DE4339897C2 - Knotenverbinder - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Knotenverbinder
für stabförmige Bauteile, insbesondere zum Aufbau von
räumlichen Trag- und Fachwerken, bestehend aus zwei
mittels Spannschrauben gegeneinander verstellbaren Spann
platten, in deren Stützfläche radial gerichtete Ausneh
mungen zur Aufnahme der Bauteile eingearbeitet sind,
wobei jede Ausnehmung in der Stützfläche der einen Spann
platte spiegelbildlich gegenüber einer Ausnehmung in der
Stützfläche der anderen Spannplatte angeordnet ist und
die beiden sich zueinander parallel erstreckenden Aus
nehmungen von Anlageflächen gebildet sind, die entsprechend
der Mantelfläche des von ihnen aufzunehmenden stabförmi
gen Bauteils geformt sind und wobei eine oder beide Spann
platten in den einander abgekehrten äußeren Bereichen
eine sich zur Mitte hin stetig verjüngende Querschnitts
fläche aufweisen.
Knotenverbinder dieser Art sind in zahlreichen unter
schiedlichen Ausgestaltungen bekannt, beispielsweise aus
dem DE-GM 89 05 326. Die Spannplatten bestehen hierbei
aus dickwandigen Scheiben, die durch das Anziehen der
Spannschrauben nicht oder nur geringfügig deformierbar
sind und somit oftmals nur punktförmig an den ein zu
spannenden Bauteilen anliegen. Da sich die Spannplatten
dadurch den Bauteilen, die mitunter erhebliche Maßabwei
chungen aufweisen, nicht anpassen können, ist meist
eine zufriedenstellende Einspannung aller Bauteile einer
Verbindung nicht gewährleistet. Die Spannplatten liegen
nämlich vielfach nur geringfügig an zwei Bauteilen an,
so daß diese zwar fest eingespannt sind und mitunter
deformiert werden, weitere Bauteile einer Verbindung
aber unzureichend gehalten sind und durch in Achs- oder
Umfangsrichtung auftretende äußere Kräfte leicht in
ihrer Lage verändert werden können. Eine sichere unver
rückbare Einspannung aller in einem solchen Knotenver
binder eingesetzten Bauteile ist daher vielfach nicht
gegeben.
Ferner ist es nicht möglich, den Knotenverbinder mit Bau
teilen derart zentrisch zu verbinden, daß das Bauteil
durch eine zentrische Ausnehmung hindurchgeführt ist.
Aufgabe der Erfindung ist es demnach, einen Knotenver
binder der eingangs genannten Gattung in der Weise auszu
gestalten, daß zuverlässig gewährleistet ist, daß alle in
diesen eingesetzte Bauteile stets sicher eingespannt sind
und mit einer hohen Spannkraft gehalten werden. Der dazu
erforderliche Bauaufwand soll äußerst gering sein, dennoch
soll es nahezu ausgeschlossen sein, daß einzelne Bauteile
in einem nicht ausreichenden Maße zwischen den Spann
platten festgeklemmt werden. Auch sollen ohne Schwierig
keiten Maßtoleranzen der einzelnen einzuspannenden Bau
teile ausgeglichen und die Einspannbereiche der Bauteile
kurz gehalten werden können, so daß der Knotenverbinder
klein baut, wirtschaftlich zu fertigen und vielseitig
einsetzbar ist.
Des weiteren soll durch das Spannstück der Knotenver
binder auch fest auf einem Bauteil verspannbar sein, das
durch eine zentrische Ausnehmung des Knotenverbinders
hindurchgeführt ist.
Gemäß der Erfindung wird dies bei einem Knotenverbinder
der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß bei mit
jeweils einer zentrischen Ausnehmung zur Aufnahme eines
Bauteils versehenen Spannplatten zwischen diesen ein durch
diese betätigbares und auf das Bauteil einwirkendes
Spannstück angeordnet ist.
