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DE19723112C1 - Verbindungselement für eine geklebte Verbindung zwischen zwei oder mehr Stäben - Google Patents

Verbindungselement für eine geklebte Verbindung zwischen zwei oder mehr Stäben

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DE19723112C1
DE19723112C1 DE19723112A DE19723112A DE19723112C1 DE 19723112 C1 DE19723112 C1 DE 19723112C1 DE 19723112 A DE19723112 A DE 19723112A DE 19723112 A DE19723112 A DE 19723112A DE 19723112 C1 DE19723112 C1 DE 19723112C1
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verbindungselement für eine geklebte Verbindung zwischen zwei oder mehr Stäben mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Das Verbindungselement ist für einen Fachwerksknoten eines Flächen- oder Raumfachwerks beispielsweise für starre oder halbstarre Luftschiffe sowie für weitere Gebiete der Luft- und Raumfahrt vorgesehen, wobei vorzugsweise mehrere Verbindungselemente gemeinsam an einem Fachwerksknoten Verwendung finden. Das Verbindungselement ist auch im Maschinen-, Anlagen- und Stahlbau, im Hauwesen oder beispielsweise im Möbelbau verwendbar. Als Stäbe finden für einen Leichtbau insbesondere Rohre aus kohlefaserverstärktem Kunststoff (CFK) Verwendung, die einen Hartschaumkern aufweisen können. Es lassen sich allerdings auch Stäbe und Rohre aus anderen Materialien, beispielsweise auch aus Aluminium oder Stahl, miteinander verbinden. Die Querschnitte der Stäbe können beispielsweise rund, oval, elliptisch, polygonprofiliert oder mehrkantig sein, wobei die miteinander zu verbindenden Stäbe verschiedene Querschnitte und Querschnittsabmessungen haben können.
Aus der DE 34 47 990 C2 ist ein derartiges Verbindungselement zur Verbindung zweier in einem Winkel zueinander angeordneter Rundstäbe bekannt. Das Verbindungselement weist eine Schale aus faserverstärktem Kunststoff auf, die eine ebene Fläche hat. An ihren Rändern geht die ebene Fläche einstückig in zwei sich tangential anschließende Viertel­ zylinder über. Gedachte Längsachsen der Viertelzylinder haben denselben Winkel zueinander wie die miteinander zu verbindenden Stäbe. Die Stäbe werden mit den Innenseiten der Viertelzylinder der Schale verklebt, die ebene Fläche der Schale verläuft tangential zu den Stäben. Zum Verbinden zweier V-förmig zueinander angeordneter Stäbe werden zwei der bekannten Verbindungselemente von beiden Seiten mit den beiden Stäben verklebt. Auch ein T-Stoß läßt sich mit zwei der bekannten Verbindungselemente verkleben, wobei die beiden Verbindungselemente zur selben oder zu verschiedenen Seiten vom gestoßenen zum durchlaufenden Stab angeordnet werden können. Das bekannte Verbindungselement hat den Nachteil, daß sich an einem Fachwerksknoten, an dem mehr als zwei Stäbe aneinander stoßen, jeweils zwei Stäbe nur mit einem Verbindungselement auf einer Seite der Stäbe miteinander verbinden lassen. Die Stäbe sind infolge dessen unsymmetrisch miteinander verbunden, weswegen die Belastbarkeit der hergestellten Verbindung und ihre Steifigkeit begrenzt sind. Weiterer Nachteil ist, daß die Herstellung der Verbindung aufwendig und kostenintensiv ist, da die Stäbe zum Verkleben mit den Verbindungselementen in ihrer gegenseitigen Ausrichtung fixiert und die Verbindungselemente bis zum Aushärten des Klebstoffs an den Stäben festgespannt werden müssen.
