DE3800547A1 - Bausatz zur herstellung von tragwerken - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Bausatz zur Herstellung von Trag­ werken nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Es ist ein Tragwerk der eingangs genannten Art bekannt (DE-GM 83 30 969), das zum Aufbau eines Gerüstes dient. Bei dem be­ kannten Bausatz ist ein mit vier, jeweils unter einem Winkel von 90° zueinanderstehenden Außenflächen versehener kugel­ förmiger Verbindungsknoten vorgesehen, bei dem in jeder der Außenseiten ein nach einer Seite offener Schlitz vorgesehen ist, der sich nach innen T-profilartig erweitert. In diese offenen Schlitze können dem Profil der T-Nut angepaßte Ein­ hängeköpfe eingefügt werden, die jeweils an den Stirnseiten von Tragstangen vorgesehen sind. Der Verbindungsknoten weist ein zentrales Gewinde auf, mit dem er mit Hilfe von Schraubbolzen, die in fluchtend zu dem Gewinde verlaufenden Tragrohren vorge­ sehen sind, in diese Tragrohre eingefügt werden kann. Nach dem Einsetzen der Einhängeköpfe der vertikalen Tragstangen wird eine Abschlußscheibe vorgesehen, die durch ein Zwischenstück, das gleichzeitig als Befestigungshilfe zum Verdrehen der Schraubbolzen dient, die Einhängeköpfe festhält, wenn der Ver­ bindungsknoten an dem zugehörigen senkrechten Tragrohr ange­ schraubt ist. Die auf diese Weise aufgebauten Gerüste können jeweils nur aus senkrecht zueinanderstehenden vertikalen und horizontalen Stangen bestehen. Der Aufbau eines solchen Gerü­ stes ist wegen der notwendigen Schraubarbeiten zeitraubend. Die Gesamtanordnung ist außerdem wegen der Vielzahl der benötigten Teile und wegen ihrer gegenseitigen Montage aufwendig.

Es ist zwar auch eine Knotenverbindung für aus Stangen aufge­ baute Konstruktionen bekannt (DE-OS 24 57 674), die einen Auf­ bau von Traggestellen für gerüst- oder skelettartige Konstruk­ tionen erlaubt, die nicht nur aus rechtwinklig zueinander ver­ laufenden Stangen bestehen. Bei dieser Bauart ist als Verbin­ dungsknoten ein als hohle Halbkugel ausgestaltetes Element vor­ gesehen, in dem längs von Großkreisen verlaufende Schlitze vor­ gesehen sind, in welchen die mit entsprechenden Schraubstiften und Muttern oder Schraubköpfen versehenen Enden von Tragstangen unter verschiedenen Winkeln eingesetzt werden können. Mit sol­ chen Verbindungsknoten lassen sich daher tetraederartig oder auch würfelförmig aufgebaute Grundelemente für Tragwerke bil­ den, die aus mehreren solchen Grundelementen zusammengesetzt sind. Bei einem solchen Tragwerk allerdings ist zum einen die Herstellung der notwendigen Bauelemente verhältnismäßig auf­ wendig; die Montage ist umständlich und bedingt, daß das Innere der Halbkugel, die als Verbindungsknoten dient, entweder zum Erfassen der Schraubköpfe oder der Muttern zugängig ist, oder daß Vorkehrungen getroffen sind, die ein nachträgliches Ver­ drehen der Tragrohre vermeiden, wenn diese mit riegelartigen Köpfen hinter die Schlitze geschoben werden. Die Montage eines solchen Systemes ist wegen der notwendigen Schraubvorgänge für jede einzelne Tragstange zeitraubend und kompliziert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, insbesondere für den Einsatz im Messebau einen Bausatz zur Herstellung von Trag­ werken zu schaffen, der einfach in seiner Konzeption ist und der bei größtmöglicher Stabilität den einfachen Zusammenbau eines Tragwerkes erlaubt, bei dem die Tragstangen auch unter von 90° abweichenden Winkeln zusammensetzbar sind.

Zur Lösung der Aufgabe werden bei einem Bausatz der eingangs genannten Art die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 vorgesehen. Durch diese Maßnahme lassen sich die Tragstangen in sehr einfacher Weise mit ihren Enden formschlüssig in den Verbindungsknoten einsetzen, wobei durch den an relativ großen Flächen auftretenden Formschluß die örtlichen auftretenden Kräfte gering gehalten werden können. Es wird auf diese Weise möglich, sowohl für den Verbindungsknoten als auch für die Tragrohre Werkstoffe geringerer Festigkeit zu verwenden, als sie üblicherweise für Tragsysteme eingesetzt werden, ohne daß jedoch die Stabilität des Tragwerkes beeinträchtigt wird.

