DE3331379A1 - NODE POINT CONNECTION FOR A FRAMEWORK FROM BAR ELEMENTS - Google Patents
NODE POINT CONNECTION FOR A FRAMEWORK FROM BAR ELEMENTSInfo
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Description
"Knotenpunktverbindung für ein Fachwerk aus Stabelementen""Junction connection for a framework made of rod elements"
Die Erfindung geht aus von einer Knotenverbindung für ein Fachwerk aus Stabelementen, der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen und durch die deutsche Patentschrift 31 27 243 bekanntgewordenen Art.The invention is based on a node connection for a framework of bar elements, which is in the preamble of Claim 1 specified and known from the German patent specification 31 27 243 type.
Um auf bekannte Fachwerke ein Dach aufzubringen, werden bislang an den Knotenkörpern zu deren Knotenpunkten zielende, lotrecht nach oben gerichtete Stützen befestigt, auf welchen das Dach tragende Pfetten angeordnet werden, um die Dachlast in den Knotenpunkt einzuleiten.To put a roof on known trusses, are so far directed perpendicularly upwards on the nodal bodies to their nodal points Supports attached, on which the roof supporting purlins are placed to support the roof load in the Initiate node.
Dabei ist aber nicht sichergestellt, daß zum Beispiel infolge Windlast über die Pfetten-Stützen auf die Knotenkörper Drehmomente übertragen werden, die zusätzliche Kräfte auf die Knotenpunktverbindungen ausüben und damit letztere erheblich schwächen, so daß die Knotenpunktverbindungen weit größer und stabiler ausgelegt werden müssen, als es an sich zur Aufnahme der vertikal wirksamen Dachlast erforderlich wäre.However, it is not ensured that, for example, due to wind load over the purlin supports Torques are transmitted to the node body, which creates additional forces on the node connections exercise and thus weaken the latter considerably, so that the node connections are far larger and must be designed to be more stable than is actually required to accommodate the vertically effective roof load were.
Zudem verteuern die Pfetten-Stützen und Pfetten die Anordnung eines Daches erheblich. Aufgabe der Erfindung ist es nun eine Knotenpunktverbindung der im Anspruch 1 angegebeen Art derart zu verbessern, daß mit einfachen Mitteln und Maßnahmen ohne wesentlichen Mehraufwand eine weit größere Stabilität der Knotenpunktverbindung erreichbar ist, die auch eine preiswertere Dachanordnung ergibt.In addition, the purlin supports and purlins become more expensive the arrangement of a roof considerably. The object of the invention is now a node connection of the kind specified in claim 1 to be improved in such a way that with simple means and measures Much greater stability of the node connection can be achieved without significant additional effort, which also results in a cheaper roof arrangement.
Die Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, daß an den Knotenkörpern Schultern vorgesehen sind, an welchen sich die Stabelemente in Richtung der durch Belastung bedingten Stabelement-Durchbiegung abstützen.The solution to this problem is characterized in that shoulders are provided on the node bodies on which the rod elements are in the direction of the rod element deflection caused by the load prop up.
Diese Maßnahmen erlauben es ein Dach zum Beispiel ein Wellblechdach unmittelbar, das heißt ohne bislang erforderliche Pfetten-Stützen und Pfetten auf den Obergurten des Fachwerkes anzuordnen und zu befestigen, so daß das Dach nunmehr auf die die Obergurte bildenden Stabelemente als Streckenlast wirksam ist.These measures allow a roof, for example, a corrugated iron roof directly, that is to say without previously to arrange and fasten the necessary purlin supports and purlins on the upper chords of the framework, so that the roof is now effective on the bar elements forming the upper chords as a line load.
