DE4003207A1 - Fachwerk aus fertigteilen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine neue Ausführungsform von Fachwerken. Bekanntlich versteht man unter Fachwerken Fachwerk­ träger und Raumtragwerke als statische Systeme zur Weiterlei­ tung von Kräften. Die besondere Eigenschaft dieser Strukturen besteht bekanntlich darin, daß sie die Kräfte im Vergleich zu massiven Tragstrukturen mit einem Minimum an Eigengewicht wei­ terleiten. Erfindungsgemäße Fachwerke können sowohl aus flächi­ gen Bauteilen zusammengesetzt sein als auch ausschließlich aus Stäben konstruiert sein.

Bekannt sind Fachwerkträger aus Holz, die aus Brettern zusam­ mengesetzt sind und im Fachwerkknoten verleimt oder mit Bolzen und Krallenplatten verschraubt sind. Bekannt sind auch Fachwerk­ träger aus Holz oder Stahl, bei denen die Stäbe durch Knotenble­ che miteinander verbunden sind. Zur Herstellung von Tragwerken werden Holzbalken mit Einschnitten versehen, in die Knotenble­ che verschiedenster Art eingefügt werden, die durch Befesti­ gungsmittel mit den Balken verbunden werden. Im Weiteren sind Fachwerkträger und Raumtragwerke aus Stahlbeton bekannt, bei de­ nen die Bewehrungseisen durch die Stege in die Zug- und Druck­ gurte einbindet.

Bekannt sind elementierte Raumtragwerke, die als Stabwerke aus Stangen und Knotenelementen zusammengesetzt sind (System Mero). Bekannt sind auch Raumtragwerkkontruktionen als Wellpappe oder Raumtragwerkkonstruktionen die durch Umgießen von Strukturkör­ pern mit aushärtenden Materialien (Stahlbetonkonstruktionen) ge­ formt werden.

Bekannt sind auch sogenannte Fachwerkplatten, die in Strang­ preßverfahren aus Kunststoffmaterialien hergestellt werden. Be­ kannt sind weiterhin Raumtragwerkstrukturen, die aus netzarti­ gen Faserverbundstrukturen, die durch Einwölbungen eine Raum­ struktur erhalten.

Bei aus einzelnen Stäben zusammengesetzten Fachwerken und Raum­ tragwerken besteht der Nachteil, daß statisch günstige Struktu­ ren aus sehr vielen Einzelstäben zusammengesetzt sind, sich aber daraus ein hoher Montageaufwand ergibt. Dem statischen Nut­ zen der Fachwerkstruktur steht der Aufwand für das Bearbeiten der Knotendetails beim Zusammenfügen entgegen. Für viele Aufga­ ben ist es damit nach dem Stand der Technik wirtschaftlicher auf die Vorteile der Raumstrukturen zu verzichten. Je geringer die Stablänge ist, umso besser sind die Leichtbaueigenschaften eines Fachwerkes, da sich durch die Knicklänge der Fachwerkstä­ be verringert. Der Montageaufwand aber erhöht sich durch die ex­ ponetial wachsende Zahl der Stäbe. Tragwerke, bei denen die Ver­ bindungsknoten durch Verschrauben oder Verschweißen der Stäbe hergestellt werden, können wegen des damit verbundenen Bearbei­ tungsaufwandes die Aufgabenstellung der Erfindung, die Herstel­ lung von Fachwerken zu vereinfachen, nicht erfüllen.

Stahlbetonfachwerkkonstruktionen werden nach dem Stand der Technik durch Verfüllen von Beton in entsprechenden Schalungen hergestellt. Die Herstellung der Schalungen ist jedoch so auf­ wendig, daß der Gewinn an Gewichtsersparnis und Materialeinspa­ rung den Lohnkostenaufwand für den Schalungsbau nicht ausglei­ chen kann. Da die Geometrie der Träger in Abhängigkeit von wech­ selnden Bauvorhaben ständig wechselt, sind die Schalungen im Normalfall nur für ein Projekt zu verwenden. Infolge steigender Lohnkosten werden Fachwerkkonstruktionen aus Stahlbeton immer seltener angewandt.

Bei netzartigen Faserstrukturen, die durch Einwölbungen struk­ turverstärkt sind besteht der Nachteil, daß sich die zwischen den Deckschichten wechselnden Faserstränge nicht in einem Punkt kreuzen, so daß sich in der Microstruktur unerwünschte Biegebe­ anspruchungen ergeben.

Nach dem S. d. T. besteht bei aus flächigen Bauteilen gebildeten Raumfachwerken entweder der Nachteil, daß die Bearbeitung des Fachwerkknotens durch die Unzugänglichkeit des Punktes er­ schwert ist und der Knotenpunkt gegenüber den Plattenbauteilen eine verminderte Tragleistung aufweist, oder die Konstruktion durch flächige Verklebung von mehreren Platten gebildet wird, und zur Bereitstellung einer ausreichend großen Verklebungsflä­ che Biegebeanspruchungen der Konstruktion in Kauf genommen wer­ den müssen.

Beispielhaft wird die Problematik, die nach dem S. d. T. im Auf­ gabengebiet der Erfindung besteht, an einer bekannten Platte dieser Art deutlich, die durch Verkleben von drei Faserkunst­ stoffplatten hergestellt wird. (Patentschrift 15 94 303 Frank­ reich 1968). Bei dieser Ausführungsform von Raumtragwerken aus Faserkunststoffen besteht insbesondere das Problem, daß die Ver­ bindungsstelle zwischen den Stegplatten und der Deckschicht die auftretenden Kräfte nicht übertragen kann, da die Verbindungs­ fläche nicht groß genug ist. Wählt man für die Strukturschicht eine Wellenform, so stellt diese zwar eine bedeutend größere Klebefläche zur Verfügung, die Form der Welle ist jedoch zur Übertragung der Zug- und Druckkräfte denkbar ungeeignet, da sie auf die Belastungen stark verformt wird. Bei der bezüglich der statischen Eigenschaften idealen Dreiecksstruktur wäre nur eine "lineare" Klebefläche vorhanden, die den Schwachpunkt der Kon­ struktion bilden würde.

Bei im Strangpreßverfahren hergestellten Fachwerkplatten ist es nicht möglich, die statische Leistungsfähigkeit der Fachwerk­ struktur durch Langfasern zu verbessern, die zugleich in die beiden Deckschichten eingebunden sind.

Bekannt sind auch Konstruktionen, bei denen anstatt einer wel­ lenförmigen Platte eine trapezförmig geknickte Fläche zwischen die ebenen Deckschichten geklebt wird. Gegenüber der Wellen­ struktur weist diese Form den Vorteil auf, daß die Stege durch ihre gerade Form besser zur Übertragung der Druck- und Zugkräf­ te geeignet sind als die gebogenen Stege der Wellenstruktur. Dennoch hat auch diese Struktur den Nachteil, daß nicht nur Zug- und Druckbelastungen, sondern auch Biegebeanspruchungen die Flächen des Raumtragwerks belasten.

Die Schwachstelle dieser Konstruktionen ist daher die Übertra­ gung der Schubkräfte an der Naht zwischen den Deckschichten und den Stegen. Bedingt durch den Herstellungsvorgang können keine Fasern geführt werden, die Zugkräfte zwischen diesen Schichten übertragen. Daher ist die Kraftübertragung im wesentlichen auf die Haftung der Oberflächen beschränkt. Dieser Engpaß verhin­ dert die Ausnutzung der Leistungsfähigkeit der Fasern bzw. der Strukturverstärkung. Die Überleitung der Fasern stellt jedoch nach dem Stand der Technik ein scheinbar unlösbares Problem dar.

Es sind keine Methoden zur Herstellung von Fachwerken aus fa­ serverstärkten Kunststoffen bekannt, die einerseits nur durch Aufbringen von aushärtenden Massen bzw. Klebern die Verbin­ dung der Bauteile untereinander so herstellen, daß die in den Materialquerschnitten von Bauteilen aus Faserverbundwerkstoffen übertragbaren Druck- und Zugkräfte übertragen werden können, und anderseits die Forderung der Statik erfüllen, daß die Wir­ kungslinien der auftretenden Kräfte deckungsgleich mit den Trag­ achsen der Bauteile verlaufen sollen.

Als weiteres Verfahren, das die Möglichkeit nutzt, die Leicht­ baueigenschaften von Werkstoffen, insbesondere Faserkunststof­ fen, durch Vergrößerung des Abstandes zwischen Druck- und Zugzo­ ne tragenden Querschnitte zu verbessern, sind Sandwichkonstruk­ tionen bekannt, bei denen ein Schaumstoffkern oder eine Waben­ struktur mit Laminaten aus Faserverbundwerkstoffen beschichtet wird und so eine Erhöhung des inneren Momentes erreicht wird. Diese Konstruktionen weisen jedoch den Nachteil auf, daß die Be­ anspruchungen, die in der Grenzschicht zwischen der Deckschicht aus Hochleistungsverbundwerkstoffen und dem Schaumstoffkern auf­ treten, die insbesondere wegen möglicher Ungenauigkeiten aus handwerklichen Verarbeitungsmethoden schwer zu ermitteln sind und daher Überdimensionierungen erforderlich machen. Durch die­ se Probleme werden Anwendungen dieser Leichtbaustrukturen insbe­ sondere für tragende Bauteile in der Luftfahrt weitgehend ver­ hindert. Ebenso wie Fachwerkplatten, die im Strangpreßverfah­ ren hergestellt werden, weisen bekannte Sandwichbauweisen gegen­ über der erfindungsgemäßen Aufgabenstellung den Nachteil auf, daß keine Langfaserverstärkungen zur Übertragung von Schubkräf­ ten zwischen den Deckschichten eingebracht werden können und es auch nicht möglich ist, die besondere Formvariabilität des erfin­ dungsgemäßen Bausystems zu erreichen.

Zur Lösung der Aufgabenstellung ist vorgesehen, daß mit Verzah­ nungsstrukturen versehene Fertigteile nach Fig. 1, 2, 3 und 4 so nach Fig. 5 und 6 zusammengesetzt sind, daß die sich wechselwei­ se ergänzende Verzahnungsstruktur wahlweise zweier oder mehr­ erer Fertigteile von den Verzahnungsstrukturen wahlweise eines oder mehrerer anderer Fertigteile durchdrungen wird. Entspre­ chend Fig. 6 wird die Verzahnung der Teile A durch die Verzah­ nungsstruktur der Teile B und C durchdrungen. Fig. 8B zeigt wei­ tere Verzahnungsstrukturen anderer Fertigteile, die die Verzah­ nung wie im weiteren beschrieben durchdringen.

Bekanntlich versteht man unter Fertigteilen, insbesondere im Bereich des Bauwesens, vorgefertigte Bauteile, die zu größeren Bauteilen oder Gebäuden zusammengefügt werden.

Aus flächigen Tragelementen gebildete Raumtragwerke sind nach dem Stand der Technik nur schwer und unter Inkaufnahme gravie­ render statischer und/oder herstellungstechnischer Nachteile zu realisieren. Gleichgültig, in welchem Maßstab die Konstruktion erstellt wird, die Knotenbereiche in denen z. B. vier Flächen in Winkeln von 60 Grad aneinanderstoßen, sind für die Bearbeitung durch Schweißen, Nieten, Verschrauben unzugänglich. Dadurch wird die Nutzung der statischen Vorteile von Raumtragwerken und Fachwerkplatten weitgehend verhindert. Es ist daher erfindungs­ gemäß vorgesehen, durch die Verarbeitung der Fertigteile eine Struktur zu schaffen, bei der eine vorläufige Verbindung der Elemente durch Ineinanderstecken vollzogen werden kann. Die end­ gültige Festigkeit wird durch die Beschichtung der Oberfläche erreicht, so daß die Bearbeitung nur von den leicht zugängli­ chen Oberflächen her erfolgt und zeitraubende Befestigungsvorgän­ ge und Arbeiten in schwer zugänglichen Bereichen eingespart wer­ den können. Die Struktur bietet damit sowohl Vorteile bei der Herstellung von Tragwerken mit großen als auch geringen Struk­ turhöhen. Gerade die neuartige Möglichkeit, durch ein rationel­ les Herstellungsverfahren Raumtragwerke mit geringen Strukturhö­ hen herzustellen, erweitert die Anwendungsgebiete von Fachwerk­ konstruktionen in Bereiche, in denen die Nutzung von Fachwerk­ strukturen bislang unwirtschaftlich war.

Durch die Verbesserungen, die erfindungsgemäß bezüglich der statischen Eigenschaften erreicht werden, werden die Leichtbau­ eigenschaften von Raumtragwerken aus Faserkunststoffen gestei­ gert.

Die erfindungsgemäße Struktur weist insbesondere Vorteile bei der Verarbeitung von Faserkunststoffen zu Fachwerkträgern und Raumtragwerken auf. Damit können die Materialien, die die größ­ te Reißlänge aufweisen, gegenüber dem Stand der Technik effekti­ ver eingesetzt werden, so daß auf Grund der neuartigen Struktur Leichtkonstruktionen von bisher nicht erzielbarer Leistungsfä­ higkeit herstellbar sind. Dabei ist insbesondere gewährleistet, daß der Verlauf der Fasern unidirektional in Richtung der auf­ tretenden Druck- und Zugkräfte erfolgt, so daß diese hochfesten Werkstoffe in ihrer Hauptbeanspruchsrichtung belastet werden.