Bei mit einer zylindrischen Außenmantelfläche versehenen
Spannplatten ist es sehr vorteilhaft, das Spannstück
in Axialrichtung und orthogonal dazu so zu bemessen,
daß zwischen den beiden einander zugewandten Stützflä
chen der beiden Spannplatten dann ein Abstand vorhanden
ist, wenn die beiden Spannplatten im nicht verspannten
Zustand mit ihren durch die radial gerichteten Ausneh
mungen gebildeten Verschneidungskanten an den in Axial
richtung äußeren Endbereichen des Spannstücks anliegen.
Nach einer Weiterbildung ist vorgesehen, daß das Spann
stück in den beiden in Axialrichtung äußeren Endbereichen
jeweils mit einer umlaufenden Anlagefläche, die vorzugs
weise tangential in den Radius der Verschneidungskanten
der Ausnehmungen übergeht, für die Spannplatten versehen
ist.
Es ist aber auch möglich, daß das Spannstück mit Anlage
flächen versehen ist, die den in die radial gerichteten
Ausnehmungen einsetzbaren Bauteilen zugeordnet sind.
Ferner ist es vorteilhaft, das Spannstück durch zwei
mit Abstand zueinander angeordnete und durch Stege
miteinander verbundene Ringe nach Art eines Käfigs zu
bilden.
Um den Knotenverbinder auch fest auf einem Bauteil
aufspannen zu können, ist nach einer Weiterbildung vor
gesehen, daß das Spannstück durch eine elastisch ver
formbare vorzugsweise geschlitzte Hülse oder zwei gegen
einander verstellbare über kegelige Flächen aufeinander
abgestützte Ringe gebildet ist.
Weitere vorteilhafte Lösungsmerkmale der Erfindung
ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Wird ein gemäß der Erfindung ausgebildetes Spannstück
zwischen den Spannplatten angeordnet, so wirkt dieses
durch Verspannen der Spannplatten auf ein zentrisch
in diese eidgesetztes Bauteil ein, der Knotenverbinder
kann dadurch z. B. auf einer Stange zuverlässig arretiert
werden, ohne daß es dazu besonderer Hilfsmittel, wie
Klemmringe oder dgl., bedarf und ohne daß ein zusätzli
cher Arbeitsgang erforderlich ist. Der Einsatzbereich
eines Knotenverbinders wird durch Verwendung eines
Spannringes zwischen den beiden Spannplatten in einem
erheblichen Maße erweitert.
Des weiteren ist sichergestellt, daß die Spannplatten
jeweils über einen großen Bereich an den einzuspannenden
Bauteilen anliegen, da durch die sich zur Mitte ver
jüngende Querschnittsfläche gewährleistet ist, daß
die Spannplatten durch die mittels der Spannschrauben
erzeugten Spannkräfte ausreichend deformiert werden
und sich der Form der Bauteile anpassen können. Es
werden somit nicht nur Maßtoleranzen der Bauteile selbst
tätig ausgeglichen, sondern es kann auch die Einspann
länge kurz gehalten werden. Der vorschlagsgemäß gestal
tete Knotenverbinder baut demnach klein, ist auf wirt
schaftliche Weise herstellbar und vielseitig einsetzbar.
Vor allem aber ist gewährleistet, daß auf jedes Bauteil
eines Knotenverbinders, dessen einzelne Teile auch ge
stanzt werden können, hohe Spannkräfte einwirken und
eine Verstellung durch äußere Kräfte somit nahezu ausge
schlossen ist.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des gemäß
der Erfindung ausgebildeten Knotenverbinders dargestellt,
die nachfolgend im einzelnen erläutert sind. Hierbei
zeigen:
Fig. 1 einen aus zwei Spannplatten bestehenden
Knotenverbinder, in einem Axialschnitt
Fig. 2 den Knotenverbinder nach Fig. 1, in
Draufsicht,
Fig. 3 eine der Spannplatten des Knotenver
binders nach Fig. 1, von innen,
Fig. 4 den Knotenverbinder nach Fig. 1 mit
gewellt ausgebildeten Stirnflächen der
beiden Spannplatten,
Fig. 5 den Knotenverbinder nach Fig. 1 mit einem
zwischen den Spannplatten angeordneten
Spannstück,
Fig. 6 den Knotenverbinder nach Fig. 5 in einem
mittig verlaufenden Schnitt,
Fig. 7 das bei dem Knotenverbinder nach Fig. 5
zwischen den Spannplatten angeordnete Spannstück als Einzelteil in einer ver größerten Wiedergabe,
zwischen den Spannplatten angeordnete Spannstück als Einzelteil in einer ver größerten Wiedergabe,
Fig. 8 das Spannstück nach Fig. 7, in Draufsicht,
Fig. 9 ein als geschlitzte Hülse ausgebildetes
Spannstück
und
Fig. 10 ein aus zwei gegeneinander verschiebbaren
Ringen bestehendes Spannstück.