Aus der DE 39 31 478 C1 ist eine geklebte Verbindung zwischen zwei oder mehr in einem Winkel zu einander angeordneten Stäben bekannt. Diese Verbindung weist drei Verbindungselemente auf, nämlich zwei einander gegenüberliegende Verbindungselemente, die sich tangential von Stab zu Stab erstrecken, sowie einen Abschlußstab, der an einer offenen Seite zwischen die Verbindungs­ elemente eingesetzt und eingeklebt ist. Diese Verbindung hat zunächst den Nachteil, daß sie aus drei Verbindungselementen zusammengesetzt werden muß. Ihre Konstruktion ist nicht kraftflußgerecht und die Herstellung der Klebeverbindung ist aufwendig, da die zu verbindenden Stäbe in ihrer räumlichen Lage zueinander fixiert und die drei Verbindungselemente zum Verkleben an den Stäben festgespannt werden müssen, wozu eine Spannvorrichtung notwendig ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verbindungselement der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sich unter seiner Verwendung eine geklebte Verbindung von Stäben herstellen läßt, die hinsichtlich Belastbarkeit, Steifigkeit, einfacher Montage und kostengünstiger Fertigung sowie hinsichtlich des Gewichts optimiert ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die Schale des erfindungsgemäßen Verbindungselements ist U-förmig ausgebildet. Schenkelwände der U-förmigen Schale haben den gleichen oder etwas weniger Abstand voneinander als die miteinander zu verbindenden Stäbe dick sind. Bei Stäben unterschiedlicher Querschnittsabmessungen ändert sich der Abstand der Schenkelwände voneinander. Die Schenkelwände verlaufen eben oder ganz bzw. teilweise konkav gewölbt von Stab zu Stab, und sie verlaufen im wesentlichen tangential an die Stäbe heran. Durch die tangentiale Ausrichtung der Schenkelwände werden Kräfte von den Stäben auf die Schale des Verbindungselements als Schubspannungen über eine Verklebung der Stäbe mit der Schale übertragen, so daß die Klebung und damit die Verbindung zwischen den Stäben und dem Verbindungselement hoch belastbar ist. Schälspannungen bei in den Schenkelwänden wirkenden Zugkräften, die die Schenkelwände am Übergang zu den Stäben mit einer Normalkraft von diesen Abheben und dadurch die Klebung an deren Rand ungünstig belasten würde, werden durch das erfindungsgemäße Verbindungselement vollständig oder zumindest weitestgehend vermieden.
Eine Jochwand der U-förmigen Schale erstreckt sich im Zwischenraum zwischen den miteinander zu verbindenden Stäben. Sie bildet einen Zylinderflächen- oder Sattelflächenabschnitt. Bei in einem stumpfen Winkel zueinander angeordneten Stäben kann die Jochwand auch an den Stäben anliegen.
Die beiden Schenkelwände umfassen die Stäbe nach Art eines Mauls, dessen Backen auf einem Umschlingungswinkel an den Stäben anliegen und die Stäbe auf zwei gegenüberliegenden Seiten zwischen sich halten, indem sie über Stellen der Oberfläche, die ein relatives Abstandsmaximum in einer Schnittebene normal zu einer Stabachse darstellen, hinweg anliegen. Dadurch wird zum einen eine ausreichend große Klebefläche erzielt. Das Verbindungselement hält die Stäbe bereits bei ungeklebter Verbindung formschlüssig zwischen seinen Schenkelwänden. Die Stäbe lassen sich zwischen die die Backen des Mauls bildenden Schenkelwände nach Art einer Schnappverbindung drücken und werden in ihrer Stellung zueinander fixiert. Separate Fixiermittel zum Halten der Stäbe in ihrer räumlichen Anordnung während des Verklebens sind daher ebenso entbehrlich wie Spannmittel zum Spannen der Schale gegen die Stäbe während des Aushärtens des Klebstoffs.