Durch die Herstellung der Fertigteile im Spritzgußverfahren be­ steht die Struktur aus Teilen von konstanter Qualität, die durch regelmäßige Qualitätssicherungsprüfungen nachweisbar ist. Durch die Präzision der Spritzgußteile sind exakt zu berechnen­ de Tragwerke gegeben. So sind zum Beispiel an Punkten, an denen Einzelkräfte in das Bauteil eingeleitet werden müssen, die Fe­ stigkeitsnachweise genau zu berechnen.

Wie gravierend die nach dem Stand der Technik vorliegenden Nachteile sind, zeigt auch der Umstand, daß auch in Anwendungsge­ bieten mit extremen Leichtbauanforderungen nur in begrenztem Um­ fang die Vorteile der Raumtragwerkstrukturen genutzt werden kön­ nen. So können selbst bei Raumfahrtprojekten die Vorteile von Raumfachwerkstrukturen nur für Bauteile genutzt werden, bei de­ nen die Fachwerkstäbe von Hand mit den Fachwerkknoten verbunden werden. Während herkömmliche Raumtragwerkstrukturen zusätzliche Befestigungsmittel benötigen, um Fachwerkstäbe bzw. Fachwerk­ platten miteinander zu verbinden, oder in ihrer Leistungsfähig­ keit durch unzureichende Klebeverbindungen begrenzt sind, wird durch die erfindungsgemäße Struktur allein mit Hilfe der we­ chselseitigen Durchdringung der Verzahnungsstruktur die großflä­ chige und innige Verbindung der Teile des Gefüges gewährlei­ stet. Damit ist gewährleistet, daß auch bei der Verarbeitung von Fasern mit hoher Zugfestigkeit die Kräfte in benachbarte Bauteile weitergeleitet werden können.

Durch die Erfindung wird das Vorurteil, daß es nicht möglich sei, eine Fachwerkplatte aus Faserverbundkunststoffen zu bauen, bei der Fasern von den Stegebenen in die Ebenen der Deckschich­ ten einlaufen, widerlegt.

Ebenso wird das Vorurteil widerlegt, es sei nicht möglich, Fachwerkplatten aus Faserverbundkunststoffen herzustellen, bei denen sich die Fasern im Fachwerkknoten kreuzen. Durch das Zu­ sammenfügen der Fertigteile ergibt sich erfindungsgemäß der Ef­ fekt, daß sich die Fasern von aufeinanderfolgenden Fertigteilen in einem Punkt kreuzen. Dadurch können entsprechend der Festig­ keit der verwendeten Faserverbundwerkstoffe Kräfte von den Deck­ schichten in Stegplatten übertragen werden. Nach dem Stand der Technik sind keine Fachwerke aus faserverstärkten Kunststoffen bekannt, bei denen sich Fasern im Fachwerkknoten kreuzen. In der Auffassung, daß dies nicht zu erreichen sei, begnügte man sich nach dem S. d. T. bislang damit, Raumtragwerk aus Faserver­ bundwerkstoffen zu konstruieren, bei denen man unter in Kaufnah­ me von gravierenden statischen Nachteilen die Verbindung der Stegschichten mit den Deckschichten durch Verklebung herstell­ te.

Die Wirkungslinien der Steg- und Deckschichtplatten der erfin­ dungsgemäßen Fachwerke schneiden sich in einem Punkt. Nach dem Stand der Technik ist es nicht möglich, Fachwerke aus Fertigtei­ len herzustellen, bei denen die volle Tragfähigkeit von Werk­ stoffen wie faserverstärkten Kunststoffen über eine Vergußfuge in anschließende Fertigteile übertragen werden kann und sich die Tragachsen der Tragelemente in einem Punkt kreuzen.

Eine weitere Besonderheit der erfindungsgemäßen Struktur stellt der Umstand dar, daß sich die Verzahnungsstäbe nach Fig. 11 und 11A wechselseitig zu einer geschlossenen Platte ergän­ zen. In der weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgese­ hen, die Verzahnungsstäbe einzukürzen, um die entstehenden Öff­ nungen nach Fig. 11B in besonderer Weise nutzen zu können.

Es ist charakteristisch für erfindungsgemäße Fachwerke, daß die Druck- und Zuggurte ausschließlich aus den Verzahnungsstruk­ turen gebildet werden.

Es ist für die erfindungsgemäße Struktur kennzeichnend, daß sie aus Werkstoffen hoher Festigkeit so hergestellt werden kann und durch die Verzahnungsstruktur gewährleistet ist, daß die Spannungen des Materials von einem Fertigteil in das folgende übertragen werden können.

Es ist gesondert darauf hingewiesen, daß es möglich ist, die erfindungsgemäßen Fachwerke ausschließlich aus völlig gleichar­ tigen Fertigteilen herzustellen. Für die Herstellung von Fach­ werkplatten mit dem erfindungsgemäßen Versatz von aufeinander­ folgenden Fertigteilen entsprechend Fig. 12 und 31 ist es erfor­ derlich, die am Rand überstehenden Fertigteile abzutrennen, oder Teile verminderter Breite bereitzustellen. Die erfindungs­ gemäße Aufgabe, die Herstellung von Raumtragwerken zu vereinfa­ chen, wird somit unter anderem dadurch gelöst, daß es möglich ist mit einem Fertigteil Balken von beliebiger Länge und Raum­ fachwerkplatten von beliebiger Breite herzustellen.

Nach dem Stand der Technik sind keine Fachwerkkonstruktionen bekannt, die entsprechend der erfindungsgemäßen Struktur aus sich wechselweise einander durchdringenden Fertigteilen zu­ sammengesetzt ist. Bekannt sind Verzahnungsstrukturen, die sich wechselweise zu geschlossenen Platten ergänzen. Neu aber sind Fachwerkkonstruktionen, die aus sich wechselweise durchdringen­ den Fertigteilen gebildet werden, indem sich zwei Fertigteile, deren Verzahnungsstrukturen sich wechselweise durchdringen, ge­ geneinander anlehnen und die Verzahnungsstrukturen dieser Fertig­ teile mit anderen Fertigteilen eine geschlossene Verzahnung bil­ den.

Zur Lösung der Aufgabenstellung der Erfindung, die Herstellung von Fachwerken zu vereinfachen, ist vorgesehen, sie aus Fertig­ teilen zusammenzusetzen, die beispielsweise nach Fig. 17 und 18 durch Ausgießen von Formen mit aushärtenden Massen hergestellt sind.

Zur Verarbeitung von in üblicher Weise hergestellten Stahlbe­ tonfertigteilen zu erfindungsgemäßen Fachwerken, kann auf die Zuhilfenahme von Schalungen für den Fugenverguß verzichtet wer­ den, wenn die Fugen in Abstimmung mit der Viskosität des Ver­ gußmörtels, mit dem die Fugen zwischen den Verzahnungsstäben geschlossen werden sollen, hinreichend eng gewählt werden. Die­ se im Stahlbetonbau übliche Verarbeitungsweise soll auch für er­ findungsgemäße Fachwerke aus anderen Materialien Anwendung fin­ den.

Es ist gewährleistet, daß die Tragachsen der Fertigteile sich in einem Punkt schneiden, so daß Biegungen der Bauteile durch ausmittige Belastungen vermieden werden. In Fig. 13A bis 14D sind Ausführungsformen erfindungsgemäßer Fertigteile darge­ stellt, durch die diese Eigenschaft auch dann gewährleistet ist, wenn Fachwerke zu größeren Raumtragwerken nach Fig. 14E auf­ einander verklebt sind. Dazu ist die Geometrie des Fachwerkkno­ tens so ausgestaltet, daß der Schnittpunkt der Wirkungslinien nach Fig. 13D an den Rand verlagert wird. Entsprechend Fig. 14C und 14D schneiden sich die Wirkungslinien der Tragelemente von aufeinander verklebten Fachwerkschichten in einem Punkt.

Nach dem S. d. T. sind keine Fachwerke aus langfaserverstärkten Kunststoffen bekannt, deren Tragachsen sich in den Fachwerkkno­ ten kreuzen, und zugleich aus Fertigteilen bestehen, die durch Verkleben miteinander verbunden werden.

Wird die erfindungsgemäße Struktur in Faserverbundwerkstoffen ausgeführt, so können die Verzahnungsstäbe mit unidirektionale Langfasern bewehrt werden, die, in Richtung der Hauptbean­ spruchungsrichtungen verlaufend, durch die Stegplatte in zwei gegenüberliegende Verzahnungsstäbe übergehen. Nach dem S. d. T. sind keine Fachwerke aus langfaserverstärkten Kunststoffen be­ kannt, bei denen sich die Tragachsen der Fachwerkstäbe in einem Punkt kreuzen und zugleich Langfasern geführt werden, die aus den Stegebenen in die Deckschichten einbinden.

Im Gegensatz zu bekannten Kernstoffen von Sandwichkonstruktio­ nen können die verbleibenden Hohlräume nach Fig. 9 zur Unterbrin­ gung von Gegenständen wie Rohrleitungen und Kabel oder Stoffen besonderer Eigenschaften genutzt werden, die zusätzliche Anwen­ dungsgebiete der erfindungsgemäßen Struktur erschließen. Die Hohlräume können teilweise mit besonderen Werkstoffen gefüllt sein und dadurch zum Beispiel im Bereich von Auflagern und Befe­ stigungspunkten erhöhte Festigkeiten bewirken. Die Hohlräume können mit aushärtenden Stoffen nach Fig. 15D gefüllt werden, in denen Befestigungsmittel nach Fig. 15A verankert werden. Bei An­ wendungen im Hochbau können diese Hohlräume zur Unterbringung von Installationen oder zur Schaffung von brandsicheren Flucht­ wegen auch begehbar gemacht werden, oder als Lüftungskanal ge­ nutzt werden.

Eine Besonderheit der erfindungsgemäßen Struktur besteht da­ rin, daß ein Fertigteil mit jeweils 4 anderen nach Fig. 6 verbun­ den ist. Wird ein im weiteren beschriebener Versatz nach Fig. 12 aufeinanderfolgender Elemente vorgesehen, so ergibt sich die verzahnte Verbindung eines Elementes mit jeweils 8 anderen. Durch diese Verbindung, bei der sich große Klebeflächen zwi­ schen den Elementen ergeben, ist die Festigkeit des Gefüges si­ chergestellt.

Dabei ist nicht zwangsläufig erforderlich, daß, wie es aus fer­ tigungstechnischer Hinsicht sinnvoll erscheint, gleichartige Teile das Tragwerk ergeben. In der Vielzahl der denkbaren Anwen­ dungsformen kann beispielsweise eine kontinuierliche Veränderung der Verzahnungsstruktur für besondere Zwecke, zum Beispiel zur Herstellung eines Skis nach Fig. 40 oder einer Flugzeugtragflä­ che nach Fig. 21A, genutzt werden. Entsprechend Fig. 21B werden Fertigteile ineinandergesteckt, wobei die Bewegung des Zusammenfü­ gens der Teile nicht wie in der normalen Ausführung gradlinig erfolgt, sondern durch drehende, verhakende Bewegungen vorgenom­ men wird.

Als eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Raum­ tragwerke ist die Verwendung der Fachwerke als Mittelschicht ei­ ner Sandwichstruktur vorgesehen. Die Fachwerkstruktur hat im Vergleich zu den bislang verwendeten Schaumstoff- und Wabenver­ bundkonstruktionen den Vorteil, daß die Deckschichten durch die in Beanspruchungsrichtung verlaufenden Tragstrukturen der Stege miteinander verbunden sind. Diese können den Beanspruchungen entsprechend dimensioniert werden und dabei die Festigkeiten der Hochleistungsfasern in Rechnung stellen. Zum anderen können so auch die im weiteren beschriebenen Vorteile des Bausystem für Sandwichkonstruktionen genutzt werden, um die im weiteren beschriebene konstruktive Vielfalt zu erzeugen.

Eine weitere Besonderheit der erfindungsgemäßen Struktur stellt der Umstand dar, daß die Fachwerke aus Elementen zusam­ mengesetzt werden können, die selbst nicht aus verschiedenen Teilen zusammengesetzt sind, sondern ohne Fertigungsfugen oder Klebefugen hergestellt worden sind.

VERFAHREN

Die Erfindung stellt sich zur Aufgabe, die Herstellung von Fachwerken durch ein neuartiges Herstellungsverfahren zu verein­ fachen. Nach dem S. d. T. werden Fachwerke aus gleichartigen Fach­ werkstäben unter Zuhilfenahme von Knotenelementen hergestellt. Als Knotenelemente werden dabei besondere Bauteile wie z. B. Bol­ zenverbindungen, Knotenbleche oder der sogenannte "Mero-Knoten" verwendet. Bekannt ist auch die Möglichkeit, die Fachwerke aus gleichartigen Fachwerkstäben durch Verschweißen herzustellen. Diese Möglichkeit wird wegen des Aufwandes für das Verschweißen jedoch nicht der Anforderung gerecht, die Herstellungsmetho­ den für Fachwerke zu vereinfachen. Auch behindert das Problem der Unzugänglichkeit der Schweißkanten die Herstellung von Fachwerkplatten in diesem Verfahren. Es sind auch Raumtragwerke bekannt, die aus Elementen mit Hilfe Steckverbindungen zusammen­ gesetzt sind. Diese Systeme benötigen jedoch immer mindestens zwei Standardbauteile, da der Fachwerkstab nach dem S. d. T. nicht so ausgebildet werden kann, daß er unter Berücksichtigung der Anschlußwinkel der benachbarten Stäbe die erforderlichen An­ schlüsse für deren Steckanschlüsse bieten kann. Daher sind in sol­ chen Systemen immer auch Knotenelemente erforderlich. Es sind keine Raumtragwerke bekannt, die ausschließlich durch Zusammen­ stecken von gleichartigen Teilen zusammengesetzt sind.