Die Streckenlast führt zwar zur Biegebelastung der vorgenannten Stabelemente, aber diese Biegebelastungen müssen nicht mehr wie beim Stand der Technik ausschließlich über die Befestigungsschrauben auf die Knotenkörper übertragen werden, wobei die Befestigungsschrauben außerThe line load leads to bending loads on the aforementioned rod elements, but these bending loads must no longer transferred to the node body exclusively via the fastening screws as in the prior art the mounting screws except
Zugspannungen noch erheblichen Scher- und Biegekräften ausgesetzt werden, deren Auswirkungen man beim Stand der Technik durch Einleitung der Dachlast über die Pfetten und Pfetten-Stützen in den Knotenpunkt zu vermeiden sucht, sondern diese zusätzlichen, in Richtung der Dachlast wirksamen Belastungen werden nunmehr über die an den Knotenkörpern angeordneten Schultern unmittelbar auf die KnotenKkörper übertragen, ohne die Befestigungsschrauben zusätzlich auf Abscherung und Biegung zu belasten, so daß mit erheblich weniger Aufwand als bislang eine einfachere und preiswertere Bedachung erreichbar ist.Tensile stresses still have considerable shear and bending forces are exposed, the effects of which can be seen in the prior art by introducing the roof load over the Avoid looking for purlins and purlin supports in the junction, but rather these additional ones, in The loads acting in the direction of the roof load are now via the loads arranged on the node bodies The shoulders are transferred directly to the node body without the fastening screws additionally being sheared off and bending to load, so that with considerably less effort than before a simpler and cheaper Roofing is achievable.
Eine im Sinne der Aufgabe förderliche Weiterbildung des vorbeschriebenen Gegenstandes besteht darin, daß die Befestigungsschrauben jeweils mit dem größtmöglichen, der Stabelement-Durchbiegung entgegen gerichteten Abstand von der Knotenkörper-Schulter angeordnet sind.A further development of the above-described subject that is conducive to the task is that the fastening screws each with the greatest possible deflection against the rod element directed distance from the node body shoulder are arranged.
Rütar 8143/83Rütar 8143/83
Hieraus resultiert eine geringere Zugbelastung der Befestigungsschraube als bislang, so daß zum Beispiel kleinere, leichtere und billigere Befestigungsschrauben Verwendung finden können, weil durch die erf ihdungsgemaßf' Anordnung der Befestigungsschraube relativ zum Stabelement und zur Knotenkörper-Schulter gegenüber "einer mittig eines Stabelementes angeordneten Befestigungsschraube auch der Hebelarm des aus der Biegebelastung des Stabelementes resultierenden, von der Befestigungsschraube auf den Knotenkörper zu übertragenden Momentes vergrößert wird, so daß entsprechend der Vergrößerung des vorgenannten Hebelarmes auch die auf die Befestigungsschraube in deren Längserstreckung wirksame Kraft gemindert wird.This results in a lower tensile load on the fastening screw than before, so that for Example smaller, lighter and cheaper fastening screws can be used because of the erf ihdungsgemaßf 'arrangement of the fastening screw relative to the rod element and to the node body shoulder opposite "one arranged in the middle of a rod element Fixing screw also the lever arm of the rod element resulting from the bending load, is increased by the fastening screw on the node body to be transmitted torque, so that in accordance with the magnification of the aforementioned Lever arm also reduced the force acting on the fastening screw in its longitudinal extension will.
Eine bevorzugte, leichte und dennoch stabile sowie eine Vielzahl von zueinander unterschiedlichen Fachwerkskonstruktionen ermöglichende Gestaltung des Knotenkörpers besteht darin, daß der Knotenkörper mehrere in einer gemeinsamen Ebene sich kreuzende Schenkel aufweist, ferner in den freien Stirnseiten der Schenkel zu deren Längserstreckung gleichgerichtete Gewindebohrungen zur Aufnahme je einer Befestigungsschraube angeordnet sind, zudem anschließendA preferred, lightweight, yet stable, as well as a multitude of mutually different The design of the node body, which enables framework constructions, consists in the fact that the node body has several legs crossing each other in a common plane, furthermore in the free end faces of the Legs to their longitudinal extension rectified threaded bores for receiving one fastening screw each are arranged, also subsequently
an die eine Längsseite aller Schenkel eine mit letzteren eine unlösbare Einheit bildende Scheibe angeordnet ist, die über die freien Stirnseiten aller Schenkel die Stabelemente abstützende Schultern bildend hinausreicht und daß in der freien, den Schenkeln abgewandten Stirnseite der Scheibe weitere mit den Gewindebohrungen der Schenkel flächige und/oder räumliche Winkel bildende Gewindebohrungen vorgesehen sind, deren Längsachsen sich im Knotenpunkt kreuzen.on one long side of all legs a disc that forms an inseparable unit with the latter is arranged, the shoulders supporting the rod elements over the free end faces of all legs extends out and that in the free end face of the disc facing away from the legs further forming flat and / or spatial angles with the threaded bores of the legs Threaded holes are provided, the longitudinal axes of which intersect at the node.