Das erfindungsgemäße Verbindungselement stellt eine kraftflußgerechte Konstruktion dar. Eine Kraftübertragung zwischen den Stäben und den Verbindungselementen findet unter weitestgehender Vermeidung von Schälspannungen oder Kerbwirkungen statt. Deshalb können hohe Zug- und Druckkräfte sowie Biege- und Torsionsmomente von Stab zu Stab über das Verbindungselement übertragen werden. Durch den räumlichen Abstand der Schenkelwände weist das Verbindungselement eine hohe Steifigkeit auch senkrecht zur Ebene seiner Schenkelwände auf. Eine Knicktendenz der Stäbe eines Fachwerks wird dadurch erheblich reduziert. Mit dem Verbindungs­ element lassen sich auch in mehreren Ebenen angeordnete Stäbe an einem Fachwerksknoten eines Raumfachwerks miteinander verbinden. Das erfindungsgemäße Verbindungselement weist keine Trennebene in einer von den zu verbindenden Stäben aufgespannten Ebene auf.
Bei bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung liegen die Schenkelwände nach Art einer Federklammer unter Vorspannung an den Stäben an und klemmen die Stäbe zwischen sich fest. Dadurch werden sowohl die Fixierung der Stäbe aneinander als auch das Spannen der Schenkelwände gegen die Stäbe zum Verkleben verbessert.
Zur Erhöhung der Belastbarkeit der Verbindung endet die Jochwand der Schale mit Abstand von den miteinander verbundenen Stäben, um zu vermeiden, daß die Schale in einem stumpfen Winkel auf die Stäbe stößt, was bei großer Belastung der Verbindung zu Schälspannungen und eventuell einen Riß zur Folge hätte.
Vorzugsweise ist der Raum zwischen der Schale und den Stäben mit einem Kern, insbesondere aus Hartschaum, ausgefüllt, der mit der Schale und den Stäben verbunden ist. Er behindert große Verformungen der Schale und wirkt so einem Beulen der Schale bei großen Lasten entgegen. Zur Vermeidung von ungünstigen Belastungen des Kerns oder zur Gewichtsreduktion kann der Kern auch Aussparungen bzw. Höhlräume aufweisen, sowie nur teilweise mit der Schale und den Stäben verbunden sein. Durch diese spezielle Ausgestaltung wird die versteifende Wirkung des Kerns gezielt, reduziert, um den Kraftfluß im Verbindungselement von weniger tragfähigen zu tragfähigeren Bereichen hin zu verlagern.
Bei der Verwendung eines Kerns läuft bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung die Wölbung der Schenkelwände vor dem Bereich in dem sie die Stäbe umschlingen aus. Hierdurch verlaufen die Schenkelwände tangential und eben an die Stäbe heran. Normalkräfte, die zu Schälspannungen in der Verklebung zwischen den Schenkelwänden und den Stäben führen würden, werden so weitestgehend vermieden.
Die Schale des erfindungsgemäßen Verbindungselements besteht vorzugsweise aus einem faserverstärkten Kunststoff, beispielsweise aus CFK, das eine hohe Festigkeit bei geringem Gewicht aufweist. Es sind jedoch auch Glas-, Metall-, Aramid- oder andere Chemiefaserverstärkungen sowie hybride Faserverstärkungen denkbar. Bei Anwendungen, bei denen eine einheitliche Materialwahl im Vordergrund steht oder das Gewicht eine weniger entscheidende Rolle spielt, kann das Verbindungselement beispielsweise auch aus nicht faserverstärktem Kunststoff, Aluminium- oder Stahlblech hergestellt sein. Bei der Verwendung des gleichen Materials für die Stäbe und die Schale der Verbindungselemente werden Spannungen infolge unterschiedlicher Wärmeausdehnungen vermieden.
Ein faserverstärkter Kunststoff der Schale kann eine oder mehrere gleiche oder verschiedene Gewebelagen, sog. Rowings oder unidirektionale Fasergelege aufweisen, die in einen Kunstharz-Matrixwerkstoff eingebettet sind. Bei einer Ausgestaltung der Erfindung nimmt der Faseranteil, d. h. Gewicht der Fasern im Verhältnis zum Gewicht der Fasern und des Matrix- Werkstoffs, zum Rand der Schale hin ab. Dadurch wird eine gewollte Steifigkeitsänderung der Schale in ihrem Randbereich erzielt. Spannungsspitzen in der Klebeschicht werden vermindert und die Belastbarkeit der Klebeverbindung wird erhöht. Zum gleichen Zweck kann der Schalenrand eine schräge oder gerundete Fase aufweisen.