Die Aufgabe der Erfindung ist im weiteren dadurch gelöst, daß die Herstellung von Fachwerken durch ein neuartiges Verfahren vereinfacht ist. Die Aufgabe ist dadurch gelöst, daß sich inei­ nander verzahnende Fertigteile nach Fig. 5 und 6 so zusammenge­ steckt werden, daß die Verzahnungsstruktur des eines Fertigtei­ les von den Verzahnungsstrukturen eines benachbarten durchdrun­ gen wird, und sich mit den darauffolgenden zu einer wahlweise ganz oder teilweise geschlossenen Platte ergänzt.

Als weiteren Aspekt der Vereinfachung des Herstellungsverfah­ ren bietet die erfindungsgemäße Struktur die Möglichkeit, Fach­ werke ausschließlich aus baugleichen Elementen zusammenzufügen.

Dies gelingt, indem Fertigteile nach Fig. 4 und um die Drehach­ se nach Fig. 4C um 180 Grad gedrehte baugleiche Fertigteile so nach Fig. 6 zusammengefügt werden, daß sich die Verzahnungsstäbe wechselweise nach Fig. 5 durchdringen. Die Gleichartigkeit der Bauteile bietet Vorteile beim Herstellen und Vorhalten der Bau­ teile, erleichtert die Konstruktion von Sonderteilen zur Erfül­ lung besonderer Anforderungen und erhöht die Flexibilität des Bausystems. Es erleichtert den Vorgang des Zusammenfügens und fördert dadurch die Automatisierbarkeit des Herstellungsvor­ gangs.

Zur Herstellung erfindungsgemäßer Fachwerke ist vorgesehen, die Fertigteile durch Ausgießen von Formen zu erzeugen. Dabei können Formen angewendet werden, wie sie bei der Herstellung von Stahlbetonfertigteilen verwendet werden, als auch Formen der Guß- und Spritzgußtechnik.

Zur Verarbeitung von Faserkunststoffen zu erfindungsgemäßen Fertigteilen können beispielsweise kurzfaserverstärkte Harze in Preßformen eingespritzt werden. Dadurch können Fertigteile er­ zeugt werden, die nicht nach Fig. 17 und 18 langfaserverstärkt sind.

Es entsteht ein wesentlicher Vorteil, wenn man die erfindungs­ gemäße Möglichkeit nutzt, diese z. B. aus kurzfaserverstärkten Massen hergestellten Fertigteile mit Langfasern zu verstärken. Zur Übertragung der Beanspruchungen von einem Fertigteil in das darauffolgende, zur Ausformung von Verstärkungsstrukturen nach Fig. 4A und Fig. 4B und zur Ausbildung der Steckverbindungsde­ tails können Langfaserverstärkungen nur mit großem zusätzlichen technischem Aufwand realisiert werden. Daher ist es in der wei­ teren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, die entsprechend Fig. 17 und 18 geführten Fasern z. B. in kurzfaserverstärkte Kunststoffe einzubetten, die die Formen der zuvor genannten Ein­ zelheiten der Fertigteile ausbilden.

Für die Verarbeitung von Verstärkungsfasern ist vorgesehen, ei­ ne Schar von den Spulen nach Fig. 17A laufenden Fasern durch üb­ liche Vorrichtungen mit Harz nach Fig. 17C zu tränken und in Preßformen einzuziehen, in denen eine oder besser mehrere Grundformen ausgebildet sind. Mit Hilfe von Spannvorrichtungen nach Fig. 17B können die durch die Formen nach Fig. 17D laufenden Fasern mit einer Vorspannung belastet werden. Bekanntermaßen ist die Zugfestigkeit von Faserverbundwerkstoffen am größten, wenn die Fasern zueinander parallel verlaufen und mit gleich großer Vorspannung versehen in Matrixstoffe eingebettet werden. In diese Formen wird im Injektionsverfahren Harz eingespritzt, das die Form der Stegplatte und der Zahnbalken ausfüllt.

Auf der anderen Seite der Presse sind Entnahmevorrichtungen nach Fig. 17E vorgesehen, die die ausgehärteten Elemente aus der Form entnehmen und gegen den Zug der Vorspanneinrichtung die Fasern für den nächsten Preßvorgang in die Form einziehen.

Das fertige Teil wird an der Ausgangsseite der Presse durch Ar­ retierungen festgesetzt, so daß die an den Enden der Verzah­ nungsstäben in die Form einlaufenden Fasern belastet werden kön­ nen. Nachdem die Form geschlossen ist, werden die Faser vorge­ spannt. Damit wird erreicht, daß alle Fasern gleichmäßig bela­ stet werden und zum Zeitpunkt der Einbettung in die umhüllende Matrix parallel unidirektional ausgerichtet sind.

Nach Abschluß des Aushärtungsvorgangs wird das Teil aus der Form entfernt, wobei auf der Spulenseite gleichzeitig neue Fa­ sern in die Form eingezogen werden. Das entnommene Teil wird wiederum in einer bestimmten Lage zur Preßform befestigt. Es ergibt sich ein Vorschub der zusammenhängenden Fertigteile im Takt des Aushärtungsvorganges.

Im Zusammenwirken mit Faserführungsvorrichtungen, die die Lage der Fasern an der Spulenseite der Preßform festlegen, werden die Fasern so durch die Form geführt, daß sie sich beim Absen­ ken des Preßstempels in die Formen der Verzahnungsstäbe legen. Entsprechend der Trapezform der geknickten Fertigteile wird bei diesem Vorgang eine bestimmte Faserlänge in die Form nachgezo­ gen. Diese Länge kann durch die Vorspanneinrichtung ausgegli­ chen werden.

Je nachdem, in welchen Abstand von der Preßform das fertige Teil fixiert wird, kann wahlweise erreicht werden, daß die Ver­ zahnungsstäbe von aufeinander folgenden Teilen unmittelbar inei­ nander übergehen oder miteinander durch nicht ausgehärtete Fa­ serbereiche verbunden sind.

Es hat Vorteile, den Preßvorgang so zu gestalten, daß sich die durch die durchlaufenden Faserbündel miteinander verbunde­ nen Gruppen von ausgehärteten Fertigteilen zu einer kontinuier­ lichen Platte ergänzen, indem der fließende Matrixstoff im Preßvorgang bis an die ausgehärtete Matrix des vorangegangenen Preßvorgangs herangeführt wird. Dadurch sind die Fertigteile von aufeinanderfolgenden Preßvorgängen nach Fig. 17F fest mit­ einander verbunden, so daß der anschließende automatisierte Ver­ arbeitungsvorgang vereinfacht werden kann. Dieser Verarbeitungs­ vorgang besteht darin, daß die Fertigteile jeweils in das Voran­ gegangene nach Fig. 5 eingesteckt werden. Nachdem die Vorderkan­ te der kontinuierlich taktweise aus der Preßform entnommenen trapezförmig geknickten Platte um die Breite eines Verzahnungs­ stabes nach Fig. 5A versetzt in die Verzahnungsstruktur des vor­ angegangenen Elementes eingesteckt worden ist, und damit an die­ sem Element befestigt ist, wird die Platte nach Fig. 17G an der Schnittkante nach Fig. 5B durchtrennt. Durch Wiederholung dieses Vorganges entsteht entsprechend Fig. 6 ein endloses Band von er­ findungsgemäßen Fachwerkstrukturen von der Breite der zur Verfü­ gung stehenden Preßform.

Falls eine Verzahnungsmöglichkeit des Fachwerkes mit in Rich­ tung der prismatischen Hohlräumen anschließenden gleichartigen Fachwerken entsprechend Fig. 12 und 31 realisiert werden soll, so kann nach Fig. 12 in diesem Vorgang ein Versatz um die halbe Breite eines Fertigteiles erfolgen. Damit ergibt sich eine mau­ erwerksartige Verzahnung benachbarter Teile und am Rand eine Ab­ treppung nach Fig. 31, in die eine gleichartige Abtreppung einer anschließenden Gruppe von Fertigteilen eingefügt werden kann, so daß eine kontinuierliche Fläche von beliebiger Breite her­ stellbar ist.

Wahlweise kann aber auch ein Abstand der Teile nach Fig. 18 vor­ gesehen werden. Damit ist möglich, Teile zu produzieren, die miteinander durch nichtausgehärtete Fasern verbunden sind. Nach dem Zusammenfügen entsteht eine Locke nach Fig. 18E. Nach dem Durchtrennen der Locke können diese Fasern frei aus der Oberflä­ che der Deckschichten auslaufen und durch Tränken mit Matrixhar­ zen miteinander verbunden werden. Durch diese freien Faserenden kann die Einbindetiefe der Stränge beliebig vergrößert werden.

Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe ist vorgesehen, in diesem Verfahrensschritt des Zusammensteckens nach Fig. 9 zwi­ schen die Fertigteile einzelne Sonderteile oder Bauteilgruppen von Sonderteilen nach Fig. 9A in die Raumstruktur einzufügen. Un­ abhängig davon ist es auch nach diesem Verfahrensschritt mög­ lich, Körper nach Fig. 10, die nicht in die Verzahnungsstruktur eingebunden sind, in die prismatischen Hohlräume einzubringen.

Im Weiteren sieht das Verfahren vor, die Bauteile nach dem Zu­ sammenstecken in einem Tauchbad mit aushärtenden Flüssigkeiten so zu beschichten, daß die Fugen zwischen den Verzahnungsstäben benachbarter Fertigteile gefüllt werden. Überflüssiges Material kann durch die prismatischen Hohlräume oder durch mit Öffnungen versehene Sonderbauteile abfließen. Das Tauchbad ist vorgese­ hen, um bei automatisiert hergestellten komplexen Bauteilen, bei denen die zu verfüllenden Fugen nicht hinreichend zugäng­ lich sind wie Fig. 14E, die Verteilung der aushärtenden Massen sicherzustellen.

Bei Fachwerkplatten, bei denen die Verzahnungsfugen von den Oberflächen her zugänglich sind, ist ein Tauchbad nicht erfor­ derlich. Es genügt, die Fugen durch einen Anstrich der Oberflä­ chen oder Aufbringen einer Spachtelschicht zu füllen.

Es ist in der weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, verschiedene Maßnahmen zu treffen, um die vollständige Verfül­ lung der Fugen mit aushärtenden Massen zu gewährleisten. Die Seitenflanken der Verzahnungsstäbe können mit Ausformungen nach Fig. 36 versehen werden, die das Eindringen der Harze in die Fu­ gen fördern. Es ist vorgesehen, die Bauteile durch Vibrationsge­ räte in Schwingung zu versetzen, und dadurch die Verteilung der aushärtenden Massen sicherzustellen. Auch durch das Aufbringen der Harze in einer Vakuumkammer kann die Verteilung der Harze in den Fugen gefördert werden. Hohlräume, die trotz des Tauchba­ des und des Einsatzes von Vibrationsgeräten noch verblieben sind, verkleinern sich nach dem Druckausgleich entsprechend dem Grad der Evakuierung. Die Wahl der verwendeten Verfahren ist ab­ hängig von Wahl der Werkstoffe, in denen die Fertigteile ausge­ führt werden sollen. Neben den vorzugsweise in Betracht gezoge­ nen Faserverbundwerkstoffen und Prepregs können gegebenenfalls auch erfindungsgemäße Raumtragwerke in Stahl, Aluminium, Beton oder Keramik und Sinterteilen hergestellt werden. Dementspre­ chend variieren die Fugenmaterialien und die Maßnahmen zur Ver­ teilung dieser Stoffe in den Fugen.

Für Bauteile, die einen konstanten Querschnitt aufweisen, kann die Beschichtung der Verzahnungsstäbe im Strangpreßverfahren vorgenommen werden. Um zu vermeiden, daß in die prismatischen Hohlräume überschüssige Mengen von aushärtenden Massen ver­ preßt werden, können in die Hohlräume die Füllkörper nach Fig. 9A beispielsweise aus Hartschaummaterial eingefügt werden. Die Fuge zwischen diesen Hartschaumteilen und den Steg- und Deckschichtplatten werden beim Strangpreßvorgang mit aushärten­ den Stoffen verfüllt. Dadurch können diese Füllkörper dem Aus­ knicken der Tragelemente entgegenwirken und zur Verstärkung der Konstruktion beitragen.

In dieser Weise können beispielsweise faserverstärkte Alumi­ niumspritzgußteile nach Fig. 19 und 19a beispielsweise zu Alupro­ filen verarbeitet werden. So ist ein Bootsmast herstellbar, der durch eine Fachwerkstruktur nach Fig. 19B verstärkt ist und zu­ dem die erforderlichen Profilierungen für die Segelführung auf­ weist.