Dabei ist es vorteilhaft, die Scheiben kreisförmig auszubilden.It is advantageous here to make the disks circular.
Zudem kennzeichnet sich eine bevorzugte Ausgestaltung des vorbeschriebenen Knotenkörpers dadurch, daß die freie Stirnseite der Scheibe konvex gewölbt ist und zu den Gewindebohrungen rechtwinklig gerichtete Anlageflächen für die Stirnseiten der Stabelemente aufweist.In addition, a preferred embodiment of the node body described above is characterized in that the free The face of the disc is convexly curved and contact surfaces directed at right angles to the threaded holes for the end faces of the rod elements.
Zur Vereinfachung der Fertigung können die Schenkel und die Scheibe einstückig, insbesondere durch Urformen hergestellt sein.To simplify production, the legs and the disk can be made in one piece, in particular by primary molding be made.
Es ist aber auch möglich die vorgefertigte Scheibe
mit den in einer gemeinsamen Ebene sich kreuzenden
Schenkeln unlösbar zu verbinden.But it is also possible to use the prefabricated disc
with those crossing each other in a common plane
Legs to be connected inextricably.
Eine unter Umständen bevorzugte Variante des Knotenkörpers im wesentlichen kugeliger Gestalt mit zu den
Gewindebohrungen rechtwinklig gerichteten Anlageflächen für die Stabelemente ist dadurch gekennzeichnet, daß
die Anlageflächen im Knotenkörper so vertieft
angeordnet sind, daß die die Endteile der Stabelemente zumindest mit einer Längsseite an der durch Belastung
bedingten Stabelemente-Durchbiegung zugewandten Vertiefungsflanke
anliegen, und daß die Vertiefungen zur Längserstreckung der Stabelemente quer gerichtet, zumindest
entsprechend der Breite des zugeordneten Stabelement-Endteiles offen ausgebildet sind, wobei jeweils
die ebene Anlagefläche für ein Stabelement am
Mantel des Knotenkörpers ausmündet.A variant of the node body, which may be preferred under certain circumstances, of an essentially spherical shape with contact surfaces for the rod elements directed at right angles to the threaded bores is characterized in that the contact surfaces are deepened in the node body
are arranged that the end parts of the rod elements rest with at least one longitudinal side against the depression flank facing the rod element deflection caused by the load, and that the depressions are oriented transversely to the longitudinal extension of the rod elements, at least according to the width of the associated rod element end part, wherein each the flat contact surface for a rod element on
Sheath of the node body empties.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den
Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden
näher beschrieben.Embodiments of the invention are shown in
Drawings are shown and are set out below
described in more detail.
Rüter 8143/83Rüter 8143/83
- 11 -- 11 -
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 eine Knotenpunktverbindung eines Fachwerkes in der Vorderansicht,1 shows a junction connection of a framework in the front view,
Fig. 2 desgleichen von oben gesehen,Fig. 2 also seen from above,
Fig. 3 eine weitere Ausführungsform in der Vorderansicht ,3 shows a further embodiment in a front view ,
Fig. 4 desgleichen von oben gesehen.4 also seen from above.
Hierbei sind drei als Hohlprofile ausgebildete Stabelemente 1,2,3 mittels eines Knotenkörpers 4 zusammengefügt.Here, three rod elements 1, 2, 3 designed as hollow profiles are connected by means of a node body 4 put together.
Im Knotenkörper 4 sind für jedes Stabelement eine Gewindebohrung 5 vorgesehen.A threaded hole 5 is provided in the node body 4 for each rod element.
Jedes Stabelement ist mittels einer Befestigungsschraube 6, vorzugsweise einer Innenvielkantschraube, am Knotenkörper 4 lösbar befestigt.Each rod element is by means of a fastening screw 6, preferably a socket head screw, detachably attached to the node body 4.