Ebenso trägt es zur Verbesserung der Klebeverbindung bei, wenn der Matrix-Werkstoff der Schale gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung eine spitz zulaufende Fuge zwischen den Schenkelwänden und den Stäben ein Stück weit ausfüllt. Auch dadurch werden Spannungsspitzen in der Klebeschicht und insbesondere normal zu den Stäben gerichtete Spannungen auf den Bereich der Schenkelwände der Schale, in dem sie sich von den Stäben entfernen, vermindert und die Festigkeit der Verbindung erhöht. Der gleiche positive Effekt wird erzielt, wenn nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung, ein Klebstoff, der die Schenkelwände und die Stäbe miteinander verbindet, durch ein entsprechendes Klebeverfahren die oben genannten Fugen ein Stück weit ausfüllt.
Insbesondere für Weltraumanwendungen wird für den Kern vorzugsweise ein diffusionsdurchlässiger Werkstoff verwendet, um einen Überdruck in den Poren des Kerns zu vermeiden. Zum gleichen Zweck kann ein gut durch den Kern und ggf. durch die Schale diffundierendes Treibgas wie Helium oder Wasserstoff zum Aufschäumen des Kerns verwendet werden.
Die Vorspannung, mit der die Schenkelwände der als eine Art Federklammer ausgebildeten Schale an den Stäben anliegen, ist bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung in Achsrichtung der Stäbe gesehen in der Mitte der Schale höher als zu ihren Enden hin, um überschüssigen Klebstoff und damit eventuell im Klebespalt vorhandene Gasbläschen aus dem Klebespalt heraus zu verdrängen.
Bei Verbindungselementen, deren Schenkelwände keine oder eine zu geringe Wölbung für die Befestigung weiterer Verbindungselemente besitzen, können die Schenkelwände zur Ausbildung oder Vergrößerung relativer Abstandsmaxima der Oberfläche Abschnitte größerer Dicke aufweisen. Dadurch erhalten die Verbindungselemente nach außen abstehende Verdickungen, die von einem weiteren Verbindungselement wie ein Stab formschlüssig nach einer Art Schnappverbindung übergriffen werden können.
Zur zusätzlichen Versteifung kann eine mittels erfindungsgemäßer Verbindungselemente hergestellte Verbindung eine Stütze aufweisen, die in einem Winkel zueinander angeordnete Stäbe außerhalb des jeweiligen Verbindungselements verbindet.
Das Verbindungselement läßt sich in einem automatisierten Prozeß herstellen. Bei der Verwendung von homogenen Werkstoffen für die Schale läßt sich diese durch Guß- oder Umformverfahren herstellen. Eine faserverstärkte Schale kann mit einem Resin-Transfer-Molding, Reaction- Injection-Molding-, Compression-Molding- oder ein Injectien-Molding- Verfahrengefertigt werden. Die Fasern können zur besseren Verarbeitung vorgeformt werden. Auch ein Handlaminieren der Schale ist möglich, ebenso ein Herstellen der Schale mit kurzen, ungerichteten Fasern im Spritzgußverfahren. Bei Verbindungselementen mit einem Kern, kann dieser in einer Form aufgeschäumt oder spanend hergestellt werden. Die Schale kann anschließend auf den Kern aufgebracht werden. Der Kern kann jedoch auch durch Auffüllen des Kernraums in der Schale hergestellt werden. Auch im Zweistoffspritzverfahren läßt sich das erfindungsgemäße Verbindungselement herstellen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Verbindungselement in perspektivischer Darstellung;
Fig. 1a eine Vergrößerung einer Einzelheit gemäß Pfeil Ia in Fig. 1;
Fig. 1b eine Vergrößerung einer Einzelheit gemäß Pfeil Ib in Fig. 1;
Fig. 2 einen Fachwerksknoten mit erfindungsgemäßen Verbindungselementen in Seitenansicht; und
Fig. 3 einen Schnitt entlang einer geknickten Schnittlinie III-III in Fig. 2.