Im weiteren sind Möglichkeiten des Verfahrens dargestellt, die eine zusätzliche Verstärkung der Konstruktion gegen besondere statische Beanspruchungen ermöglichen.

Die Konstruktion kann nach dem Aushärten der in die Fugen ein­ gebrachten Stoffe noch verstärkt werden, indem man herkömmliche Fasermatten als Laminatschicht auf die Oberflächen nach Fig. 13A und 13B aufbringt, so daß sich eine Kombination zwischen her­ kömmlichen Verarbeitungsmethoden und der erfindungsgemäßen Raum­ tragwerkstruktur ergibt. Diese Verarbeitungsform stellt eine Art Sandwichkonstruktion dar, bei der die Zwischenschicht statt wie bei bekannten Sandwichkonstruktionen aus Schaumstoff oder Wabenstrukturen aus einer Fachwerkkonstruktion besteht.

Eine andere Möglichkeit, die Deckschichten zusätzlich zu ver­ stärken, besteht darin, auf die Deckschichten eine Lage von mit­ einander verzahnten Sonderteilen nach Fig. 27 aufzubringen. Die­ se Methode ist für die zuvor beschriebene Verarbeitung in auto­ matisierten Verfahren vorgesehen. Es werden die Steckverbindun­ gen, die für die vertikale Addition von Fachwerkplatten vorgese­ hen sind, für die Befestigung von miteinander flächig verkette­ ten Sonderteilen auf den Deckschichten genutzt.

Eine weitere Möglichkeit, zusätzliche Verstärkungen der Struk­ tur zu erreichen, ist durch die Möglichkeit gegeben, innerhalb des Verfahrensschrittes des Zusammenfügens nach Fig. 9 Verstär­ kungsstäbe nach Fig. 7B in dafür vorgesehene Aussparungen nach Fig. 7A einzubringen. Durch diesen Verfahrensschritt kann, wie im weiteren beschrieben, die Tragfähigkeit der Struktur in Rich­ tung der prismatischen Hohlräume verbessert werden.

Als weitere Möglichkeit, die Raumtragwerkskonstruktion an be­ sonders belasteten Stellen zu verstärken, wird die erfindungsge­ mäße Möglichkeit, Körper in die prismatischen Hohlräume einzufü­ gen, genutzt. Es werden Körper aus druckfesten Materialien nach Fig. 9A eingefügt, die Punktlasten und Beanspruchungen, die die Filigranstruktur nicht aufnehmen kann, verteilen.

In der weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist verfahrensge­ mäß vorgesehen, Fertigteile und Sonderteile für besondere Anfor­ derungen zu kombinieren, so daß die Raumtragstrukturen nach Art eines Baukastensystems zu nutzen sind und dadurch für vielfälti­ ge spezialisierte Anwendungen die Herstellungs- und Leichtbauei­ genschaften der Struktur zu erschließen. Mit Hilfe der beschrie­ benen produktionstechnischen Möglichkeit können komplexe Bautei­ le, die viele spezialisierte Einzelanforderungen erfüllen, zu­ sammengefügt werden. Die Vorgänge des Positionierens dieser Bau­ teile geschehen erfindungsgemäß vorzugsweise unter Verwendung von rechnergesteuerten Automaten, die vorzugsweise mit Daten aus CAD Programmen beschickt werden.

Die erfindungsgemäß vorgesehenen Steckverbindungen ermöglichen es, die Bauteile ineinanderzufügen, ohne daß zusätzliche Befe­ stigungsmittel erforderlich sind. Dies ist eine wichtige Voraus­ setzung für die Verwendung von rechnergesteuerten Positionie­ rungsautomaten, da dies die Anzahl der Bewegungsvorgänge verrin­ gert, die von rechnergesteuerten Anlagen ausgeführt werden müs­ sen.

Insbesondere werden Vorrichtungen vorgesehen, die die selbsttä­ tige Positionierung und das selbsttätige Vorhalten und Sortie­ ren der verschiedenen Teile des erwähnten Bausystems ermögli­ chen. Damit ist es möglich, die Anlagen zum Zusammenstecken der Fertigteile programmgemäß so mit Fertigteilen zu beschicken, daß fortlaufend unterschiedliche Bauteile aus gleichartigen Fer­ tigteilen erzeugt werden können und ein hohes Maß an Ferti­ gungsflexibilität erreicht wird. Es ist erfindungsgemäß vorgese­ hen, die fertigungstechnischen Vorzüge des erfindungsgemäßen Her­ stellungsverfahrens für Fachwerkkonstruktionen auch für sich wechselweise verzahnende Bauteile aus faserverstärkten Kunst­ stoffen nach Fig. 27 zu nutzen, die ihrer Form entsprechend kei­ ne Fachwerkstrukturen ergeben.

RAUMFORM DES FERTIGTEILES

In der weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, die Raumform der erfindungsgemäßen Fertigteile zu variieren. Durch diese Variationen werden Anforderungen, die sich aus der Addi­ tion der Fertigteile, aus dem Ziel, die Tragwerke zusätzlich zu verstärken, aus dem Ziel, die Fachwerke in Form von Stäben oder Röhren und Profilen auszuführen und besondere konstruktive An­ forderungen, wie Befestigungspunkte, Randstücke und Einbauteile zu realisieren, erfüllt. Die Variation der Grundform umfaßt auch die Möglichkeit, Fachwerke zweiachsig flexibel auszuführen und erfindungsgemäße Fertigteile selbst aus erfindungsgemäßen Fertigteilen herzustellen.

Nach dem Stand der Technik sind keine Fertigteile zur Herstel­ lung von Fachwerken bekannt, durch die Fachwerke gebildet wer­ den, indem sich ein Fertigteil an ein gleichartiges oder ähn­ lich ausgebildetes zweites Fertigteil anlehnen kann, und sich die stabförmigen Ausformungen des Fertigteiles mit den stabför­ migen Ausformungen eines gleichartigen dritten Fertigteiles zu einer ganz oder teilweise geschlossenen Platte ergänzen.

Eine Besonderheit der Raumform erfindungsgemäßer Fertigteile besteht darin, daß Fertigteile, die entsprechend Fig. 6 aus der Stegplatte und den die Deckschichten bildenden Verzahnungsstä­ ben bestehen, entsprechend dem Neigungswinkel der Fachwerkstre­ ben abgewinkelt sind.

Im Sinne der erfindungsgemäßen Aufgabe, die Herstellung von Fachwerken zu vereinfachen, ist vorgesehen, die Fertigteile durch Ausgießen von Formen herzustellen, so daß die Fertigteile als Grundelemente des Bausystems ohne Fugen hergestellt sind, also nicht aus Bauteilen zusammengesetzt werden müssen.

Ebenso wird gesondert darauf hingewiesen, daß beim Zusammen­ setzen der Fachwerke keine zusätzlichen Befestigungsmittel er­ forderlich sind.

Um die an anderer Stelle beschriebene seitliche Addition der Fertigteile nach Fig. 12 und 32 zu realisieren, ist vorgesehen, die seitlichen Ränder der Fertigteile so auszuführen, daß zwei nebeneinanderliegende Fertigteile von einem sich anlehnenden dritten Teil überbrückt werden können. Dazu ist es erforder­ lich, daß die Verzahnungsstäbe beispielsweise nach Fig. 2A so an­ geordnet werden, daß sich die Verzahnungsstäbe aufeinanderfol­ gender Teile in gleichem Abstand fortsetzen.

Nach dem Stand der Technik sind keine Fertigteile aus langfa­ serverstärkten Kunststoffen zur Herstellung von Fachwerken be­ kannt, durch deren Raumform es möglich ist, daß es im Bereich der Flächen, an denen es sich an benachbarte Fertigteile an­ lehnt so ausgeformt ist, daß sich die Tragachsen der Deckschich­ ten mit den Tragachsen der Stegschichten in einem Punkt kreu­ zen. Dies wird erreicht, indem die Geometrie der Steckverbindun­ gen und der Auflagerbereiche erfindungsgemäßer Fertigteile im Fachwerkknoten nach Fig. 13A-C Fig. 14A-C ausgestaltet wird.

In der weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, die Fertigteile in Stahlbeton herzustellen. Wahlweise können diese Fertigteile auch in der Art von Filigranplatten nach Fig. 37 ausgeführt werden.

Die Breite und die Abstände der Verzahnungsstäbe sind erfin­ dungsgemäß so aufeinander abgestimmt, daß sie sich zu einer ge­ schlossenen Deckschichtplatte ergänzen. Dabei ist ein Toleranz­ abstand berücksichtigt, der in Abstimmung mit der Viskosität der abschließend aufgebrachten aushärtenden Harzen und Klebern, daß kapillare Eindringen dieser Stoffe in die Fugen zwischen den Verzahnungsstäben fördert. Die Klebefläche an den Seiten­ flanken der Verzahnungsstäbe beträgt ein Vielfaches der Quer­ schnittsfläche der Verzahnungsstäbe, so daß auch bei Hochlei­ stungsfasern mit extrem hohen Zugfestigkeiten eine mit ausrei­ chenden Sicherheitsreserven ausgestattete Verklebung realisiert werden kann.

Zur Förderung der Verteilung der aushärtenden Massen ist vorge­ sehen, Ausformungen und Kanäle nach Fig. 36 zu verwenden, um das Eindringen der Massen in den Verzahnungen im Bereich der Fach­ werkknoten zu gewährleisten.

In den Verzahnungsstäben nimmt die Zugspannung zum Ende hin kontinuierlich ab, so daß am Ende des Verzahnungsstabes die Zug­ beanspruchung zu Null wird. Um das Material besser ausnutzen zu können, ist in der weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgese­ hen, die Verzahnungsstäbe sich zu ihrem Ende hin nach Fig. 29 verjüngen zu lassen. Schichten dieser Fertigteile lassen sich durch die Strukturen ihrer Oberflächen nach Fig. 30 gut miteinander verbinden.

RAUMFORM - ADDITION

In einer einfachen Ausführungsform der Erfindung werden Fertig­ teile zu Raumtragwerken zusammengesteckt, bei denen sich die Breite und die Höhe der Bauteile aus den Proportionen des Grund­ elementes ergeben. Entsprechend den gewählten Proportionen erge­ ben sich Bauteile, die die Form eines hohen Fachwerkbalkens ha­ ben oder Bauteile, die die Form einer flachen Platte besitzen. In jedem Fall ist aber die Breite und die Höhe der Bauteile durch die Maße der zur Herstellung der Fertigteile verwendeten Formen und Maschinen begrenzt.

In der weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, die Anwendungsmöglichkeiten von Fachwerkstrukturen zu steigern, indem die Raumform der erfindungsgemäßen Fertigteile so vari­ iert wird, daß Addition der Fertigteile und den daraus herge­ stellten Fachwerken zu größeren Baugruppen in den drei Richtun­ gen des Raumes begünstigt wird. In der Richtung, in der die Fer­ tigteile zusammengefügt werden, ist diese Verlängerbarkeit be­ reits gegeben. Die Aufgabe, die Platten in Richtung der Fach­ werkhohlräume seitlich zu erweitern, ist erfindungsgemäß da­ durch gelöst, daß die Fertigteile nach Fig. 12 gegeneinander ver­ setzt zusammengefügt werden, so daß die Elemente, ähnlich einem Mauerwerk, die Fuge zweier benachbarter Elemente übergreifen.

Wird diese Anordnung an den Rändern der Platten abgetreppt nach Fig. 31 ausgeführt, so ist es möglich, auf diese Art größere zusammenhängende Baugruppen von Fertigteilen miteinander zu ver­ binden und dadurch Flächen erfindungsgemäßer Fachwerke als Plat­ ten von unbegrenzten Ausmaßen zu erzeugen.

Entsprechend dem erfindungsgemäß vorgesehenen Verarbeitungsvor­ gang ist es erforderlich, die Fertigteile zu Bauteilen zusammen­ zufügen, bevor die Fugen der Verzahnungsbalken mit aushärtenden Harzen gefüllt werden. Damit in dieser Art komplexe und großfor­ matige Bauteile maßgenau herstellbar sind, ist es erforderlich, die Fertigteile in dieser Phase so stabil und paßgenau zu ver­ binden, daß sie den Beanspruchungen der Bearbeitung standhal­ ten, ohne auseinander zu fallen. Dies ist erfindungsgemäß da­ durch gelöst, daß die Verzahnungsbalken mit Steckverbindungen versehen sind, so daß die Fertigteile bei Zusammenfügen wechsel­ seitig ineinander arretieren.

