Seitenwänden 4 verbunden sind.
Fig. 2 zeigt einen Fachwerkträger aus Gurten mit den sie umschließenden Seitenelementen, die an den Nahtstellen 4a zusammengefügt sind. Die Nahtstellen der miteinander zu verbindenen Trägerkomponenten liegen dabei außerhalb der Diagonalen in den Gurten.
Auf welche Weise die einzelnen Trägerkomponenten verbunden sind, ist in Fig. 3 und 3a zu sehen: der obere Außengurt 5 und der untere Außengurt 6 sind mit den Seitenteilen 4 über das Innengurt-Bogenstück 9 und das Innengurt-Längsstück 10 durch lösbare Schraubelemente 11 verbunden.
Bei Bedarf können somit auch Fachwerke größerer Abmessungen in verhältnismäßig kleine Einzelteile zerlegt werden bzw. der Zusammenbau einfach gehandhabt werden.
Auf einen speziellen Anwendungsbereich für Fachwerkkonstruktionen deuten Fig. 4 und Fig. 5 hin. Dort sind die L§ngsträger eines Fachwerkes in ein Hochleistungs-Schienen- fahrzeug eingebaut, an das extrem niedriges Gewicht und große Biegesteifigkeit als besondere Forderungen gestellt werden.
In Fig. 4 sind die Fachwerkträger nach Fig. 2 als Außenwände 12 eines Tragrahmens verwendet. Die AuZenwände 12 sind durch Querstreben 13 miteinander verbunden, wobei diese wiederum noch durch Längsträger 14 miteinander gekoppelt sind.
Fig. 5 zeigt schematisch die Seitenansicht eines Fahrzeugs für hohe Geschwindigkeiten, dessen Seitenwände ebenfalls aus Fachzerkträgern bestehen.
- Ansprüche -

Claims

Ansprüche: Fachwerkträger in Kastenbauart, dadurch gekennzeichnet, daß er aus mindestens zwei Gurten und diese zu oeiden Seiten miteinander verbindenden und dabei im wesentlichen die ganze Trägerhöhe überspannenden, an den Ecken abgerundete, zwischen den Gurten sich erstreckende Ausnehmungen enthaltenden Seitenteilen und gegebenenfalls die Ausnehmungen umrahmenden Distanzstreifen besteht, wobei benachbarte Seitenteile durch geeignetes Fügen nur im Gurtbereich jeweils miteinander verbunden sind.
2. Fachwerkträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenteile untereinander gleich sind.
3. Fachwerkträger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gurte gleichen Querschnitt aufweisen.
4. Fachwerkträger nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen im wesentlichen dreieckförmig sind.
5. Fachwerkträger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Seitenteil die Seitenflächen von zwei Stäben aufweist.
6. Fachwerkträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Gurte mit den Seitenteilen lösbar verschraubt ist.
7. Pachwerkträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sugestellen abgedicatut sind.
8. Fachwerkträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß seine Innenwände zumindest teilweise mit ueberzügen eines anderen Materials versehen sind.
9. Fachwerkträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in seinem Inneren abgeschlossene Hohlräume ausgebildet sind.
10. Fachwerkträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sein Inneres zumindest teilweise mit einem Fillstoff versehen ist.