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Die Erfindung betrifft einen Bausatz zur Bildung von Gitterstruk-
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turen, bestehend aus wenigstens einem Gitterträger und mindestens
einem zum lösbaren Verbinden benachbarter Gitterträger vorgesehenen Klemmelement,
das aus zwei miteinander verschraubbaren Klemmteilen besteht, die Nuten aufweisen,
in welchen mit Hinterschneidungen ausgestattete, endseitig an den Gitterträgern
befindliche Bolzen geführt sind.
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Mit Bausätzen der eingangs genannten Art lassen sich ltesse-oder Ausstellungsstände
oder auch Abgrenzungen und dgl. herstellen. Die für diese Zwecke gebildeten Gitterträger
sind entweder flächiger, oder mit dreieckigem Querschnitt räumlicher Natur. Um die
Gitterträger miteinander verbinden zu können, sind Klemmelemente geläufig, in welche
die Enden der Gitterträger gesteckt und verklemmt werden.
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Durch die französische Patentschrift 78 20171 ist ein System zur Bildung
solcher Gitterstrukturen bekannt. Bei diesem System sind die Gitterträger endseitig
mit Bolzen ausgestattet, die einen kegelstumpfförmigen Kopf aufweisen, an den sich
ein zylindrischer und anschließend ein ebenfalls kegelstumpfförmiger Schaftabschnitt
anschließen. Die dazugehörenden Klemmelemeiite bestehen aus zwei Klemmteilen, die
zentral miteinander verschraubbar sind und in welchen winklig zueinander angeordnet,
Nuten mit halbkreisförmigem Querschnitt vorgesehen sind, in die sich die Bolzen
mit ihrem vorderen Bereich formschlüssig einfügen lassen. Nach dem Verschrauben
der beiden Klemmteile sind die Bolzen und damit die sich anschließenden Gitterträger
in ihrer
Lage fixiert.
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Als nachteilig muß bei diesem System angeführt werden, daß bei Auftreten
von Kräften, die quer zur Längserstreckung der Gitterträger gerichtet sind, am zylindrischen
Schaftabschnitt der Bolzen, besonders an jener Stelle, an der der kegelstumpfförmige
Kopf endet, sehr hohe Biegespannungen wirksam werden können, die, da der zylindrische
Schaftabschnitt einen relativ kleinen Durchmesser aufweist, bewirken, daß sich die
Bolzen verbiegen oder abbrechen können. Verbiegen sie sich, so fluchten die Gitterträger
nicht mehr. Auch wenn sich die Bolzen mit ihrer kreisringförmigen Fläche, die am
Übergang von zylindrischem zum kegelstumpfförmigen Kopf gebildet ist, an der sich
gegenüberliegenden Fläche der Nuten abstützen, bleiben die im Querschnitt des zylindrischen
Schaftabschnittes der Bolzen auftretenden Biegespannungen trotzdem erhalten, da
bedingt durch die Anordnung des kegelstumpfförmigen Kopfes an den Bolzen und in
den Nuten, beim Zusammenschrauben der Klemmschalen eine Kraft entsteht, die versucht,
die Bolzen und damit die Gitterträger von den Klemmelementen wegzudrücken. Deshalb
besitzt dieses System keine ausreichende Richt- und Abstützfunktion von Klemmelementen
und Bolzen zueinander.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, bei einem Bausatz
der eingangs genannten Art, die Klemmelemente und die Bolzen so zu gestalten, daß
auf die innerhalb der Klemmelemente befindlichen Schaftquerschnitte der Bolzen keine
Biegespannungen wirken und daß sich die Bolzen an den Klemmelementen so abstützen,
daß
ein Fluchten mehrerer in einer Längsrichtung verspannter Gitterträger gewährleistet
ist.
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Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jedes Klemmteil
eine zentral angeordnete Vertiefung mit kugelabschnittförmiger Wandung derart aufweist,
daß in zusammengeschraubtem Zustand zweier Klemmteile ein größtenteils kugeliger
Hohlraum gebildet ist, wobei die Bolzen mit einem kugelförmigen Abschnitt gleicher
Krümmung flächig an den Wandungen anliegen.
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Ferner trägt zur Lösung der gestellten Aufgabe bei, daß die Klemr
teile an ihrem Umfang rechtwinklig zu den Nutenachsen angeordnete ebene Flächen
aufweisen, an welchen die Bolzen mit einem Bund aiiliegen.
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Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Längsachsen
der Nuten, sowie der Mittelpunkt der kugelförmigen Vertiefungen eines jeden Klemmteiles
geringfügig über jeder der gegenzeitigen Anlageflächen der Klemmteile angeordnet
sind. Dadurch wird erreicht, daß beim Zusammenschrauben der Klemmteile eine Klemmwirkung
auf den innerhalb der Klemmteile befindlichen zylindrischen Schaftteil der Bolzen
ausgeübt wird. Vor allem jedoch wird bewirkt, daß die Bolzen durch ihre kugelförmigen
Abschnitte, mit welchen sie an den Wandungen anliegen, umso mehr in den Hohlraum
des Klemmelementes gezogen werden, je weiter man die Klemmteile zusammenschraubt.