Um auch in der dritten Richtung des Raumes eine Fortsetzung der erfindungsgemäßen Struktur zu erreichen, ist vorgesehen, daß die zuvor beschriebenen Fachwerkplatten lagenweise in belie­ big vielen Schichten aufeinander geklebt werden. Die Verklebung der Platten kann durch eine Ausführung der Fertigteile nach Fig. 14A, B und C begünstigt werden, weil durch den Versatz der Verzahnungsstäbe nach Fig. 14B die Klebefläche vergrößert wird und die Teile seitlich arretiert werden. Zur Verbindung lagen­ weise aufeinander liegender Fachwerkstrukturen können auch Steckverbindungen nach Fig. 8 verwendet werden. An Öffnungen nach Fig. 8C, die durch Einkürzung einzelner oder mehrerer Ver­ zahnungsstäbe gebildet werden können, werden Steckverbindungs­ elemente nach Fig. 8B in die prismatischen Hohlräume eingeführt, die sich dort in entsprechenden Paßformen nach Fig. 8A einha­ ken. Weiterhin ist vorgesehen, die Steckverbindungen lösbar zu gestalten. Dadurch ist es möglich, eine großflächige Platte, die, wie verfahrensmäßig beschrieben, automatisch hergestellt wurde, an einer bestimmten Stelle aufzutrennen und Fertigteile durch Sonderelemente nach Fig. 16A-E zu ersetzen. Bis zum Verfül­ len der Fugen mit aushärtenden Massen ist das Bauteil noch be­ liebig veränderbar und kann als 1 : 1 Modell des fertigen Werk­ stückes aus Systemteilen frei umgestaltet werden.

Entsprechend der beschriebenen Methode, durch lageweises Auf­ bringen von erfindungsgemäßen Fachwerken Bauteile zu bilden, können auch Schichten von Sonderteilen, die keine Fachwerkstruk­ tur erzeugen, auf erfindungsgemäße Fachwerke aufgebracht wer­ den, um z. B. die Deckschichten zusätzlich zu verstärken. So kön­ nen Bauteile nach Fig. 27 mit Steckverbindungen nach Fig. 8A und 8B versehen sein, und mit Verzahnungsstrukturen versehen sein.

Aus der Möglichkeit, Fachwerkplatten lagenweise in beliebig vielen Schichten aufeinanderzukleben, ergeben sich besondere Verbesserungsmöglichkeiten für die Leichtbaueigenschaften von Bauteilen aus den erfindungsgemäßen Fertigteilen. So kann z. B. ein Tragbalken nach Fig. 38 ausgeführt werden, der aus schicht­ weise miteinander verbundenen Fachwerkstrukturen besteht.

RAUMFORM - VERSTÄRKUNGEN

Weitere Variationen der Raumform des erfindungsgemäßen Fertig­ teiles ergeben sich aus dem Ziel, erfindungsgemäße Konstruktio­ nen zu verstärken. Es sollen Schwachpunkte vermieden werden, um die optimale Ausnutzung der Werkstoffe hinsichtlich ihrer stati­ schen Funktion zu gewährleisten und besondere Beanspruchungen aufgenommen werden, die sich an auszuführenden Bauteilen in den verschiedenen Bereichen der Konstruktionen ergeben können.

Die Bereiche der Verzahnungsstruktur, in denen sich die Verzah­ nungsstäbe überlappen, bilden eine ausreichende Verklebungsflä­ che, die ein Vielfaches der Querschnittsfläche der Verzahnungs­ stäbe beträgt. Indem den Verzahnungsstäben eine Profilierung in Form eines hochformatigen Rechtecks gegeben wird, kann das Ver­ hältnis von Klebefläche zu Querschnittsfläche noch weiter ver­ größert werden.

Es ist vorgesehen, die Geometrie der Knotenbereiche so zu ge­ stalten, daß sich die Verzahnungsstäbe durch Fig. 14A bis 14D ge­ geneinander versetzt zusammenfügen. Hierdurch wird die Knick­ steifigkeit der Deckschichtplatten erhöht. Zugleich ergeben sich auch konstruktiv Vorteile bei dem lagenweisen Zusammenfü­ gen erfindungsgemäßer Fertigteile.

Nach Fig. 23A-C wird die Knicksteifigkeit der Deckschichtplat­ ten durch die Profilierung einzelner Verzahnungsstäbe erhöht. Entsprechend Fig. 23C ergibt sich eine Verstärkung in der Art ei­ ner Rippendecke.

Aus den statischen Beanspruchungen der Bauteile kann sich erge­ ben, daß die Drucksteifigkeit oder die Schubsteifigkeit der Stegplatten die Tragfähigkeit der Konstruktion begrenzt. Insbe­ sondere bei der zuvor beschriebenen schichtweisen Verarbeitung von Fachwerkplatten ergibt es sich, daß zwei aufeinandergekleb­ te Deckschichten bedeutend dicker und damit druckstabiler sind als die Stegplatte. Daher ist in der weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, die Fertigteile im Bereich der Stegplat­ ten mit Verstärkungsstrukturen gegen Knickbeanspruchungen nach Fig. 4A zu versehen. Dies ist in der vorgesehenen Spritzgußtech­ nik problemlos zu realisieren. Zur Verbesserung der Schubüber­ tragung in Richtung der prismatischen Hohlräume können entspre­ chend Strukturen nach Fig. 12A ausgeformt werden.

Zugbelastungen in den Deckschichten werden von einem Fertig­ teil zum nächsten kettenartig übertragen. In den Bereichen, in denen sich die Elemente gegeneinanderlehnen, besteht die Ge­ fahr, daß die Klebeflächen für die Übertragung dieser Kräfte nicht ausreichen. Daher ist in der weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, in diesem Bereich die Fertigteile nach Fig. 4B so auszuformen, daß diese Kräfte über Verdickungen, die aus ausgehärtetem Matrixmaterial bestehen können, zu übertra­ gen. Zusätzliche Verstärkungen gegen Zugbelastungen können durch Aufbringen von herkömmlichen Rovingmatten auf die Oberflä­ chen der Raumtragwerkstrukturen oder durch im weiteren beschrie­ bene Sonderbauteile nach Fig. 27 erreicht werden.

Die Übertragung von Zugkräften ist strukturbedingt auf die Hälfte der Querschnittsfläche der Deckschichten beschränkt. Um die zugübertragende Querschnittsfläche gegenüber der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform zu erhöhen, können zwei Verände­ rungen der Verzahnungsstruktur vorgesehen werden. Die Länge der Verzahnungsstäbe kann so vergrößert werden, daß sie auch das nachfolgende gleichgeneigte Fertigteil entsprechend Fig. 28 über­ greift. Dies ist durch eine Veränderung der Verzahnungsstruktur möglich, bei der nach Fig. 28A nur in jedem vierten Verzahnungs­ rasterfeld ein Faserbündel in die Stegplatte eingebunden ist.

In der weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist eine Alternati­ ve zur Lösung dieses Problems vorgesehen. Die Fertigteile kön­ nen durch zuvor beschriebene Herstellungsverfahren nach Fig. 18 so ausgeführt werden, daß an den Enden der Verzahnungsstäbe Fa­ serbündel austreten, die nicht mit ausgehärteter Matrix umgeben sind. Diese Fasern können nach Fig. 18A auf der Oberfläche be­ nachbarter Fertigteile verlaufen und sich mit Faserbündeln be­ nachbarter baugleicher Fertigteile vermischen, um nach anschlie­ ßender Beschichtung mit aushärtenden Harzen die feste Einbin­ dung der Fasern zu gewährleisten.

Bedingt durch den Verlauf der Verstärkungsfasern liegt die Hauptbeanspruchungsrichtung der erfindungsgemäßen Fachwerkplat­ te in Richtung der Verzahnungsstäbe. Doch auch in Richtung der prismatischen Hohlräume besitzt die Platte strukturbedingt hohe Tragfähigkeit. Begrenzt wird die Tragfähigkeit in dieser Rich­ tung durch die Zugfestigkeit der Fertigteile quer zur Faserrich­ tung und die Zugfestigkeit der Verklebung der Verzahnungsflä­ chen. Es können verschiedene der beschriebenen Möglichkeiten an­ gewandt werden, um eine Verstärkung gegen diese Beanspruchung zu erreichen:

Es können Zugarmierungen nach Fig. 15F in die prismatischen Hohlräume eingebracht werden und durch Verguß mit der Fachwerk­ struktur verbunden werden.

Als weitere Möglichkeit ist erfindungsgemäß vorgesehen, die das Fertigteil nach Fig. 7A und 7B auszuführen. Durch die unter­ halb des Fachwerkknotens vorgesehenen Ausformungen nach Fig. 7A wird ein Hohlraum geschaffen, in den vorzugsweise beim Vorgang des Zusammensteckens eine Zugarmierung nach Fig. 7B eingefügt werden kann.

Es können auf die Deckflächen Rovinggewebe aufgebracht werden.

Bei mehrschichtigen Lagen von Fachwerkplatten können diese ge­ sperrt gegeneinander entsprechend Fig. 15E verbunden werden, so daß sich eine Erhöhung der Zugfestigkeit in Richtung der prisma­ tischen Hohlräume ergibt, und eine zweiachsig belastbare Trag­ struktur erreicht wird.

Für die Verstärkung der Deckschichten, sowie zur Erhöhung der Festigkeit in Richtung der prismatischen Hohlräume können auch Sonderelemente nach Fig. 27 verwendet werden. Gegenüber anderen zuvor beschriebenen Verstärkungsmöglichkeiten bietet diese Mög­ lichkeit den Vorteil, in dem beschriebenen Verfahren zu automa­ tisierten Verarbeitung Anwendung finden zu können, so daß zur Verstärkung keine gesonderten Arbeitsschritte erforderlich wer­ den. Es ist vorgesehen, sich wechselweise verzahnende Sondertei­ le nach Fig. 27 vorzugsweise unter Verwendung von Steckverbindun­ gen nach Fig. 8A, B und C aufzubringen.

Besonders vorteilhaft ist es, die Fachwerkstruktur durch zusätz­ liche, in die Verzahnungsstrukturen der Deckschichten eingeleg­ te Bewehrungsstäbe zu verstärken. Es können in den Fertigteilen Räume ausgespart werden, in die ein, oder wie in Fig. 23C je­ weils zwei vorzugsweise hochformatig ausgedehnte Bewehrungsstä­ be eingelegt werden. Diese Bewehrungen, im weiteren Deckschicht­ stege genannt, können auch dazu verwendet werden, die Fertigtei­ le in einer gewünschten Lage, z. B. des Schnittpunktes der Trag­ achsen, zu fixieren. Dazu können die Deckschichtstege mit Aus­ formungen versehen werden, die in Ausformungen der Verzahnungs­ stäbe wie Fig. 11B oder Fig. 36 passen. Diese Stäbe können entspre­ chend ihrer Querschnittsfläche Zug- und Druckkräfte übertragen, da sie durch die Einbindung in die Steg- und Deckschichtplat­ ten gegen Knicken ausgesteift sind. Im Zusammenwirken mit den Verzahnungsstäben der Deckschichten bilden diese Stäbe wiederum Rippendecken, die die Drucksteifigkeit der Deckschichtplatten erheblich verbessern.

Filigrane Leichtbaukonstruktionen weisen strukturbedingt das Problem auf, daß die Einleitung großer Einzelkräfte, die bei­ spielsweise an Auflagerpunkten auftreten, eine Verstärkung der Tragelemente erforderlich macht. Als Möglichkeit zur Verstär­ kung dieser Punkte ist in der weiteren Ausgestaltung der Erfin­ dung vorgesehen, massive Körper nach Fig. 9A beim Vorgang des Zu­ sammensteckens nach Fig. 9 in die prismatischen Hohlräume einzu­ bringen, oder die Hohlräume durch nachträgliche Injektion von aushärtenden Massen entsprechend Fig. 15D zu verfüllen. Durch die daraus resultierende lastverteilende Wirkung werden die Trag­ elemente gleichmäßiger belastet, so daß ein Versagen der Bau­ teile durch punktuelle Überbeanspruchung vermieden werden kann.

RAUMFORM - RÖHRENFÖRMIGE FACHWERKE

Es ist in der weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, die Fachwerke so zu gestalten, daß die dreiecksförmigen Öffnun­ gen der prismatischen Hohlräume durch besondere Ausformungen der Fertigteile nach Fig. 25 geschlossen werden, so daß sich ei­ ne vollständig geschlossene Form ergibt. Damit können besonde­ re Anforderungen erfüllt werden, die sich bei der Herstellung von Bauteilen aus der erfindungsgemäßen Struktur ergeben kön­ nen.

Die Aufgabe, die Herstellung von Fachwerkstrukturen zur ver­ einfachen, ist im weiteren dadurch gelöst, daß verschiedene Mög­ lichkeiten zur Herstellung vom Röhrenfachwerken dargestellt sind. Dabei sind unter dem Begriff Röhrenfachwerke Bauteile wie Fig. 19, 20, 21 und 32 zu verstehen, die eine geschlossene Außen­ wandung aufweisen und durch Fachwerkstrukturen verstärkt sind. Als Doppelröhrenfachwerke sind Fachwerke nach Fig. 32 bezeich­ net, die aus zwei konzentrischen Rohren zusammengesetzt sind, die durch Fachwerkstrukturen miteinander verbunden sind.

Nach dem Stand der Technik sind Röhrenfachwerke und Doppelröh­ renfachwerke herstellbar, indem beispielsweise an Stabfachwer­ ken aus Stahl von außen Bleche angeschweißt werden, die die Struktur röhrenförmig verkleiden und zugleich die Stabilität der Struktur verbessern. Diese Strukturen sind jedoch nur unter großem handwerklichen Aufwand herstellbar und erfüllen damit die Aufgabe der Erfindung nicht.