Der in den Fig. 1, 4, 5 und 6 dargestellte und mit
11 bzw. 11′ bezeichnete Knotenverbinder dient zum Aufbau
räumlicher Trag- und Fachwerke 1 aus stabförmigen Bau
teilen 2, 3, 4, 5 und 6 und besteht im wesentlichen
aus zwei Spannplatten 12 und 13 bzw. 12′ und 13′, die
mittels in Bohrungen 14 und 15 eingesetzter Spannschrauben
16 und auf diesen verschraubbaren Muttern 17 gegen die
Bauteile 3, 4, 5 und 6 preßbar sind. Zur Aufnahme der
Bauteile 3, 4, 5 und 6 sind in die Spannplatten 12 und 13
bzw. 12′ und 13′ radial gerichtete Ausnehmungen 23,
24 bzw. 25, 26 bzw. 27, 28 bzw. 29, 30 eingearbeitet,
die parallel zueinander verlaufende Anlageflächen auf
weisen. Durch die Ausnehmungen 23, 24 bzw. 25, 26 bzw.
27, 28 bzw. 29, 30 sind Verschneidungskanten 31 und 32
gebildet, außerdem sind an den Spannplatten 12, 13 bzw.
12′, 13′ im Bereich der Spannschrauben 16 einander gegen
überliegend Stützflächen 33 bzw. 34 vorgesehen.
Um die Bauteile 3, 4, 5 und 6 bei geringer Einspannlänge
aber dennoch sicher fest in den Knotenverbinder 11 bzw.
11′ einspannen und dabei Maßtoleranzen ausgleichen zu
können, sind die Spannplatten 12, 13 bzw. 12′, 13′ mittels
der über die Spannschrauben 16 aufgebrachten Spannkräfte
elastisch deformierbar, so daß die Spannplatten 12, 13
bzw. 12′, 13′ flächig an jedem der Bauteile 3, 4, 5 und
6 anliegen. Bei der Ausgestaltung nach den Fig. 1.
und 5 weisen die Spannplatten 12 und 13 dazu in den
einander abgekehrten äußeren Bereichen eine sich zur
Mitte hin stetig verjüngende Querschnittsfläche 35 bzw.
36 auf, bei der Ausgestaltung nach der Fig. 4 sind
in die Spannplatten 12′ und 13′ Freisparungen 41 bzw.
42 in Form einer umlaufenden Wellung eingearbeitet.
Die sich stetig verjüngenden Querschnittsflächen 35 und
36 werden bei den Spannplatten 12, 13 dadurch erreicht,
daß die nach außen gerichteten Stirnflächen mit einer
konkaven Krümmung 37 bzw. 38 versehen sind, die Frei
sparungen 41 und 42 sind bei den Spannplatten 12′, 13′
derart in diese eingearbeitet, daß Wellenberge 43 bzw.
45 jeweils konzentrisch zu den einzuspannenden Bauteilen
3, 4, 5 und 6 und Wellentäler 44 bzw. 46 radial zu den
Spannschrauben 16 angeordnet sind. Außerdem sollten
die Wellentäler 44 bzw. 46 radial sich stetig verjüngend,
beispielsweise konvex gekrümmt, ausgebildet sein. Durch
Anziehen der Spannschrauben 16 werden somit die Spann
platten 12, 13 bzw. 12′, 13′ verformt und flächig in
die Bauteile 3, 4, 5 und 6 gepreßt, so daß diese stets
sicher in dem Knotenverbinder 11 bzw. 11′ gehalten sind.