Dadurch wird auch der Bund eines jeden Bolzens an je eine am Umfang der Klemmteile
befindlich Fläche angepresst. Die Bolzen liegen satt an diesen E*'läche
auf.
Tritt nun eine quer zur Längsrichtung der Gitterträger verlaufende, an den Gitterträgern
wirkende Kraft auf, so stützen sich die Bolzen mit ihrem Bund an den außen liegenden
ebeneu Flächen der Klemmteile ab. Im zylindrischen Schaftabschnitt der Bolzen sind
dadurch keine Biegespannungen wirksam. Durch das rechtwinklige Anliegen der Bolzen
an den Klemmteilen ist auch ein genaues Fluchten mehrerer in einer Richtung angeordneter
Gitterträger gewährleistet.
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Die Erfindung wird anhand der Figuren 1 bis 4 näher erläutert.
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Es zeigt Fig. 1 einen Gitterträger und zwei Klemmelemente; Fig. 2
zwei Klemmelemente mit eingelegtem Bolzen; Fig. 3 einen Knoten zweier Gitterträger
mit Pfosten sowie Fig. 4 einen zweigeteilten Bolzen.
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Der in Fig. 1 dargestellte Bausatz 1 besteht aus wenigstens einem
Gitterträger 2 und mindestens einem Klemmelement 9. Die Gitterträger 2 weisen zwei
auf Abstand gehaltene, parallel zueinander angeordnete Rohre 3 auf, die durch winklig
gebogene Drähte 4 miteinander verbunden sind. An den Enden der Rohre 3 befinden
sich Bolzen 5, die in Klemmelemente 9 gesteckt, mit diesen verbunden werden können.
Da an den Klemmelementen 9 wenigstens zwei gegenüberliegende Öffnungen 12 für die
Bolzen 5 vorgesehen sind, lassen sich in bekannter Weise ein Gitterträger 2 nach
dem anderen aneinander reihen.
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Fig. 2 zeigt, wie eine Verbindung zwischen Klemmelement 9 und Bolzen
5 hergestellt ist. Das Klemmelement 9 besteht aus zwei Klemmteilen 10, 11. Die Klemmelemente
9 besitzen, betrachtet man sie von oben oder unten, bevorzugt quadratischen Grmidriß,
sie können aber beispielsweise auch sechseckig sein. Im Beispiel sind die Klemmteile
9 mit jeweils vier halbkreisförmigen Nuten 13 ausgestattet, die sich an den gegenseitigen
Auflageflächen 15 der Klemmteile 10, 11 befinden. Betrachtet man den Querschnitt
der Nuten 13, so sind die Längsachsen 14 der Nuten 13 geringfügig über jeder Auflagefläche
15 ( Maß a ) angeordnet. Jedes Klemmteil 10, 11 besitzt eine zentral angeordnete
Vertiefung 16 mit kugelabschnittförmiger Wandung 17, wobei sich der Mittelpunkt
der Vertiefung 16 im Kreuzungspunkt der Längsachsen 14 je zweier winklig zueinander
angeordneter Nuten 13 befindet. Der kugelabschnittförmige Bereich 18 der Vertiefung
16 erstreckt sich bei den Klemmteilen 10, 11 von der Auflagefläche 15 bis zu einem
ebenen Boden 19, der parallel zur Auflagefläche 15 verläuft. Natürlich könnte die
Vertiefung 16 nahezu halbkugelförmig ausgebildet sein, d.h. auf den ebenen Boden
19 würde verzichtet werden, doch hätte dies eine untiötige Vergrößerung der Klemmteile
10, 11 zur Folge. Zentral besitzt jedes Klemmteil 101 11 eine Bohrung zum gegenseitigen
Verschrauben. Um Schraubenköpfe nicht sichtbar werden zu lassen, ist das obere Klemmteil
11 mit einer Senkbohrung 20 und das untere Klemmteil 10 mit einer Gewindebohrung
21 ausgestattet.
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Im verschraubten Zustand der Klemmteile 10, 11 bilden die Nuten 13
im Beispiel vier Öffnungen 12 zur Aufnahme der Bolzen 5.
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Im Beispiel ist ein Bolzen 5, in einer Nut 13 des unteren klemmteiles
10 liegend, eingezeichnet. Der mit einem Rohr 3 des Gitterträgers 2 auf gleicher
Längsachse angeordnete, mit dem Rohr 3 durch Schweißen, oder wie gezeigt, durch
Drücken verbundene Bolzen 5 schließt mit einem Bund 6 an eine jener flächen 23 an,
die am Umfang der Klemmteile 10, 11 vorgesehen, rechtwinklig zu den Längsachsen
14 der Nuten 13 angeordnet sind. Dem zylindrischen Bund 6 folgt ein zylindrischer
Abschnitt 7 kleineren Durchmessers. Der zylindrische Abschnitt 7 ruht nahezu formschlüssig
in einer Nut 13, bzw. in verschraubtem Zustand der Klemmteile 10, 11 in einer Öffnung
12. Jeder Bolzen 5 endet, in Richtung Klemmteil 9 betrachtet, mit einem kugelförmigen
Abschnitt 8, der vom zylindrischen Abschnitt 7 ausgehend sich kugelförmig vergrößert.
