DE2707573A1 - Composite lightweight modular open structure beam - has longitudinal members held between side webs with triangular openings - Google Patents

Composite lightweight modular open structure beam - has longitudinal members held between side webs with triangular openings

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Abstract

The modular open structure beam is for a motor vehicle support structure, ship hulls or for transportable containers where thin walls are required. The beam has upper and lower horizontal members connected with diagonal webs. The upper and lower members consist of longitudinal strips whose ends can be connected. The strips are connected with side webs with triangular holes forming diagonal webs. The connections can be sealed and the beam can form the sides of a railway vehicle.

Description

Fachwerkträger mit verbessertem KraftflußTruss with improved power flow

Die Erfindung bezieht sich auf die Ausbildung von Fachwerkträgern.The invention relates to the formation of trusses.

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.In the pursuit of lightweight construction in vehicle structures and hulls or with transportable containers for a wide variety of applications Thin-walled constructions are becoming more and more important. With the known half-timbered constructions the straps of the truss are connected by PUllungsstäbels. This construction Although it has the advantages of fabric or lightweight construction, the between the belts occurring forces of diagonal or vertical elements on the - mostly welded - knot transferred to the straps. There is a risk that conventional Make knot formations - especially with light metal constructions - to the starting point cracks or that such knots have to be strengthened to the extent that that an optimization of weight and strength is excluded from the start.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch Fachwerkbauweise gewichtsmäßig leichte Tragwerke hersustellen, ohne die bisherigen Nachteile der geringen Stabilität in Kauf nehmen zu müssen.The invention is based on the object in terms of weight by means of a framework construction Create lightweight structures without the previous disadvantages of poor stability to have to accept.

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.According to the invention this object is achieved in that the truss consist of at least two straps connected on both sides by side panels are, with the side parts spanning substantially the entire height of the beam the corners are rounded and contain recesses that are substantially triangular are. The side parts are only joined together in the belt area by being suitably joined tied together. For manufacturing reasons, the side parts are the same as one another; the Belts have the same cross-section.

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.With the underlying triangular shape of the recesses, there is each one the side parts made of two flat rods. Convenient is at least one of the straps is detachably screwed to the side parts. With certain For purposes of use, it is also advantageous to seal the joints and the Inner walls of the framework entirely or at least partially with a different material This should be covered, for example, even in the case of closed cavities in trusses be expedient, which is intended to accommodate liquid or gaseous bodies are.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist das Xrffigervolumen des Fachwerks mit einem Füllstoff versehen.In a further development of the invention, the Xrffigervolume is the framework provided with a filler.

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.The advantages of this invention are that a weight light but very stable framework has been created whose rigidity based solely on the shape of the side panels. In the manufacture of these trusses metals as well as plastic fabrics are used so that alone thanks to the free choice of wall thicknesses for all girder parts and the cheapest stiffening method the material utilization can be optimized for the belt and diagonal boxes. the Production of the individual truss components is due to the same shape of the side walls like the same belt cross-section extremely economical.

Ebenso ist es vorteilhaft, mindestens einen der Gurte mit den Seitenteilen lösbar zu verschrauben, um bei Bedarf'die Hohlräume zugänglich zu machen.It is also advantageous to have at least one of the straps with the side parts to be screwed detachably in order to make the cavities accessible if necessary.

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.If you seal the support frame and cover its inner walls with suitable Material from, the framework construction can be used as an advantageous stable container use for liquids or gases.

Ebenso kann der Hohlraum mit einem Füllstoff als Aussteifungematerial versehen werden, wenn eine noch größere Stabilität des Fachwerkkörpers erzielt werden soll.The cavity can also be provided with a filler as a stiffening material be provided if an even greater stability of the truss can be achieved target.

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.The drawings show exemplary embodiments of the subject matter of the invention Fig. 1 shows an embodiment of a truss piece in perspective view, Fig. 2 a truss, Fig. 3, 3a shows a framework in transverse and longitudinal section, FIG. 4 shows a vehicle support frame in perspective Representation, FIG. 5 shows a vehicle support frame in side view, FIGS. 6, 6a, 6b show a another embodiment of the framework in transverse and longitudinal section, FIG. 7 another Embodiment in a side view.

In Fig. 1 ist der Ausschnitt eines Fachwerkträgers, bestehend aus Obergurt 1, Untergurt 2 und Diagonalelementen 3 dargestellt.In Fig. 1 is the section of a truss, consisting of Upper chord 1, lower chord 2 and diagonal elements 3 are shown.