Die erfindungsgemäße Aufgabe ist unter anderem dadurch gelöst, daß Röhrenfachwerke aus Fachwerkdiagonalen zusammengesetzt sind, die an vier Kanten mit Verzahnungsstrukturen versehen ist, die sich mit den Verzahnungsstrukturen gleichartiger Fach­ werkdiagonalen zu wahlweise ganz oder teilweise geschlossenen Platten ergänzen.

Eine Besonderheit der erfindungsgemäßen Röhrenfachwerke ist es, daß sie ausschließlich aus Fertigteilen und um 180 Grad ge­ drehten gleichartigen Fertigteilen zusammengesetzt werden kön­ nen. Dadurch wird das Herstellen und Vorhalten der Fertigteile sowie die Montage im Sinne der Aufgabe der Erfindung verein­ facht.

Erfindungsgemäße Röhrenfachwerke können sowohl die Quer­ schnittsform eines Rechtecks nach Fig. 20 haben als auch in un­ terschiedlichen anderen Formen und Profilierungen nach Fig. 19 und 21 hergestellt werden. Dabei ergibt sich die Besonderheit, daß die Stegplatte durch Beibehaltung der Auflagerebene nach Fig. 19E für alle einzelnen Verzahnungsstäbe eine windschiefe oder gewölbte Fläche wird. Eine Wölbung der Stegplatte wirkt sich in einer Erhöhung der Knicksteifigkeit der Stegplatte aus. Diese Röhrenfachwerke haben zugleich die Eigenschaft, daß sie ausschließlich aus Fertigteilen zusammengesetzt sind, die Be­ standteil einer gewölbten Deckschichtplatte und einer ebenfalls gewölbten Stegschichtplatte sind.

Erfindungsgemäß ist im weiteren vorgesehen, Röhrenfachwerke aus faserverstärkten Kunststoffen herzustellen. Nach dem Stand der Technik sind keine Röhrenfachwerke bekannt, bei denen die inneren Kräfte der Fachwerkstruktur durch Faserkunststoffe über­ tragen werden. Durch erfindungsgemäße Röhrenfachwerke können die Vorteile der Leichtbaueigenschaften der Faserverbundwerk­ stoffe mit denen der Doppelröhrenfachwerkstrukturen synerge­ tisch zusammenwirken. Die Fachwerkstrukturen im Inneren der Röh­ re stellen eine hinsichtlich der Leichtbaueigenschaften opti­ mierte Verstärkung gegen das Knicken bei Belastungen in Rich­ tung der Längsachse dar. Sie verhindert das Beulen der Rohrwan­ dungen. Doppelröhrenfachwerke aus erfindungsgemäßen Fertigtei­ len können nach Fig. 32A und 32B in zwei Arten ausgeführt wer­ den. Die Fertigteile zur Herstellung von Doppelröhrenfachwerken werden gebogen ausgeführt, so daß sie in fortlaufender Addition erfindungsgemäße Röhren bilden. Eine Besonderheit erfindungsge­ mäßer Doppelröhrenfachwerke ist es, daß sie aus Fertigteilen zu­ sammengesetzt sind, die zugleich den Obergurt, den Untergurt und die Diagonale des Fachwerks bilden.

Nach dem Stand der Technik könnte man Fachwerkröhren dieser Art nicht herstellen, da nach dem Stand der Technik die An­ schußpunkte durch gängige Verbindungstechniken erstellt werden müßten und das Bauteil der Fachwerkdiagonale nicht zugleich das Bauteil Obergurt und Untergurt sein kann.

Bei Doppelröhrenfachwerk nach Fig. 32B ist die Fachwerkstruktur im Querschnitt der Röhre sichtbar. Doppelröhrenfachwerke nach Fig. 32A haben die Eigenschaft, daß jeder Schnitt in Richtung der Längsachse die Fachwerkstrukturen im Inneren der Röhre nach Fig. 32C anschneidet, da sich die Stegplatten nach Fig. 32A zu ei­ ner ringförmigen Platte ergänzen. Dadurch ergibt sich die Beson­ derheit erfindungsgemäßer Doppelröhrenfachwerk, daß die prisma­ tischen Hohlräume ringförmig geschlossen sind.

RAUMFORM -FLEXIBLE AUSFÜHRUNG

Des weiteren umfaßt die Erfindung die Möglichkeit, die Fertig­ teile so auszuführen und so miteinander zu verbinden, daß die zusammengesteckten Raumtragwerke bis zum Aushärten der verfah­ rensmäßig in die Fugen eingebrachten Massen in gewissem Umfang zweiachsig verformbar bleiben. Die Verformbarkeit in Richtung der prismatischen Hohlräume kann gewährleistet werden, indem flexible Armierungsstäbe nach Fig. 7B in Aussparungen nach Fig. 7A erfindungsgemäße Raumtragwerke nach Fig. 35 miteinander verbin­ den. Die Reihen von erfindungsgemäßen Fertigteilen, die nicht wie in Fig. 12 die Fugen benachbarter Fertigteile übergreifen, sind bis zur verfahrensmäßig vorgesehenen Beschichtung mit aus­ härtenden Massen auf den flexiblen Armierungsstäben verschieb­ lich und können daher nach Fig. 35 verformt werden. Die Übertra­ gung von Druckkräften ist im Bereich nach Fig. 35A durch die not­ wendige Flexibilität der Armierungsstäbe zwangsläufig begrenzt. Daher ist vorgesehen, die Übertragung der Druckkräfte durch Auf­ legen von Fasermatten beim Aufbringen der aushärtenden Massen zu verbessern.

Die Verformbarkeit der Fachwerkstruktur ist durch die Ver­ schieblichkeit der Verzahnungsstäbe gegeneinander gewährleistet. Bei der dargestellten Verformung würden die Verzahnungsstäbe nach Fig. 34 Innen und nach Außen, wie gestrichelt dargestellt, abspreizen. Zur Verhinderung dieser Abspreizungen ist vorgese­ hen, die Steckverbindungen nach Fig. 33 auszuführen. Die verfor­ mungsbedingten Bewegungen sind durch den Toleranzspielraum nach Fig. 33B begrenzt. Die so erzwungenen Verformungen der Fertigtei­ le rufen Rückstellkräfte hervor und vermindern die Belastbar­ keit der Struktur durch innere Spannungen. Daher ist eine Ge­ lenkstelle nach Fig. 33A vorgesehen, die den Verformungen minima­ le Rückstellkräfte entgegensetzt.

Durch die kombinierte Anwendung beider Verformungsmöglichkei­ ten können erfindungsgemäße Fachwerke zweiachsig verformt wer­ den und sind damit zur Verstärkung flach gewölbter Flächen geeig­ net. Damit wird die erfindungsgemäße Aufgabe, die Anwendungsge­ biete von Raumtragwerkstrukturen zu erweitern und die Verarbei­ tung zu vereinfachen, erfüllt.

Nach dem Stand der Technik sind als Raumtragwerke netzartige Fasergeflechte bekannt, in die höckerartige Ausprägungen einge­ formt sind, die als Distanzschicht eines Sandwichelementes die­ nen können (vergl. D. Disselbeck Netzstoffe-Armierung und Aus­ steifungen mit dreidimensionale textilen Strukturen, Zeit­ schrift: Werkstoffe und Innovation Nr. 3 September 1989 H6376F S. 70). Diese Strukturen besitzen in statischer Hinsicht den zu­ vor näher beschriebenen Nachteil, daß sich die Wirkungslinie die Tragelemente nicht in einem Punkt scheiden, wie das bei er­ findungsgemäßen Fachwerken der Fall ist.

Zur Herstellung einer flexiblen Raumtragwerkstruktur ist erfin­ dungsgemäß vorgesehen, daß gegeneinander verschiebliche Fertig­ teilen so zusammengesetzt sind, daß ein Fertigteil sich an ein gleichartiges zweites so anlehnen kann, daß sich die Verzah­ nungsstäbe des ersten und des zweiten Fertigteils wechselseitig durchdringen und sich die Verzahnungsstäbe des ersten Fertig­ teils mit den Verzahnungsstäben eines Dritten Fertigteils zu ei­ ner wahlweise ganz oder teilweise geschlossenen Platte ergän­ zen.

Erfindungsgemäße Fachwerke dienen als Halbzeuge zur Herstel­ lung von Raumtragwerken, da sie erst durch den verfahrensmäßi­ gen Schritt der Beschichtung mit aushärtenden Massen ihre stati­ sche Tragfähigkeit erhalten. Die erfindungsgemäßen flexiblen Raumtragwerkstrukturen weisen gegenüber nach dem Stand der Tech­ nik die Besonderheit auf, daß sie aus gegeneinander verschiebli­ chen Fertigteilen zusammengesetzt sind, die durch Steckverbin­ dungen miteinander verbunden sind.

Eine weitere Besonderheit ist, daß Reihen erfindungsgemäßer Fertigteile nach Fig. 1 kettenartig auf Armierungsstäbe aufge­ reiht sind, so daß die Beweglichkeit der Struktur in Richtung der prismatischen Hohlräume gewährleistet ist, und daß sie aus Fertigteilen besteht, die innerhalb eines Toleranzspielraumes verschieblich miteinander verbunden sind.

Ebenso ist erfindungsgemäß vorgesehen, flexible Fachwerkstruktu­ ren aus sich wechselweise ineinander verzahnenden Fertigteilen zusammenzusetzen, die mit Ausformungen versehen sind, die ver­ formungsbedingte Abspreizungen der Verzahnungsstrukturen be­ nachbarter Fertigteile verhindert.

RAUMFORM - SONDERBAUTEILE

Es ist erfindungsgemäß vorgesehen, die beschriebenen Verarbei­ tungsverfahren nicht allein dazu zu nutzen, Tragwerke herzustel­ len. In die Struktur können Bauelemente mit vielfältigen auf ganz spezielle Nutzung orientierten Anforderungen integriert werden. Nutzt man die Fachwerkstrukturen beispielsweise bei der Konstruktion eines Skis nach Fig. 40, so müßten die Anfangs- und Endstücke entsprechend der Funktion besonders geformt sein. In der Mitte des Skis sind besonders geformte Teile anzuordnen, die zur Montage der Bindung geeignete Ausformungen besitzt. Da­ her ist in der weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, die Fertigteil mit besonderen Ausformungen zu versehen sind, die zur Erfüllung besonderer, nicht aus statischen Funktionen erwachsenden Anforderungen gestaltet sind. Das Bausystem wird um Teile ergänzt, die mit Ausformungen versehen sind, die in Zweck, Form und Größe unabhängig von den Fachwerkstrukturen nach Anspruch 1.0. sind. Die Teile sind an ihren Rändern mit in die Verzahnungsstäbe anschließender Fertigteile eingreifenden Ausformungen versehen. Dies betrifft auch Endstücke nach Fig. 21C und D, 22 und 16C, bei denen die fortlaufende Verzah­ nungsstruktur zu einem der Nutzung entsprechenden Abschluß ge­ bracht wird.

Bei der Nutzung der erfindungsgemäßen Struktur ergibt sich zwangsläufig die Notwendigkeit zusätzliche Teile zu befestigen. Um diese Aufgabe zu vereinfachen, ist in der weiteren Ausgestal­ tung der Erfindung vorgesehen, Teile herzustellen, bei denen ein oder mehrere aber nicht alle Verzahnungsstäbe eingekürzt sind. In diese Öffnungen können beispielsweise Hammerkopfschrau­ ben eingeführt und arretiert werden.

Bei der Verarbeitung von faserverstärkten Kunststoffen besteht nach dem Stand der Technik das Problem, daß Flächen nur unter besonderem handwerklichen Aufwand im stumpfen Stoß miteinander so zu verbinden sind, daß die Kräfte, die die Bauteile ihrer Ma­ terialstärke entsprechend übertragen können, auch an der Stelle des Aufeinandertreffens übertragen werden. Nach Fig. 15 ist vor­ gesehen, die Armierungen nach Fig. 7b so auszuführen, daß sie in die Öffnungen der Verzahnungsstruktur nach Fig. 8C eingeführt wer­ den können und durch besondere Ausformungen der Stegplatten nach Fig. 8C in die prismatischen Hohlräume eingeführt werden können. Dabei können Steckverbindungen ausgeführt werden und die Möglichkeit nach Fig. 15D, die Stäbe durch Einbringen von aushärtenden Massen zu befestigen, genutzt werden.

Zur Lösung der gleichen Aufgabe, Punkt- oder Streifenlasten in erfindungsgemäße Fachwerke einzuleiten, ist ein weiteres Son­ derbauteil vorgesehen. Es ist vorgesehen, die Verzahnungsstäbe senkrecht zur Ebene der Deckschichten auszudehnen. Sind die strukturgemäß in dieses Teil eingreifenden Verzahnungsstäbe des nächsten Teiles ebenso plattenförmig ausgedehnt, so fügen sich die Teile zu einem hohlraumfreien Körper. Diese Möglichkeit ist erfindungsgemäß zu nutzen, um die Konstruktionen an stark bean­ spruchten Stellen, wie Auflagerpunkten oder Befestigungspunkten von Motoren etc. wie Fig. 16E zusätzlich zu verstärken. Daher ist der weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die Verzahnungsstäbe von Fertigteilen entsprechend Fig. 16D plat­ tenförmig ausgebildet sind.