Das in Fig. 1 dargestellte, erfindungsgemäße Verbindungselement 10 ist ein Sandwichbauteil mit einer Schale 12 aus einem Gewebelaminat, beispielsweise aus CFK, und einem Kern 14 aus Hartschaum. In Seiten­ ansicht betrachtet hat das Verbindungselement 10 in etwa die Form eines Dreiecks. Die Schale 12 ist U-förmig, sie weist als Jochwand des "U" eine Sattelfläche 16 auf, die eine konkave Seite des gedachten Dreiecks bildet. Die Sattelfläche 16 geht einstückig in zwei dreiecksförmige Schenkelwände 18 über, die Abstand voneinander aufweisen. Ein Zwischenraum zwischen den Schenkelwänden 18 wird vom Kern 14 ausgefüllt, der stoffschlüssig mit den Schenkelwänden 18 und der Jochwand 16 der Schale 12 verbunden ist. Diese Bauweise ergibt ein sehr steifes Verbindungselement 10 mit geringem Gewicht.
An den beiden übrigen Seiten der Schenkelwände 18, die nicht an die Sattelfläche 16 angrenzen, setzen sich diese einstückig in Zylinderabschnitte 20 fort. Jeweils zwei Zylinderabschnitte 20 erstrecken sich auf gegenüberliegenden Seiten eines gedachten Zylinders über Linien 22 hinweg, die in einer Zylindermantelfläche ein relatives Abstands­ maximum darstellen (vgl. die Schnittdarstellung in Fig. 3). Diese Zylinderabschnitte 20 bilden so eine Art Federklammer, die einen in sie eingelegten Stab 24 formschlüssig nach Art einer Schnappverbindung halten.
Die Zylinderabschnitte 20 der Schenkelwände 18 sind in Längsrichtung nicht exakt zylindrisch, ihr Durchmesser ist in axialer Richtung des gedachten Zylinders in der Mitte der Zylinderabschnitte 20 kleiner als an ihren Rändern. Dadurch ist eine Klemmkraft, mit der die Zylinderabschnitte 20 auf dem Stab 24 halten, in der Längsmitte der Zylinderabschnitte 20 größer als an ihren Enden. Dies hat den Zweck überschüssig aufgetragenen Klebstoff samt ggf. in dem Klebespalt vorhandene Gasbläschen zum Rand des Klebespaltes hin zu verdrängen, bevor der Klebstoff aushärtet.
Die Schenkelwände 18 sind konkav gewölbt, sie gehen tangential in die Zylinderabschnitte 20 über (siehe Fig. 3). Dies hat den Zweck, Kräfte im wesentlichen als Schubspannungen vom Verbindungselement 10 auf mit ihm zu verklebende Stäbe zu übertragen und so die Belastbarkeit einer mit dem erfindungsgemäßen Verbindungselement 10 hergestellten Stabverbindung zu erhöhen. Um bei einer gewölbter. Schale 12 den Rest an Normalkräften geeignet aufzunehmen füllt ein Matrix-Werkstoff eine spitze Fuge zwischen der eigentlichen Schenkelwand 18 und dem jeweiligen Stab aus (vgl. die Vergrößerungsdarstellung in Fig. 1a). Somit wird der ansonsten abrupte Steifigkeitsübergang von der Verbindung Schale/Kern (12/14) auf die Verbindung Schale/Stab (12/24 bzw. 12/32) abgemindert und Schälspannungen werden vermindert. Zum Ausfüllen der Fuge bildet der Matrix-Werkstoff an dieser Stelle einen leistenförmigen, nach innen stehenden Wulst 26 mit nahezu dreiecksförmigem Querschnitt, der die Zylinderwölbung des Zylinderabschnitts 20 ein kurzes Stück fortsetzt.