Vorteilhaft ist es, wenn nach den Merkmalen der Ansprüche 2 und 3 an den flach gequetschten Enden der Tragrohre ein Wulst durch Einrollen des freien Endes gebildet wird. Durch diese Maßnahme nämlich bleibt das Tragrohr einschließlich seines Einhänge­ teiles einstückig. Die Herstellung wird dadurch erleichtert, und es treten auch keine Probleme an Verbindungsstellen zwi­ schen den Einhängeteilen und dem eigentlichen Tragrohr auf.

Nach den Merkmalen der Ansprüche 4 und 5 können mit einem gemeinsamen Verbindungsknoten die Tragstangen auch in ver­ schiedenen Ebenen vom Verbindungsknoten aus verlegt werden, was es in sehr einfacher Weise ermöglicht, pyramidenartig oder tetraederartig aufgebaute Grundelemente für das Tragwerk zu bilden. In allen Fällen genügt es, die durch das Einrollen der freien Enden der flach gequetschten Rohre entstehenden Wülste von einer Seite her in die Kammern des Verbindungsknotens einzuführen und sie dann in diesen Kammern durch eine aufge­ schraubte Scheibe zu sichern, die in besonders einfacher Weise gemäß den Merkmalen der Ansprüche 6 und 7 ausgebildet sein kann.

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispieles in der Zeichnung dargestellt und wird im nachfolgenden beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 die Seitenansicht eines aus fünf Verbindungsknoten und acht Tragstangen aufgebauten Grundelementes für ein Tragwerk,

Fig. 2 die Draufsicht auf das Grundelement der Fig. 1,

Fig. 3 die Draufsicht auf eine der in der Bodenebene des Grundelementes der Fig. 1 verlaufenden Tragstangen,

Fig. 4 die Seitenansicht der Tragstange der Fig. 3,

Fig. 5 die Draufsicht auf eine der in einer Diagonalebene des Grundelementes der Fig. 1 verlegte Tragstange,

Fig. 6 die Seitenansicht der Tragstange der Fig. 5,

Fig. 7 eine schematische, perspektivische Teildarstellung der in einem Verbindungsknoten anzuordnenden Enden von zwei Tragstangen,

Fig. 8 die Draufsicht auf den Verbindungsknoten der Fig. 7 mit einem eingesetzten Tragrohr und

Fig. 8 schließlich den Aufbau eines Tragwerkes aus einem er­ findungsgemäßen Bausatz unter Verwendung der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Grundelemente.

In den Fig. 1 und 2 ist ein Grundelement für die Herstellung eines Tragwerkes gezeigt, das aus einem erfindungsgemäßen Bau­ satz hergestellt ist und das sich, wie anhand der Fig. 8 erläutert werden wird, mit anderen gleichartigen Grundbau­ elementen zu einem Tragwerk kombinieren läßt. Bei dem Grund­ element der Fig. 1 und 2 sind vier in der Bodenebene einer Pyramide mit einer quadratischen Grundfläche und mit vier Seitenflächen in der Form gleichschenkliger Dreiecke angeord­ nete Tragstangen (1) vorgesehen, die jeweils an ihren Enden in Profilstücken (3) gehalten sind, deren Aufbau anhand der Fig. 7 und 8 erläutert werden wird. Von diesen an den Ecken des Quad­ rates sitzenden Profilstücken (3) aus erstrecken sich vier Tragstangen (2) diagonal nach oben zur Mitte der Pyramide, in deren senkrecht zur Grundfläche stehender Mittelachse (11) ein fünftes Profilstück (3) liegt. Die Tragstangen (2) verlaufen unter einem Winkel (α) zur Grundfläche, der beim Ausführungs­ beispiel 37,5° beträgt. Der Winkel (β) in der Draufsicht der Fig. 2 beträgt 45°.

Die Fig. 3 und 4 lassen erkennen, daß jede der Tragstangen (1) aus einem Rohr besteht, das an seinen beiden Enden flach ge­ quetscht ist und dort mit ebenen Bereichen (1 a) versehen ist, die in einen etwa zylinderförmigen Wulst (8) übergehen. Die Achse (12) der beiden Wulste (8) steht dabei senkrecht zur Achse (1′) des Rohres (1). Die Wulste (8) sind durch Einrollen des freien Endes (1 b) (Fig. 8) der flachen Endbereiche (1 a) der Rohre (1) gebildet. Dies hat den Vorteil einer einteiligen und einfachen Herstellung der Rohre (1) einschließlich ihrer An­ schlußbereiche. Möglich wäre es aber auch, an den flach ge­ quetschten Bereichen (1 a) halbzylinderartige Streifen mit der Höhe der Bereiche (1 a) anzunieten oder halbkugelförmige oder ovale Ausprägungen in den Bereichen (1 a) jeweils nach beiden Seiten hin so vorzusehen, daß sich in der Draufsicht nach Fig. 3 der etwa kreisförmige Querschnitt ergibt, der, wie noch erläutert werden wird, dazu dient, in zylinderförmige Kammern (6) der Profilstücke (3) eingeschoben zu werden.