Um die Verbindung mit Teilen nach Fig. 16D herzustellen, sind Sonderbauteile zur Einleitung von Einzellasten in Fachwerken nach Fig. 16E so miteinander verbunden, daß sie sich mit den plattenförmigen Verzahnungsstäben der Sonderbauteile nach Fig. 16D zu einem hohlraumfreien Körper ergänzen.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung zur Einleitung von Einzelkräften unterscheidet sich von den oben beschriebenen da­ durch, daß sie an der fertigen, ausgehärteten Raumtragstruktur das Befestigen von anschließenden Strukturen nach Fig. 15A ermög­ licht. Es ist möglich an beliebiger Stelle Anschlußöffnungen für Verzahnungsstäbe zu bohren. Die dadurch verursachten Schwä­ chungen der filigranen Tragstruktur werden durch die Füllung der Hohlräume mit aushärtenden Massen in soweit ausgeglichen, als durch den partiell entstehenden Vollkörper nach Fig. 15D Kräfte übertragen werden können.

In der weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind nach Fig. 39 Fachwerkplatte aus Fachwerkplatten nach Fig. 39 vorzugsweise un­ ter Verwendung von Sonderelementen nach Fig. 16A zusammengefügt, so daß sich eine weitere Steigerung der Leichtbaueigenschaften erzielen läßt.

Eine weitere Möglichkeit, die erfindungsgemäße Aufgabe Leicht­ baueigenschaften von Werkstoffen zu verbessern, ist durch eine besondere Herstellungsart der erfindungsgemäßen Fertigteile ge­ geben. Dabei ist vorgesehen, die Fertigteile nach Fig. 24 selbst aus Fertigteilen und Sonderelementen zusammenzufügen. Das Son­ derelement ist durch plattenförmige Ausformungen nach Fig. 16D mit einem gleichartigen Teil wie Fig. 16E verbunden, das in die­ sem Anwendungsfalle eine rautenförmige Seitenansicht nach Fig. 24C besitzt. Die Verzahnungsstäbe dieses Macrofertigteiles bestehen nach Fig. 24A selbst aus Fertigteilen nach Fig. 1. Die Verzahnungsstäbe dieser Fertigteile ergänzen sich mit den Verzah­ nungsstäben benachbarter Fertigteile nach Fig. 24B und gewährlei­ sten so die Übertragung der inneren Kräfte.

Damit ergibt sich gegenüber einfachen Fertigteilen eine Vergrö­ ßerung der zugübertragenden Faserquerschnittsfläche. Durch die Herstellung der Fertigteile aus selbstähnlichen Strukturen wer­ den die besonderen Leichtbaueigenschaften der Struktur weiter gesteigert. Zugleich können auch die Vorteile der Verbindungs­ technik in wechselnden Strukturmaßstäben genutzt werden.

Es wird besonders darauf hingewiesen, daß dieser Strukturwech­ sel prinzipiell beliebig oft in den Micro- und den Macrobereich wiederholt werden kann. Die Grenzen werden dabei freilich durch die Herstellbarkeit und die Verwendbarkeit in wirtschaftlichen Anwendungen gesetzt. Durch die mehrfache Wiederholung des Zusam­ mensetzens von erfindungsgemäßen Fertigteilen aus selbstähnli­ chen Strukturen können die strukturbedingten Leichtbaueigen­ schaften expontiell gesteigert werden.

Claims (94)

1. Fachwerk, dadurch gekennzeichnet, daß es aus mit Verzahnungs­ strukturen versehenen Fertigteilen so zusammengesetzt ist, daß die sich wechselweise ergänzende Verzahnungsstruktur wahlweise zweier oder mehrerer Fertigteile von der Verzahnungsstruktur wahlweise eines oder mehrerer anderer Fertigteile durchdrungen wird.

2. Fachwerk, dadurch gekennzeichnet, daß es aus Fertigteilen so zusammengesetzt ist, daß ein Fertigteil sowohl die Fachwerkdia­ gonale bildet, als auch in wechselweiser Ergänzung mit anderen gleichartigen Fertigteilen die Deckschichten bildet.

3. Fachwerk, dadurch gekennzeichnet, daß es aus sich gegenseitig durchdringenden Fertigteilen so zusammengesetzt ist, daß deren statische Tragachsen entsprechend den Wirkungslinien eines Fach­ werkträgers verlaufen, und sie durch Verfüllen der Fugen zwi­ schen den Fertigteilen mit aushärtenden Stoffen oder Klebern so miteinander verbunden werden, daß die durch die Festigkeiten der Querschnitte der Fertigteile übertragbaren Kräfte in die an­ schließenden Fertigteile übertragen werden.

4. Fachwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Verzahnungsstäbe des ersten Fertigteiles mit den Verzah­ nungsstäben eines dritten Fertigteiles wahlweise zu einem Fach­ werkstab oder zu einer geschlossenen Platte ergänzen.

5. Fachwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fachwerkstäbe der Druck- und Zuggurte ausschließlich aus den Verzahnungsstäben der Fertigteile gebildet werden.

6. Fachwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fertigteile aus Werkstoffen hoher Festigkeit bestehen.

7. Fachwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ihre Tragstruktur ausschließlich aus gleichartigen Fertigteilen be­ steht.

8. Fachwerk, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einer Anzahl von Fertigteilen zusammengesetzt ist, die so verbunden sind, daß ein Fertigteil sich an ein wahlweise gleichartiges oder ähnli­ ches zweites Fertigteil so anlehnen kann, daß sich die Verzah­ nungsstäbe des ersten und des zweiten Elementes wechselseitig durchdringen, und sich die Verzahnungsstäbe des ersten Fertig­ teiles mit den Verzahnungsstäben eines dritten Fertigteiles zu einer wahlweise ganz oder teilweise geschlossenen Platte ergän­ zen.

9. Fachwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es aus durch Ausgießen von Formen mit aushärtenden Stoffen hergestell­ ten, mit Verzahnungsstrukturen versehenen Fertigteilen zusammen­ gesetzt ist.

10. Fachwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fugen zwischen den Fertigteilen so dimensioniert sind, daß beim Einbringen der aushärtenden Massen keine Schalungen erforder­ lich sind.

11. Fachwerk aus langfaserverstärkten Kunststoffen, dadurch ge­ kennzeichnet, daß es aus sich gegenseitig durchdringenden Fer­ tigteilen so zusammengesetzt ist, daß deren statische Tragach­ sen entsprechend den Wirkungslinien eines Fachwerkträgers verlau­ fen, und die Fertigteile sich wechselweise so ergänzen, daß sie durch Beschichtung ihrer Oberflächen mit aushärtenden Stoffen miteinander verbunden werden.

12. Fachwerk aus langfaserverstärkten Kunststoffen, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sich die Fasern in Fachwerkknoten kreuzen.

13. Fachwerk aus Fachwerkstäben, deren statische Tragachsen sich in den Fachwerkknoten in einem Punkt treffen, dadurch gekenn­ zeichnet, daß Fasern der Stegebenen in die Deckschichten einlau­ fen.

14. Fachwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlräume wahlweise mit Körpern besonderer Eigenschaften und oder mit besonderen Stoffen gefüllt sind.

15. Fachwerk aus Fertigteilen nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Fertigteil mit jeweils 4 anderen Fertigteilen verbunden ist.

16. Fachwerk aus Fertigteilen nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Fertigteil mit jeweils 8 anderen Fertigteilen verbunden ist.

17. Fachwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es aus Fertigteilen und Sonderformelementen zusammengefügt ist.

18. Sandwichkonstruktion aus Fachwerken nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß sie wahlweise aus einer oder mehreren Schichten von Fachwerken nach Anspruch 1 besteht, und die Ober­ flächen der Fachwerke wahlweise mit Laminatschichten herkömmli­ cher Fasermatten, Prepregs, Rovings oder Fertigteilen nach Fig. 27 beschichtet ist.

19. Fachwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es aus Fertigteilen besteht, die selbst nicht aus Bauteilen zusam­ mengesetzt sind.

20. Verfahren zur Herstellung von Fachwerken, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ausschließlich gleichartige Fertigteile durch Zu­ sammenstecken verbunden werden.

21. Verfahren zur Herstellung von Fachwerken, dadurch gekenn­ zeichnet, daß fortlaufend ausschließlich gleichartige Fertigtei­ le und um 180 Grad gedrehte baugleiche Fertigteile durch Zusam­ menstecken miteinander verbunden werden.

22. Verfahren zur Herstellung von Fachwerken, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sich ineinander verzahnende Fertigteile nach Fig. 5 und 6 so zu Fachwerken zusammengesteckt werden, daß die Ver­ zahnungsstruktur eines Fertigteiles von den Verzahnungsstruktu­ ren eines benachbarten durchdrungen wird, und sich mit den nach­ folgenden zu einer wahlweise zu einer ganz oder teilweise ge­ schlossenen Platte ergänzen.

23. Verfahren zur Herstellung von Fachwerken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich ineinander verzahnende Fertig­ teile und Sonderformelemente und wahlweise hinzugefügte Körper mit besonderen Eigenschaften wahlweise manuell oder mit Hilfe von selbsttätigen Positionierungsvorrichtungen zusammengesteckt werden.

24. Verfahren zur Herstellung von Fachwerken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fertigteile durch Einbringen von aushärtenden Massen in Formen erzeugt werden.

25. Verfahren zur Herstellung von Fachwerken nach Anspruch 1, aus Faserverbundwerkstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß in Preßformen Langfasern eingebracht werden.

26. Verfahren zur Herstellung von Fachwerken nach Anspruch 1, aus Faserverbundwerkstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß in Preßformen Langfasern eingebracht werden, die kontinuierlich von eine Spule ablaufend in die Preßform eingebracht werden und die die Preßform in den ausgehärteten Fertigteilen auf der gegenüberliegenden Seite verlassen.

27. Verfahren zur Herstellung von Fachwerken nach Anspruch 1, aus Faserverbundwerkstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß in die Preßformen kurzfaserverstärkte Harzmassen eingespritzt werden.

28. Verfahren zur Herstellung von Fachwerken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fertigteile nach Verlassen der Preßform miteinander zu einer sich kontinuierlich fortsetzen­ den Platte verbunden sind.

29. Verfahren zur Herstellung von Fachwerken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sich kontinuierlich fortsetzen­ den Platte an einer dafür vorgesehenen Stelle der Verzahnungs­ stäbe durchtrennt wird.

30. Verfahren zur Herstellung von Fachwerken nach Anspruch 1, aus langfaserverstärkten Kunststoffen, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Herstellung der Fertigteile durch Ausgießen von For­ men mit aushärtenden Stoffen die Verteilung der aushärtenden Stoffe so gelenkt wird, daß aufeinanderfolgende Fertigteile durch aus den Enden der Verzahnungsstäbe austretende nicht mit ausgehärteter Matrix beschichtete Faserbündel verbunden sind.

31. Verfahren zur Herstellung von Fachwerken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fertigteile nach dem Schneiden durch Versetzen um die Breite eines Verzahnungsstabes bzw. der halben Breite eines Fertigteiles zusammengefügt werden.

32. Verfahren zur Herstellung von Fachwerken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Zusammenfügen der Fertigteile mit den darauffolgenden Fertigteilen wahlweise verzahnte Sonder­ elemente oder nicht mit der Fachwerkstruktur verzahnte Körper nach Fig. 9 und 10 eingebunden werden.

33. Verfahren zur Herstellung von Fachwerkplatten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fertigteile, Sonderelemente und die in die Hohlräume eingebrachten Körper durch Verfüllen der Fugen mit aushärtenden Massen verbunden werden.

34. Verfahren zur Herstellung von Fachwerken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fugen zwischen den Fertigtei­ len, Sonderelementen und in die Hohlräume eingebrachten Körpern durch ein Tauchbad mit vorzugsweise dünnflüssigen aushärtenden Harzen gefüllt werden.

35. Verfahren zur Herstellung von Fachwerken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilung von Harzen in den Fu­ gen zwischen den Fertigteilen, Sonderelementen und in die Hohl­ räume eingebrachten Körpern durch Verwendung von Vibrationsvor­ richtungen gefördert wird.

36. Verfahren zur Herstellung von Fachwerken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilung von Harzen in den Fu­ gen zwischen den Fertigteilen, Sonderelementen und in die Hohl­ räume eingebrachten Körpern durch Verwendung von Vakuumkammern gefördert wird.

37. Verfahren zur Herstellung von Fachwerken nach Anspruch 1, aus Faserverbundwerkstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß die Fachwerkstruktur durch Aufbringen von Laminatschichten herkömm­ licher Rovinggewebe an besonders beanspruchten Stellen ver­ stärkt wird.

38. Verfahren zur Herstellung von Fachwerken nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die Fertigteile durch Einziehen in Strangpreßformen mit aushärtenden Massen beschichtet werden.

39. Verfahren zur Herstellung von Fachwerken nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß miteinander verkettete Hohlkörper in Strangpreßformen durch aushärtende Massen miteinander verbun­ den werden.

40. Verfahren zur nachträglichen oder zusätzlichen Verstärkung von Fachwerken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragfähigkeit der Fachwerkstruktur durch Einführen von Verstär­ kungsmaterialien insbesondere Fasersträngen oder Armierungsstä­ ben, die durch Injektion von aushärtenden Massen verfestigt und mit dem umgebenden Raumfachwerk kraft- und formschlüssig verbun­ den werden, verbessert wird.