Um den Knotenverbinder 11 bzw. 11′ auch auf dem Bauteil 2,
das in in die Spannplatten 12, 13 bzw. 12′, 13′ einge
arbeitete Bohrungen 21 und 22 eingesetzt ist und achs
senkrecht zu den Bauteilen 3, 4, 5 und 6 verläuft, sicher
festklemmen zu können, ist, wie dies in den Fig. 5 und
6 gezeigt ist, zwischen den Spannplatten 12, 13 bzw. 12′,
13′ ein Spannstück 51 eingesetzt, das durch diese beim
Verspannen gegen das Bauteil 2 preßbar ist.
Das Spannstück 51 besteht hierbei, wie dies auch den
Fig. 7 und 8 zu entnehmen ist, aus zwei mit Abstand
zueinander angeordnete und durch Stege 54 miteinander
verbundene Ringe 52 und 53, auf die die Verschneidungs
kanten 31 und 32 der Spannplatten 12, 13 bzw. 12′, 13′
über an den Ringen 52 und 53 vorgesehenen Anlageflächen 55
einwirken. Dadurch werden die Ringe 52 und 53 gegen das
Bauteil 2 gepreßt, so daß dieses fest zwischen den Spann
platten 12, 13 bzw. 12′, 13′ eingeklemmt ist. Des weiteren
sind an den Ringen 52 und 53 Anlageflächen 56 angearbeitet,
die den radial gerichteten Bauteilen 3, 4, 5 und 6 zuge
ordnet sind; diese können somit bis zur Anlage an den
Anlageflächen 56 in den Knotenverbinder 11 eingeschoben
werden.
Gemäß den Fig. 9 und 10 kann das Spannstück 51′ bzw.
51′′ auch aus einer elastisch verformbaren Hülse 57′ in
die ein Schlitz 58 eingearbeitet ist, oder aus zwei
gegeneinander verstellbare und über kegelige Flächen
62, 63 aufeinander abgestützte Hülsen 59 und 60, wobei
in den inneren Ring 60 ebenfalls ein Schlitz 61 einge
arbeitet ist, bestehen. Die Spannstücke 51′ bzw. 51′′
sind somit durch die Spannplatten 12, 13 bzw. 12′, 13′
derart verformbar, daß eine feste Halterung des Knoten
verbinders 11 bzw. 11′ auf dem Bauteil 2 gewährleistet
ist, dieser nach dem Lösen der Spannung aber dennoch
leicht in seiner Lage verändert werden kann.
Claims (11)
1. Knotenverbinder (11) für stabförmige Bauteile (2, 3,
4, 5, 6), insbesondere zum Aufbau von räumlichen
Trag- und Fachwerken (1), bestehend aus zwei mittels
Spannschrauben (16) gegeneinander verstellbaren
Spannplatten (12, 13), in deren Stützflächen radial
gerichtete Ausnehmungen (23, 24, 25, 26, 27, 28,
29, 30) zur Aufnahme der Bauteile (2, 3, 4, 5, 6)
eingearbeitet sind, wobei jede Ausnehmung (23, 25,
27, 29) in der Stützfläche der einen Spannplatte
(12) spiegelbildlich gegenüber einer Ausnehmung
(24, 26, 28, 30) in der Stützfläche der anderen
Spannplatte (13) angeordnet ist und die beiden sich
zueinander parallel erstreckenden Ausnehmungen (23,
24, 25, 26, 27, 28, 29, 30) von Anlageflächen gebildet
sind, die entsprechend der Mantelfläche des von
ihnen aufzunehmenden stabförmigen Bauteils (2, 3,
4, 5, 6) geformt sind und wobei eine oder beide
Spannplatten (12, 13) in den einander abgekehrten
äußeren Bereichen eine sich zur Mitte hin stetig
verjüngende Querschnittsfläche (35, 36) aufweisen,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei mit jeweils einer zentrischen Ausnehmung
(21, 22) zur Aufnahme eines Bauteils (2) versehenen
Spannplatten (12, 13) zwischen diesen ein durch
diese betätigbares und auf das Bauteil (2) einwir
kendes Spannstück (51) angeordnet ist.