Die Zylinderflächenabschnitte 20 des Verbindungselements 10 können verschiedene Durchmesser bzw. Abstände voneinander aufweisen, wie in Fig. 1 dargestellt. Auch körnen die beiden zum Halten eines Stabes vorgesehen Zylinderflächenabschnitte 20 verschieden groß ausgebildet und/oder in Längsrichtung des Stabes versetzt zueinander angeordnet sein (nicht dargestellt).
Die Sattelfläche 16 endet mit Abstand von dem gedachten Zylinder, dessen Bestandteil die Zylinderabschnitte 20 der Schale 12 sind, um an dieser Stelle Spannungsspitzen des zwischen die Zylinderabschnitte 20 einzulegenden und mit ihnen zu verklebenden Stabes zu vermeiden (vgl. Fig. 2). Ebenso dienen der Verminderung von Spannungsspitzen die Aus­ bildung einer Fase 28 entlang der Ränder der Schale 12 und/oder eine Abnahme des Faseranteils zum Rand der Schale 12 hin, wie in der Vergrößerungsdarstellung von Fig. 1b anhand des dort angedeuteten Gewebes 30 dargestellt.
Das erfindungsgemäße Verbindungselement 10 ist zur Herstellung einer geklebten Verbindung zwischen Stäben gleichen oder unterschiedlichen Querschnitts und Querabmessung an Fachwerksknoten, insbesondere für Luft- und Raumfahrt vorgesehen. Die Herstellung eines Fachwerksknotens ist in Fig. 2 und 3 dargestellt. Die dargestellte Verbindung weist zwei rechtwinklig zueinander angeordnete Stäbe 32 kleineren Durchmessers, die miteinander und mit einem durchgehenden Stab 24 größeren Durchmessers verbunden sind, gegen den sie unter einem Winkel von 45° stoßen, auf. Alle drei Stäbe 24, 32 befinden sich in einer Ebene. Die Stäbe 24, 32 sind an sich bekannte Rohre aus kohlefaserverstärktem Kunststoff mit einem Hartschaumkern.
Zur Herstellung der geklebten Verbindung des in Fig. 2 und 3 dargestellten Fachwerksknotens werden zunächst die Innenseiten der Zylinderabschnitte 20 und des Kerns 14 der Verbindungselemente 10 mit Klebstoff bestrichen und auf den durchgehenden Stab 24 aufgeklippst sowie die beiden dünneren Stäbe 32 in die Verbindungselemente 10 eingeklippst. Die drei Stäbe 24, 32 sind dadurch bereits in ihrer Stellung zueinander fixiert. Anschließend werden die Innenseiten der Zylinderabschnitte 20 und des Kerns 14 eines dritten Verbindungselements 34 mit Klebstoff bestrichen und dieses Verbindungselement 34 auf die beiden dünneren Stäbe 32 aufgeklippst, wobei dessen Zylinderabschnitte 20 die Zylinderabschnitte 20 der beiden anderen Verbindungselemente 10 überlappen. Auf diese Weise wird ein sehr steifer und stabiler Fachwerksknoten geschaffen.