Die Fig. 5 und 6 zeigen, daß die diagonal verlegten Tragrohre (2) im Prinzip ähnlich ausgebildet sind. Auch diese Tragrohre (2) sind an ihren Enden flach gequetscht, allerdings in Berei­ chen (2 a), die unter einem Winkel (α) zur Achse (2′) der Tragrohre (2) verlaufen. Es ergeben sich dadurch, da auch hier die freien Enden ähnlich wie bei den Tragrohren (1) wulstartig eingerollt sind, Wülste (8′) etwa von Zylinderform, deren Achse ebenfalls unter dem Winkel (α) zur Achse (2′) der Tragrohre (2) verläuft. Der Winkel (α) beträgt, wie schon ausgeführt wurde, beim Ausführungsbeispiel 37,5°.

Wie die Fig. 7 und 8 zeigen, genügt es zum Aufbau der Grund­ elemente der Fig. 1 und 2 - und natürlich auch zum Anbau weiterer Tragstangen zu einem Tragwerk - die Tragstangen (1) bzw. analog die Tragstangen (2) jeweils mit ihrem Wulst (8) in zylindrische Kammern (6) stirnseitig einzuführen, um dadurch bereits eine Sicherung der Tragrohre (1) am Profilteil (3) zu erreichen.

Das Profilteil (3) ist beim Ausführungsbeispiel als ein ge­ zogenes Profilstück mit einer axialen Länge (h) ausgebildet, die der Höhe (h) der Wülste (8, 8′) der Tragstangen (1 bzw. 2) entspricht. In diesem gezogenen Profilstück, das beispielsweise aus Aluminium bestehen kann, sind gleichmäßig auf dem Umfang verteilt, Schlitze (4) angeordnet, die jeweils in zugeordnete zylindrische Kammern (6) münden, deren Achsen parallel zu den Schlitzen (4) und parallel zu der Achse (13) des im übrigen zylindrisch ausgebildeten Profilstückes (3) verlaufen. Die Breite der von den Kammern (6) nach außen führenden Schlitze (4) ist dabei etwas größer ausgebildet als die Breite der flach gequetschten Endbereiche (1 a) der Tragrohre (1 bzw. 2). Der Durchmesser der Kammern (6) entspricht in etwa dem Durchmesser der Wulste (8 bzw. 8′), die beim Einrollen der freien Enden (1 b) der flach gequetschten Endbereiche (1 a) entstehen. Auf diese Weise ergibt sich nach dem Einsetzen der Wulste (8 bzw. 8′) in das Profilstück (3) ein gewisser Formschluß, der aus­ reicht, um die Tragstangen (1 bzw. 2) am Profilstück (3) zu halten. Die in Formschluß aneinanderliegenden Flächen der Wülste (8, 8′) und der Kammern (6) sind dabei relativ groß. Da dadurch die Flächenpressung verhältnismäßig klein gehalten werden kann, ist es auch möglich, die Tragrohre (1 und 2) aus Aluminium herzustellen. Das mit dem erfindungsgemäßen Bausatz hergestellte Tragwerk kann daher verhältnismäßig leicht ausge­ bildet sein. Dies ist beispielsweise bei der Herstellung von Messe- und Ausstellungsbauten von Bedeutung, wo die zum Aufbau benötigten Einzelteile vor der Montage und nach einer Demontage jeweils wieder zu anderen Orten transportiert werden müssen. Auch die Handhabung leichter Einzelteile ist einfacher.

Das Profilstück (3) ist, wie Fig. 7 zeigt, an seiner Unterseite durch eine Scheibe (5 a) gleichen Durchmessers wie das Profil­ stück (3) abgeschlossen. Es kann oben durch eine weitere, iden­ tisch zur Scheibe (5 a) ausgebildete Scheibe (5) abgeschlossen werden, wenn alle Wulste (8 bzw. 8′) der für den Zusammenbau benötigten Tragstangen (1 bzw. 2) im Profilstück eingesetzt sind. Die Scheibe (5) ist zu diesem Zweck in ihrer Mitte mit einer fest angeordneten Schraube (8) versehen, die in ein korrespondierendes Gewinde einer durch das Profilstück (3) ver­ laufenden Bohrung (14) einschraubbar ist. Die Scheibe (5) - und analog die Scheibe (5 a) - ist mit einer Rändelung (15) an ihrem Umfang versehen, so daß sie leicht und schnell von Hand in das Gewinde (10) eingeschraubt werden kann. Eine außerdem zum Ansetzen eines Werkzeuges vorgesehene Vertiefung (16), die auch in der Form einer Inbusöffnung ausgebildet sein kann, ermög­ licht schließlich ein festes Zusammenschrauben.