Der Schaft 7 der Befestigungsschraube 3 durchgreift eine dessen angepaßte Bohrung 8 und ist in eine der Gewindebohrung 5 des Knotenkörpers 4 fest eingeschraubt, während sich der Kopf 9 der Befestigungsschraube 6 an einer Schulterinnenseite des Stabelementes abstützt und damit das Stabelement fest an den Knotenkörper 4 anspannt.The shaft 7 of the fastening screw 3 extends through a its adapted bore 8 and is firmly screwed into one of the threaded bores 5 of the node body 4, while the head 9 of the fastening screw 6 is supported on an inside shoulder of the rod element and thus firmly clamps the rod element to the node body 4.
Rüter 8143/83Rüter 8143/83
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Im Innern jedes Stabelementes ist ein rohrförmiger Führungteil 10 befestigt, welcher innenseitig einer Stirnwand 11 eines jedes Stabelementes angeschweißtIn the interior of each rod element, a tubular guide part 10 is attached, which inside a Welded end wall 11 of each rod element
Der Führungsteil 10 ist ein schwachgebogenes, kreisringförimg profiliertes Rohr.The guide part 10 is a slightly curved, circular ring-shaped profiled tube.
Der lichte Durchmesser des Führungsteiles 10 ist nur gering größer als der Außendurchmesser der in den Führungsteil 10 einschiebbaren Befestigungsschraube 6, so daß letztere innerhalb des Führungsteiles 10 längs verstellbar geführt ist.The clear diameter of the guide part 10 is only slightly larger than the outer diameter of the guide part 10 retractable fastening screw 6 so that the latter can be adjusted longitudinally within the guide part 10 is led.
Ferner ist der Führungsteil 10 derartig schwach gekrümmt, daß der in einer Schraubendurchtrittsöffnung der Wandung des Stabelementes ausmündet.Furthermore, the guide part 10 is so slightly curved that the in a screw passage opening the wall of the rod element opens.
Auch im Bereich dieser Mündung kann der Führungsteil 10 mit dem Stabelement durch Schweißen unlösbar verbundenIn the area of this mouth, too, the guide part 10 can be permanently connected to the rod element by welding
Der Knotenkörper 4 besteht aus zwei in einer gemeinsamen Ebene sich kreuzenden Schenkeln 13, die entsprechend den Stabelementen 1,2 rechteckig profiliert sind.The node body 4 consists of two legs 13 which intersect in a common plane and which accordingly the bar elements 1,2 are profiled rectangular.
In allen Stirnseiten der Schenkel 13 sind Gewindebohrungen 5 vorgesehen.Threaded bores 5 are provided in all end faces of the legs 13.
Ferner sind die Schenkel 13 auf einer kreisförmigen Scheibe 14 angeordnet, wie mit den Schenkeln 13 einstückig hergestellt ist und für beide Stabelemente 1 und 2 eine Schulter 15 bildet, auf welchen sich die Stabelemente 1 und unmittelbar abstützen.Furthermore, the legs 13 are on a circular disc 14 arranged, as is made in one piece with the legs 13 and one for both rod elements 1 and 2 Shoulder 15 forms on which the rod elements 1 and directly support.
Die untere, freie Stirnseite der Scheibe 13 ist konvex gewölbt und hat mehrere mit den Gewindebohrungen 5 der Schenkel 13 flächige oder räumliche Winkel bildende Gewindebohrungen 5. Mittels einer dieser Gewindebohrungen 5 ist das vertikale Stabelement 3 am Knotenkörper 4 befestigt. Die mit den freien Stirnseiten der Stabelemente zusammenwirkenden Anlageflächen 16 sind zu den Gewindebohrungen 5 rechtwinklig verlaufend angeordnet.The lower, free end face of the disc 13 is convex and has several threaded holes 5 of the legs 13 flat or spatial angles forming threaded bores 5. By means of one of these threaded bores 5 is that vertical rod element 3 attached to the node body 4. The cooperating with the free end faces of the rod elements Contact surfaces 16 are arranged to run at right angles to the threaded bores 5.