Claims (16)

1. Verbindungselement für eine geklebte Verbindung zwi­ schen dem Verbindungselement und zwei oder mehr in ei­ nem Winkel zueinander angeordneten Stäben, wobei das Verbindungselement als im Querschnitt U-förmig ausge­ bildete Schale ausgebildet ist, die sich in einem Zwi­ schenraum zwischen zwei Stäben von Stab zu Stab er­ streckt und im wesentlichen tangential an die Stäbe heran verläuft und diese um einen Umschlingungswinkel umschlingt, wobei sich eine Jochwand (16) der Schale (12) in dem Zwischenraum zwischen zwei Stäben (24, 32) von Stab zu Stab erstreckt, und wobei Schenkelwände (18) der Schale (12), die sich in dem Zwischenraum zwi­ schen zwei Stäben (24, 32) von Stab zu Stab erstrecken und im wesentlichen tangential an die Stäbe (24, 32) heran verlaufen, sich mit Abstand gegenüberliegen und die Stäbe (24, 32) auf zwei gegenüberliegenden Seiten über Stellen (22) der Oberfläche, die ein relatives Ab­ standsmaximum darstellen, hinweg anliegend zwischen sich halten, dadurch gekennzeichnet, daß die Schale (12) einstückig ist und daß die Schenkelwände (18) sich in Zylinderwände (20) fortsetzen, welche sich auf ge­ genüberliegenden Seiten eines gedachten Zylinders über Linien (22) hinweg erstrecken, so daß eine Schnappver­ bindung gebildet ist, die die darin eingesetzten Stäbe (24, 32) bereits im ungeklebten Zustand hält.
2. Verbindungselement nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schenkelwände (18) die Stäbe (24, 32) nach Art einer Federklammer unter Vorspannung zwischen sich festklemmen.
3. Verbindungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Jochwand (16) mit Abstand von den Stäben (24, 32) endet.
4. Verbindungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schale (12) aus faser­ verstärktem Kunststoff besteht.
5. Verbindungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Raum zwischen den Schenkelwänden (18) und den Stäben mit einem Kern (14), der die Schenkelwände (18) und die Stäbe (24, 32) mit­ einander verbindet, gefüllt ist.
6. Verbindungselement nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Kern (14) den Raum zwischen den Schenkelwänden (18) und den Stäben (24, 32) nur teil­ weise ausfüllt bzw. Aussparungen aufweist.
7. Verbindungselement nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (14) nur teilweise mit den Schenkelwänden (18) oder den Stäben (24, 32) verbunden ist.
8. Verbindungselement nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (14) diffusions­ durchlässig ist.
9. Verbindungselement nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schale (12) in einem oder mehreren Abschnitten ihres Randes eine Fase (28) aufweist.
10. Verbindungselement nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Matrix-Werkstoff der Schale (12) eine spitze Fuge (26) zwischen den Schenkelwänden (18) und den Stäben (24, 32) in dem Bereich, in dem die Schen­ kelwände (18) im wesentlichen tangential an die Stäbe (24, 32) heran verlaufen auf einem begrenzten Umfangs­ abschnitt der Stäbe (24, 32) ausfüllt.
11. Verbindungselement nach Anspruch 4 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Faseranteil in einem oder meh­ reren Abschnitten des Randes der Schale (12) zu ihrem Rand hin abnimmt.
12. Verbindungselement nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sich die Vorspannung in Achsrichtung der Stäbe (24, 32) von einer Mitte zu Enden der Schale (12) hin verringert.
13. Geklebte Verbindung zwischen zwei oder mehr Stäben mit einem Verbindungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung min­ destens eine Stütze (42) aufweist, die zwei in einem Winkel zueinander angeordnete Stäbe (32, 36) außerhalb des Verbindungselements (38) miteinander verbindet.
14. Verbindungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Klebstoff eine spitze Fuge (26) zwischen den Schenkel­ wänden (18) und den Stäben (24, 32) in dem Bereich, in dem die Schenkelwände (18) im wesentlichen tangential an die Stäbe (24, 32) heran verlaufen, auf einem be­ grenzten Umfangsabschnitt der Stäbe (24, 32) ausfüllt.
15. Verbindungselement nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei konkav gewölbten Schenkelwänden (18) die Wölbung zu den Stäben (24, 32) hin abnimmt.
16. Verbindungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 12, 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Schale (12) Abschnitte größerer Dicke aufweist, die relative Abstandsmaxima der Oberfläche bilden oder vergrößern.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230061050A1 (en) * 2021-08-25 2023-03-02 The Boeing Company Design and method of assembly of carbon fiber space frames for aerospace structures

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI273157B (en) * 2003-07-22 2007-02-11 Nippon Steel Corp Joining structure
DE102015223962A1 (de) * 2015-12-02 2017-06-08 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zur Herstellung einer Baugruppe

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3666586A (en) * 1970-11-10 1972-05-30 Edward H Lacey Cord reinforced hose splicing method
FR2564914A1 (fr) * 1984-05-25 1985-11-29 Umac Inc Dispositif de liaison pour assurer le raccordement ou la reparation d'elements tubulaires
DE3447990C2 (en) * 1983-01-05 1990-06-28 Deutsche Forschungsanstalt Fuer Luft- Und Raumfahrt Ev, 5300 Bonn, De Connecting element
DE3931478C1 (en) * 1989-09-21 1991-04-04 Deutsche Forschungsanstalt Fuer Luft- Und Raumfahrt Ev, 5300 Bonn, De Triangular tubular frame - is made of circular or elliptical section plastics tubes fastened together
DD297488A5 (de) * 1990-05-29 1992-01-09 Streitenberger,Hartwig,Dd Universelle kupplungsvorrichtung, insbesondere zum verbinden von rohren und staeben
DE4330857A1 (de) * 1992-09-17 1994-03-31 Deutsche Forsch Luft Raumfahrt Verbindungselement aus einem Verbundwerkstoff mit Kohlenstoffasern
DE4419691C1 (de) * 1994-06-04 1995-08-24 Deutsche Forsch Luft Raumfahrt Längskräfte übertragender gerader Stab aus Faserverbundwerkstoffen

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB799114A (en) * 1956-01-18 1958-07-30 Standard Pressed Steel Co Improvements in or relating to plastic dies, jigs and the like
FR2503288A1 (fr) * 1981-04-07 1982-10-08 Aerospatiale Structures a barres assemblees
US5319901A (en) * 1991-06-14 1994-06-14 Goldsworthy W Brandt Bifurcated column joint system for electrical transmission tower
US5058863A (en) * 1988-09-15 1991-10-22 Maffet Harold C Panel apparatus and elements for securing a plurality of panels together
IT1268634B1 (it) * 1994-10-21 1997-03-06 Fiat Auto Spa Procedimento di assemblaggio di elementi tubolari.

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3666586A (en) * 1970-11-10 1972-05-30 Edward H Lacey Cord reinforced hose splicing method
DE3447990C2 (en) * 1983-01-05 1990-06-28 Deutsche Forschungsanstalt Fuer Luft- Und Raumfahrt Ev, 5300 Bonn, De Connecting element
FR2564914A1 (fr) * 1984-05-25 1985-11-29 Umac Inc Dispositif de liaison pour assurer le raccordement ou la reparation d'elements tubulaires
DE3931478C1 (en) * 1989-09-21 1991-04-04 Deutsche Forschungsanstalt Fuer Luft- Und Raumfahrt Ev, 5300 Bonn, De Triangular tubular frame - is made of circular or elliptical section plastics tubes fastened together
DD297488A5 (de) * 1990-05-29 1992-01-09 Streitenberger,Hartwig,Dd Universelle kupplungsvorrichtung, insbesondere zum verbinden von rohren und staeben
DE4330857A1 (de) * 1992-09-17 1994-03-31 Deutsche Forsch Luft Raumfahrt Verbindungselement aus einem Verbundwerkstoff mit Kohlenstoffasern
DE4419691C1 (de) * 1994-06-04 1995-08-24 Deutsche Forsch Luft Raumfahrt Längskräfte übertragender gerader Stab aus Faserverbundwerkstoffen

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230061050A1 (en) * 2021-08-25 2023-03-02 The Boeing Company Design and method of assembly of carbon fiber space frames for aerospace structures
US11919250B2 (en) * 2021-08-25 2024-03-05 The Boeing Company Method of assembly of carbon fiber space frames for aerospace structures

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WO1998055771A1 (de) 1998-12-10

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