Der kugelförmige Abschnitt 8 hat den gleichen Radius, wie jede halbkugelförmige
Vertiefung 16. Dadurch wird erreicht, daß der kugelförmige Abschnitt 8 flächig an
der Wandung 17 der Klemmteile 10, 11 an-Liegt. In verschraubtem Zustand der Klemmteile
10, 11 lassen sich die Bolzen 5 nicht aus den Öffnungen 12 bzw. den Nuten 13 herausziehen,
da die kugelförmigen Abschnitte 8 die Nuten 13 hintergreifen. Umgekehrt bildet jeder
zylindrische Abschnitt 7 am Bolzen 5 eine Hinterschneidung.
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Legt man nun zum Zwecke des Zusammenbaus den Bolzen 5 eines Gitterträgers
2 in ein unteres Klemmteil 10 und verschraubt das untere Klemmteil 10 mit dem oberen
Klemmteil 11, so drücken die Wandungen 17 der Klemmteile 10, 11 bedingt durch die
im Abstand zu den Auflageflächen 15 angeordnete Lage des Kugelmittelpunktes,
auf
den kugelförmigen Abschnitt 8 des Bolzens 5 umso mehr, je mehr die Klemmteile 10,
11 miteinander verschraubt werden. Es entwickelt sich eine resultierende Kraft,
die bestrebt ist, den bolzen 5 in den Hohlraum 24 des nun gebildeten Klemmelementes
9 hineinzuziehen. Dadurch wird der Bund 6 des Bolzens 5 fest all die Fläche 23 gepreßt.
Der Bolzen 5 stützt sich also in erster Linie mit seinem großen Bund 6 am Klemmteil
9 ab.
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Während in den Figuren 1 und 2 die Verbindung von Gitterträgern 2
beschrieben ist, zeigt Fig. 3 gemäß einer Erweiterusg der Erfindung die Möglichkeit,
wie zwischen zwei waagrecht angeordneten Gitterträgern 2 am Klemmelement 9 ein senkrechter
Pfosten 25, etwa in Form eines weiteren Gitterträgers 2 ansetzbar ist. Man erkennt
in der Zeichnung die Bolzen 5 zweier Gitterträger 2, sowie das obere und untere
Klemmteil 10, 11, wobei das untere Klemmteil 10 anstelle einer Gewindebohrung 21
eine »urcgangsbohrung 22 besitzt. Anstelle eines Bolzens 5 weist der senkrechte
Pfosten 25 eine Buchse 26 auf, die mit ihrem Bulld ü atl der unteren, parallel zur
Auflagefläche 15 des Klemmteiles I() angeordneten Fläche 23' bündig anliegt. Die
Buchse 26 ist wie ein Bolzen 5 mit dem Rohr 3 gemäß der bereits in Fig. 2 geschil.-derten
Weise verbunden. Um nun die Gitterträger 2 mit dem Kleminelement 9 und mit dem Pfosten
25 zu verbinden, ist voii oben her durch die Senkbohrung 20 des oberen Klemmteiles
11 und durch die Durchgangsbohrung 22 des unteren Klemmteiles 10 eine Schraube 27
geführt, die mit ihrem Gewindeschaft 28 in eine zentral angeordnete Gewindebohrung
29 der Buchse 26 eingeschraubt ist.
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Zieht man die Schraube 27 an, so werden die Gitterträger 2, die Klemmteile
10, 11, sowie der Pfosten 25, genau rechtwinklig oder parallel zueinander ausgerichtet,
gegeneinander verspannt.
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Entsprechend einer Erweiterung der Erfindung offenbart E2ig. 4 einen
zweigeteilten Bolzen 5', der aus einer Buchse 26, wie in Fig. 3 gezeigt, und aus
einer in die Gewindebohrung 29 eingeschraubter Schraube 30 besteht, die beispielsweise
aus einer Innensechskantschraube nach DIN 6912 besteht und so bearbeitet ist, daß
ihr Kopf den kugelförmigen Abschnitt 8 und ein Teil des anschließenden Gewindeschaftes
28 den zylindrischen Absciinitt 7 bildet. Durch Drehen der Schraube 30 läßt sich
die Länge des zylindrischen Abschnittes 7 beim Erstellen von Gitterstrukturen exakt
einstellen. Der Bolzen 5' kann somit den Bolzen 5 ersetzen. Mit Bolzen 5' können
größere Längentoleranzen innerhalb der Gitterträger 2 besser ausgeglichen werden.
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