41. Verfahren zur Herstellung von Fachwerken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Armierungsstäbe nach Anspruch 40 mit seitlichen Ausformungen versehen sind, die in zugeordne­ te Ausformungen der Fertigteile eingreifen.

42. Vorrichtung zur Verarbeitung von Fertigteilen zu Fachwerken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit Ausformun­ gen zum automatisierten Transport der Fertigteile aus Form zur Herstellung der Fertigteile zu den herzustellenden Bauteilen versehen ist.

43. Vorrichtung zur Verarbeitung von Fertigteilen zu Fach­ werken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Anla­ ge Fertigteile, die in mehreren unterschiedlichen Formen herge­ stellt worden sind, zu Bauteilen zusammengefügt werden.

44. Vorrichtung zur Verarbeitung von Fertigteilen zu Fachwerken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage mit Vor­ richtungen zum automatisierten Sortieren der in unterschiedli­ chen Formen hergestellten Fertigteile versehen ist.

45. Vorrichtung zur Verarbeitung von Fertigteilen aus faserver­ stärkten Kunststoffen zu Bauteilen, dadurch gekennzeichnet, daß mit Verzahnungsstrukturen nach Fig. 5 versehene Bauteile mit Hil­ fe von selbsttätigen Vorrichtungen zusammengefügt werden.

46. Fertigteil zur Herstellung von Fachwerken, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Anzahl gleicher, stabförmiger Ausformungen miteinander so verbunden sind, daß das Fertigteil sich an ein wahlweise gleichartiges oder ähnliches zweites Fertigteil anleh­ nen kann und sich die stabförmigen Ausformungen des ersten Fer­ tigteiles mit den stabförmigen Ausformungen eines dritten gleichartigen Fertigteiles zu einer wahlweise ganz oder teilwei­ se geschlossenen Platte ergänzen.

47. Fertigteil zur Herstellung von Fachwerken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzahnungsstrukturen gegenüber den Stegplatten in einem Winkel abgewinkelt sind, der dem Winkel der Fachwerkstreben entspricht.

48. Fertigteil zur Herstellung von Fachwerken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es ein ohne Klebefugen oder Arbeits­ fugen hergestelltes Bauteil ist.

49. Fertigteil zur Herstellung von Fachwerken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es ein ohne Verwendung von Befesti­ gungsmitteln hergestelltes Bauteil ist.

50. Fertigteil zur Herstellung von Fachwerken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es an den zu den stabförmigen Aus­ formungen parallelen Rändern so ausgeformt ist, daß die stabför­ migen Ausformungen zweier nebeneinander liegender Fertigteile von einem einzigen sich gegen diese anlehnenden dritten Fertig­ teil nach Fig. 12 verbunden werden, das die Fuge zwischen den beiden Fertigteilen überbrückt.

51. Fertigteil zur Herstellung von Fachwerken aus langfaserver­ stärkten Kunststoffen, dadurch gekennzeichnet, daß es im Bereich der Flächen, an denen es sich an benachbarte Fertigteile an­ lehnt, so ausgeformt ist, daß sich die Tragachsen der Deck­ schichten mit den Tragachsen der Stegschichten zweier sich aneinanderlehnender Fertigteile in einem Punkt kreuzen.

52. Fertigteil zur Herstellung von Fachwerken, dadurch gekenn­ zeichnet, daß Faserbündel die auftretenden statischen Kräfte von einem Fertigteil in das folgende übertragen.

53. Fertigteil nach Anspruch 1 aus Stahlbeton, dadurch gekenn­ zeichnet, daß entsprechend Fig. 37 die Stahlbewehrung nur teil­ weise mit ausgehärtetem Beton überdeckt ist und die freie Beweh­ rung nach dem Zusammenfügen der Fertigteile wahlweise zusammen mit hinzugefügten zusätzlichen Bewehrungseisen durch Beton um­ schlossen wird.

54. Fertigteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es mit Ausformungen versehen ist, die das Verteilen von aushärten­ den Massen fördern.

55. Fertigteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzahnungsstäbe sich zu ihren Enden hin kontinuierlich verjün­ gen.

56. Fertigteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es mit besonderen Ausformungen vorgesehen ist, die beim Ineinander­ stecken mit anderen Fertigteilen eine wahlweise formschlüssige oder kraftschlüssige Verbindung der Elemente untereinander her­ stellen.

57. Fertigteil zur Herstellung von Fachwerken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es mit besonderen Ausformungen vorge­ sehen ist, die bei lagenweisen Aufbringen von Schichten aus Fachwerken nach Anspruch 1 eine formschlüssige Verbindung der Lagen untereinander herstellen.

58. Fertigteil zur Herstellung von Fachwerken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es mit besonderen Ausformungen vorge­ sehen ist, die bei lagenweisen Aufbringen von Schichten aus Fachwerken nach Anspruch 1 eine lösbare Verbindung der Lagen untereinander herstellen.

59. Fertigteil zur Herstellung von Fachwerken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es im Bereich der Flächen, an denen sich das benachbarte Element anlehnt, so ausgeformt ist, daß sich die Tragachse der Deckschichten und die Stegschichttragach­ sen von lagenweise aufeinander geschichteten Fachwerken aus Fer­ tigteilen nach Anspruch 1 überlagern.

60. Tragbalken aus Fachwerken nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Fachwerkplatten nach Anspruch 1 schichtweise miteinander verbunden werden.

61. Sonderbauteil zur Herstellung von Verstärkungen von Fachwer­ ken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es mit Verzah­ nungsstrukturen versehen ist, die in die entsprechenden Verzah­ nungsstrukturen wahlweise gleichartiger Sonderbauteilen oder in Fertigteile nach Anspruch 1 eingreifen.

62. Fertigteil zur Herstellung von Fachwerken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die stabförmigen Ausformungen nach Fig. 23 besondere Profilierungen aufweisen.

63. Fertigteil zur Herstellung von Fachwerken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aus stabförmigen Ausformungen der Fertigteile gebildete geschlossene Platte durch Versatz der Fertigteile gegeneinander entsprechend Fig. 14 strukturiert ist.

64. Fertigteil zur Herstellung von Fachwerken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß besondere Ausformungen vorgesehen sind, die die Knicksteifigkeit von wahlweise Steg- und/oder Deckschichtplatten erhöht.

65. Fertigteil zur Herstellung von Fachwerken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß besondere Ausformungen vorgesehen sind, die das Element gegen Belastungen aus die Zug- und Druck­ beanspruchung insbesondere in den Bereichen erhöht, in denen sich die Elemente gegeneinanderlehnen.

66. Fertigteil zur Herstellung von Fachwerken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die stabförmigen Ausformungen nach Fig. 28 eine Länge aufweisen, die die Länge der Deckschichtplat­ te um ein Vielfaches übersteigt.

67. Fertigteil zur Herstellung von Fachwerken nach Anspruch 1, aus langfaserverstärkten Kunststoffen, dadurch gekennzeichnet, daß die in den stabförmigen Ausformungen verlaufenden Fasern am Ende der Verzahnungsstäbe als nicht mit ausgehärteter Matrix um­ gebene Faserbündel auslaufen.

68. Fertigteil zur Herstellung von Fachwerken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Festigkeit des Tragwerkes durch in Richtung der prismatischen Hohlräume verlaufende Armierungen erhöht ist.

69. Fertigteil zur Herstellung von Fachwerken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es mit Aussparungen versehen ist, in die nach dem Zusammenfügen zu einem Fachwerk ein Bewehrungsstab eingelegt werden kann, der mehrere Fertigteile eines Bauteils übergreift.

70. Tragelement zur Übertragung von Druckkräften aus Fachwerken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die prismatischen Hohlräume in Richtung der zu übertragenden Druckkräfte verlau­ fen und an besonders beanspruchten Bereichen mit Verstär­ kungskörpern ausgefüllt sind.

71. Röhrenfachwerk, dadurch gekennzeichnet, daß es aus Fachwerk­ diagonalen zusammengesetzt ist, die an vier Kanten mit Verzah­ nungsstrukturen versehen sind, die sich mit den Verzahnungsstruk­ turen gleichartiger Fachwerkdiagonalen zu wahlweise ganz oder teilweise geschlossenen Platten ergänzen.

72. Röhrenfachwerk, dadurch gekennzeichnet, daß es ausschließ­ lich aus Fertigteilen und um 180 Grad gedrehten gleichartigen Fertigteilen zusammengesetzt ist.

73. Röhrenfachwerk, dadurch gekennzeichnet, daß die Fachwerkdia­ gonale ein flächiges Bauteil ist, das den Querschnitt der Röhre schließt.

74. Röhrenfachwerk, dadurch gekennzeichnet, daß die Fachwerkdia­ gonale flächiges, gewölbtes Bauteil ist, das den Querschnitt der Röhre schließt.

75. Röhrenfachwerk, dadurch gekennzeichnet, daß es aus Fertigtei­ len zusammengesetzt ist, die Stegschichtplatten bilden und im Zusammenwirken mit gleichartigen Fertigteilen gewölbte Deck­ schichtplatte bilden.

76. Röhrenfachwerk, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Kräf­ te des Fachwerkes durch Faserkunststoffe übertragen werden.

77. Fertigteil zur Herstellung von Röhrenfachwerken, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Fachwerkdiagonale eine gewölbte mit abge­ winkelten Verzahnungsstrukturen versehene Fläche ist.

78. Fertigteil zur Herstellung von Röhrenfachwerken, dadurch ge­ kennzeichnet, daß es aus einer Fachwerkdiagonalen besteht, an deren gekurvten Rändern umlaufend Verzahnungsstrukturen ausge­ formt sind.

79. Doppelröhrenfachwerk, dadurch gekennzeichnet, daß es aus Fer­ tigteilen zusammengesetzt ist, die zugleich den Obergurt, den Untergurt und die Diagonale des Fachwerks bilden.

80. Doppelröhrenfachwerk, dadurch gekennzeichnet, daß die Fach­ werkstruktur im Längsschnitt der Röhre sichtbar wird.

81. Doppelröhrenfachwerk aus Fertigteilen nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die Fachwerkstruktur im Querschnitt der Röhre sichtbar wird.

82. Doppelröhrenfachwerk, dadurch gekennzeichnet, daß die prisma­ tischen Hohlräume ringförmig geschlossen sind.

83. Flexible Raumtragwerkstruktur zur Herstellung von Raumtrag­ werken, dadurch gekennzeichnet, daß gegeneinander verschiebli­ che Fertigteile durch Steckverbindungen verbunden sind.

84. Flexible Fachwerkstruktur zur Herstellung von Raumtragwer­ ken, dadurch gekennzeichnet, daß Reihen erfindungsgemäßer Fer­ tigteile nach Anspruch 1 kettenartig auf Armierungsstäbe aufge­ reiht sind.

85. Flexible Fachwerkstruktur zur Herstellung von Raumtragwer­ ken, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus Fertigteilen besteht, die innerhalb eines Toleranzspielraumes verschieblich miteinan­ der verbunden sind.

86. Flexible Fachwerkstruktur zur Herstellung von Raumtragwer­ ken, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus Fertigteilen zusammen­ gesetzt sind, die mit Gelenkstellen versehen sind.

87. Flexible Raumtragwerkstruktur zur Herstellung von Raumtrag­ werken, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus sich wechselweise ineinander verzahnenden Fertigteilen zusammengesetzt ist, die mit Ausformungen versehen sind, die verformungsbedingte Ab­ spreizungen der Verzahnungsstrukturen benachbarter Fertigteile verhindert.

88. Fertigteil zur Herstellung von Bauteilen aus Fachwerken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bauteil dessen Zweck, Form und Größe unabhängig von den Fachwerkstrukturen nach Anspruch 1 ist, an seinen Rändern mit in die Verzahnungs­ stäbe anschließender Fertigteile eingreifenden Ausformungen ver­ sehen ist.

89. Fertigteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein­ zelne oder mehrere Verzahnungsstäbe so an ihren Enden verkürzt sind, daß Aussparungen entstehen, die zur Anbringung besonderer Befestigungsmittel geeignet sind.

90. Fertigteil zur Einleitung von Einzellasten in Fachwerken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzahnungsstä­ be von Fertigteilen entsprechend Fig. 16D plattenförmig ausgebil­ det sind.

91. Fertigteil zur Einleitung von Einzellasten in Fachwerken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Platten nach Fig. 16E so miteinander verbunden sind, daß sie sich mit den plattenförmigen Verzahnungsstäben der Fertigteile nach Fig. 16D zu einem hohlraumfreien Körper ergänzen.

92. Fachwerkplatte aus Fachwerken nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß Fachwerkplatten nach Anspruch 1-94 vorzugs­ weise unter Verwendung von Sonderelementen nach Anspruch 90 zusammengefügt sind.

93. Fertigteil zur Herstellung von Fachwerken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fertigteil selbst aus entspre­ chenden kleineren Fertigteilen nach Anspruch 1-94 zusammenge­ setzt ist.

94. Fertigteil zur Herstellung von Fachwerken nach Anspruch 93, dadurch gekennzeichnet, daß es selbst aus Fertigteilen nach An­ spruch 93 zusammengesetzt ist.