2. Knotenverbinder nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet
daß das Spannstück (51) in Axialrichtung und orthogonal
dazu so bemessen ist, daß zwischen den beiden einander
zugewandten Stützflächen (33, 34) der beiden Spann
platten (12, 13) dann ein Abstand vorhanden ist, wenn
die beiden Spannplatten (12, 13) im nicht verspannten
Zustand mit ihren durch die radial gerichteten Aus
nehmungen (23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30) gebildeten
Verschneidungskanten (31, 32) an den in Axialrichtung
äußeren Endbereichen des Spannstücks (51) anliegen.
3. Knotenverbinder nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Spannstück (51) in den beiden in Axialrichtung
äußeren Endbereichen jeweils mit einer umlaufenden
Anlagefläche (55), die vorzugsweise tangential in den
Radius der Verschneidungskanten (31, 32) der Ausneh
mungen (23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30) übergeht, für
die Spannplatten (12, 13) versehen ist.
4. Knotenverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet
daß das Spannstück (51) mit Anlageflächen (56) ver
sehen ist, die den in die radial gerichteten Ausneh
mungen (23, 24 bzw. 25, 26 bzw. 27, 28 bzw. 29, 30)
einsetzbaren Bauteilen (3, 4, 5, 6) zugeordnet sind.
5. Knotenverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Spannstück (51) durch zwei mit Abstand zu
einander angeordnete und durch Stege (54) miteinander
verbundene Ringe (52, 53) nach Art eines Käfigs ge
bildet ist.
6. Knotenverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Spannstück (51′, 51′′) durch eine elastisch
verformbare vorzugsweise geschlitzte Hülse (57) oder
zwei gegeneinander verstellbare über kegelige Flächen
(62, 63) aufeinander abgestützte Ringe (58, 59) ge
bildet ist.
7. Knotenverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei mit einer zylindrischen Außenmantelfläche
versehenen Spannplatten (12, 13) deren äußere Stirn
flächen (37, 38) konkav gekrümmt ausgebildet sind.
8. Knotenverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß in die einander abgekehrten Stirnflächen (37′, 38′)
einer oder beider Spannplatten (12′, 13′) Freisparungen
(41, 42) in Form einer umlaufenden Wellung (43, 44 bzw.
45, 46) eingearbeitet sind, derart, daß die Wellenberge
(43, 45) jeweils konzentrisch zu den die einzuspannen
den Bauteile (2, 3, 4, 5, 6) aufnehmenden Ausnehmungen
(23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30) und die Wellentäler
(44, 46) radial zu den Spannschrauben (16) angeordnet
sind.
9. Knotenverbinder nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Spannplatten (12′, 13′) im Bereich der Wellen
täler (44, 46) radial sich stetig verjüngend, vorzugs
weise konvex gekrümmt, ausgebildet sind.
10. Knotenverbinder nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die in die Spannplatten (12, 13) eingearbeiteten
Freisparungen dadurch ausgebildet sind, daß Nuten,
Schlitze oder ähnliche querschnittsreduzierende Aus
nehmungen in den Spannplatten (12, 13) angebracht
sind.
11. Knotenverbinder nach einem oder mehreren der
Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die in den Spannplatten (12, 13) vorgesehenen
radial gerichteten Ausnehmungen zu einer mittigen
Zentralachse (Bohrungen 21, 22) des Knotenverbinders
(11) geneigt verlaufend in die Spannplatten (12,
13) eingearbeitet sind.
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- 1993-11-23 DE DE19934339897 patent/DE4339897C2/de not_active Expired - Fee Related
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