Die sich in die Komponenten oberer Außengurt 5, unterer Außengurt 6, Innengurt 7 und Zwischengurt 8 aufteilenden Gurte besitzen gemeinsame Seitenwände 4.Which is divided into the components upper outer belt 5, lower outer belt 6, inner belt 7 and intermediate belt 8 dividing belts have common side walls 4th

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.In the special embodiment shown in FIG. 1, there is the upper belt 1 from the upper outer belt 5 and an intermediate belt 8, during the Lower chord 2 in addition to the lower outer chord 6 also has further intermediate chords 8. The number of intermediate belts 8 is determined in detail according to the intended use of the truss and has a significant influence on the stability. the side walls 4 extend over the intermediate belts 8 to the outer belts 5 and 6. The im Principle triangular recesses of the side walls 4 are rounded at the corners, in order to avoid the occurrence of tension peaks when the truss is loaded.

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.The trusses are finally closed to form a cavity by inner belts 3a, which have a U-profile in cross-section, the (short) legs of which are welded or screwed to the side walls 4. One possible variant FIG. 3 shows the inner chords 3a: the inner chords 3a are divided into inner chord arcs 9 and Innengurtlängastücke 10, which here with releasable screw elements li with the Side walls 4 are connected.

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.Fig. 2 shows a truss made of belts with the surrounding them Side elements that are joined together at the seams 4a. The seams the carrier components to be connected to one another lie outside the diagonals in the straps.

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.The way in which the individual carrier components are connected is to see in Fig. 3 and 3a: the upper outer belt 5 and the lower outer belt 6 are with the side parts 4 over the inner chord bow section 9 and the inner chord longitudinal piece 10 connected by releasable screw elements 11.

Bei Bedarf können somit auch Fachwerke größerer Abmessungen in verhältnismäßig kleine Einzelteile zerlegt werden bzw. der Zusammenbau einfach gehandhabt werden.If necessary, trusses of larger dimensions can also be used in proportionately small individual parts are dismantled or the assembly can be handled easily.

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.On a special area of application for half-timbered structures Fig. 4 and Fig. 5 indicate. There the longitudinal members of a framework are in one High performance rail vehicle built into the extremely low Weight and great flexural rigidity are made as special requirements.

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.In FIG. 4, the trusses according to FIG. 2 are one of the outer walls 12 Support frame used. The outer walls 12 are connected to one another by cross braces 13, these are in turn coupled to one another by longitudinal members 14.

Fig. 5 zeigt schematisch die Seitenansicht eines Fahrzeugs für hohe Geschwindigkeiten, dessen Seitenwände ebenfalls aus Fachzerkträgern bestehen.Fig. 5 shows schematically the side view of a vehicle for high Speeds, the side walls of which also consist of compartment carriers.

- Ansprüche - - Expectations -

Claims (10)

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. Claims: Lattice girders in box construction, characterized in that that it consists of at least two straps and connecting them to each other on two sides and essentially spanning the entire height of the girder, rounded at the corners, side parts containing recesses extending between the straps and if necessary, there is spacer strips framing the recesses, with adjacent ones Side parts connected to each other by suitable joining only in the belt area are. 2. Fachwerkträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenteile untereinander gleich sind. 2. Truss according to claim 1, characterized in that the Side parts are the same as one another. 3. Fachwerkträger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gurte gleichen Querschnitt aufweisen. 3. Truss according to claim 1 or 2, characterized in that that the belts have the same cross-section. 4. Fachwerkträger nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen im wesentlichen dreieckförmig sind. 4. Truss according to claim 1, 2 or 3, characterized in that that the recesses are essentially triangular. 5. Fachwerkträger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Seitenteil die Seitenflächen von zwei Stäben aufweist. 5. Truss according to claim 4, characterized in that each Side part has the side surfaces of two rods. 6. Fachwerkträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Gurte mit den Seitenteilen lösbar verschraubt ist. 6. Truss according to one of the preceding claims, characterized characterized in that at least one of the straps is releasably screwed to the side parts is. 7. Pachwerkträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sugestellen abgedicatut sind.7. Pachwerkträger according to any one of the preceding claims, characterized marked that the Sugestellen are sealed. 8. Fachwerkträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß seine Innenwände zumindest teilweise mit ueberzügen eines anderen Materials versehen sind.8. Lattice girder according to one of the preceding claims, characterized characterized in that its inner walls are at least partially covered with coatings from another Materials are provided. 9. Fachwerkträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in seinem Inneren abgeschlossene Hohlräume ausgebildet sind.9. Truss according to one of the preceding claims, in particular according to claim 8, characterized in that closed cavities in its interior are trained. 10. Fachwerkträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sein Inneres zumindest teilweise mit einem Fillstoff versehen ist.10. Truss according to one of the preceding claims, characterized characterized in that its interior is at least partially provided with a filler is.
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