Wie anhand der Fig. 1 und 2 ohne weiteres deutlich wird, kann ausgehend von den dort gezeigten Grundelementen ein Tragwerk gemäß Fig. 8 hergestellt werden, wobei jeweils anschließend an die in der Grundfläche der Pyramide des Grundelementes ver­ legten Tragstangen (1) und fluchtend zu diesen die Tragstangen (1) einer benachbarten Pyramide verlegt werden können und die Spitzen der beiden benachbarten Pyramiden durch ein Verbin­ dungsstück (17) zusammengefügt werden können, welches wiederum aus einer Tragstange (1) besteht. Aus Gründen der Deutlichkeit wurde hier jedoch anstelle des Bezugszeichens (1) das Bezugs­ zeichen (17) gewählt.

Es ist selbstverständlich auch möglich, die als Grundelemente gemäß Fig. 1 und 2 dienenden Pyramiden in ihrer Grundfläche dadurch zu verstärken, daß zusätzlich noch kürzere Diagonal­ streben vorgesehen werden, die in der Draufsicht nach Fig. 2 unter den schräg nach oben verlaufenden Tragstangen (2) liegen und in ihrer Länge der halben Diagonale der quadratischen Grundfläche entsprechen.

Möglich ist es natürlich auch, anstelle der pyramidenförmigen, mit quadratischer Grundfläche versehenen Grundbauelemente andere Formen zu verwirklichen. Die acht rotationssymmetrisch im Profilstück (3) angeordneten Kammern ermöglichen es, bis zu acht Tragstangen in einer senkrecht zu der Achse des Profil­ stückes (3) verlaufenden Ebene oder auch unter dem Winkel (α) anzuordnen, wobei auch der Winkel (α) variabel gehalten werden kann. Es hat sich allerdings gezeigt, daß ein Bausatz aus den beiden Tragrohren (1 und 2) gemäß den Fig. 3 bis 6 und aus dem Profilstück (3) mit den Scheiben (5, 5 a), ggf. noch mit den vorher erwähnten Diagonalverstrebungen ausreicht, um alle in der Regel gewünschten Tragwerksbauformen verwirklichen zu können.

Claims (8)

1. Bausatz zur Herstellung von Tragwerken, bestehend aus Tragstangen (1, 2) und mindestens einem Verbindungsknoten (3), der mit mehreren parallel zueinander verlaufenden, einseitig offenen Schlitzen (4) versehen ist, in die stirnseitig an den Tragstangen (1, 2) angebrachte Einhängeköpfe, die breiter als die Schlitze (4) sind, formschlüssig eingreifen und durch eine die freie Seite der Schlitze (4) abdeckende Scheibe (5) gehal­ ten sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (4) in parallel zu ihnen verlaufende, etwa zylindrische Kammern (6) münden und daß die Einhängeköpfe (7) als der Länge der Kammern (6) entsprechende, dem Querschnitt der Kammern (6) angepaßte Verdickungen (8) an den flach gequetschten Enden (1 a, 2 a) der Tragstangen (1, 2) ausgebildet sind.

2. Bausatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdickungen als ein etwa zylindrischer Wulst (8) ausge­ bildet sind.

3. Bausatz nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Wulst (8) durch Einrollen der freien Enden (1 b) der flach gequetschten Rohrenden (1 a, 2 a) gebildet ist.

4. Bausatz nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Wulst (8) unter 90° zu der Achse (1′) der Tragstangen (1) verläuft.

5. Bausatz nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Wulst (8′) unter einem von 90° abweichenden Winkel (α) zu der Achse (2′) der Tragstangen (2) verläuft.

6. Bausatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsknoten (3) als gezogenes und auf Länge abge­ schnittenes Profilteil mit durchgehenden Kammern (6) ausgebil­ det ist und daß die Kammern (6) beidseitig durch auf das Profilteil aufgeschraubte Scheiben (5, 5 a) abschließbar sind.

7. Bausatz nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Scheiben (5) als Rändelscheibe mit einer in ihrer Mitte eingesetzten Schraube (9) ausgebildet ist, die in ein zentrales Gewinde (10) an der Stirnseite des Verbindungs­ knotens (3) eingreift.

8. Bausatz nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß acht rotationssymmetrisch zur Achse des Profilstückes (3) ver­ laufende Kammern (6) vorgesehen sind.