Auf den dem Obergurt des Fachwerkes bildenden Stabelementen 1 und 2 ist ein Dach 17 unmittelbar befestigt, welches auf die Stabelemente 1 und 2 quasi Streckenlasten ausübt, die lotrecht nach unten gerichtete Biegebelastungen der Stabelemente bewirken. Um die daraus sich ergebende Zugbelastung auf die in die Gewindebohrungen 5 der Schenkel 13 eingeschraubte Befestigungsschrauben 6 möglichst kleinOn the bar elements forming the upper flange of the framework 1 and 2 a roof 17 is attached directly, which on the bar elements 1 and 2 quasi Exerts line loads that cause perpendicular downward bending loads on the rod elements. To the resulting tensile load on the screwed into the threaded bores 5 of the legs 13 Fixing screws 6 as small as possible
zu halten, sind die Gewindebohrungen 5 und demzufolge die Befestigungsschrauben 6 innerhalb der Stabelemente mit größtmöglichem Abstand oberhalb der Schulter angeordnet.to hold, the threaded holes are 5 and consequently the fastening screws 6 within the rod elements with the greatest possible distance above the shoulder arranged.
Daraus ergeben sich größtmöglichste Hebelarme 18 des aus der Biegebelastung der Stabelemente 1 und resultierenden und auf die Befestigungsschraube wirksamen Momentes, so daß sich gegenüber ansonsten mittig der Stabelemente 1 und 2 angeordneten Befestigungsschrauben eine erheblich geringere, in Längsrichtung der Befestigungsschrauben 6 wirksame Kraft ergibt, die von der Befestigungsschraube 6 auf den Knotenkörper 4 zu übertragen ist.This results in the greatest possible lever arms 18 from the bending load on the rod elements 1 and resulting torque acting on the fastening screw, so that there is otherwise in the middle of the rod elements 1 and 2 arranged fastening screws a considerably lower, in the longitudinal direction of the fastening screws 6 results in effective force from the fastening screw 6 is to be transferred to the node body 4.
Wie in strichpunktierten Linien dargestellt, können an dem Knotenkörper 4 noch weitere Stabelemente angeschlossen werden.As shown in dash-dotted lines, further bar elements can be attached to the node body 4 be connected.
Gemäß der Fig. 3 und 4 hat der Knotenkörper 4f eine im wesentlichen kugelige Gestalt mit zu den Gewindebohrungen 5 rechtwinklig verlaufenden Anlageflächen 19 für die Stabelemente 1,2 und 3.According to FIGS. 3 and 4, the node body 4 f has an essentially spherical shape with contact surfaces 19 for the rod elements 1, 2 and 3 that run at right angles to the threaded bores 5.
Diese Anlageflächen 19 sind im Knotenkörper 4' so vertieft angeordnet, daß die Endteile der Stabelemente 1 und 2 sich auf den unteren Flanken der Vertiefungen längsseits abstützen.These contact surfaces 19 are in the node body 4 ' so arranged recessed that the end parts of the rod elements 1 and 2 on the lower flanks of the wells support alongside.
Um das Fachwerk auch montieren zu können, sind die Vertiefungen 20 nach oben hin so offen ausgebildet, daß die Stabelemente 1 und 2 von oben her mit ihrer freien Stirnseite an die Anlageflächen 19 lagerichtig angelegt werde können.In order to also be able to assemble the framework, the recesses 20 are so open at the top that the bar elements 1 and 2 applied from above with their free end face in the correct position against the contact surfaces 19 will be able to.
Dabei erstrecken sich die ebenen Anlageflächen 19 im vorgenannten Einführungsbereich für die Stabelemente bis an den Mantel des im wesentlichen kugeligen Knotenkörper 4' .The flat contact surfaces 19 extend in the aforementioned introduction area for the rod elements up to the jacket of the essentially spherical node body 4 '.
Unter Umständen könnte es vorteilhaft sein, die Vertiefungen 20 beim dargestellten Ausführungsbeispiel nicht nach oben, sondern zur Seite hin offen zu gestalten, um die Stabelemente 1 und 2 von der Seite her durch diese Öffnungen vor die Gewindebohrungen 5 zu bringen.Under certain circumstances it could be advantageous to use the depressions 20 in the illustrated embodiment not to the top, but to the side to make open to the bar elements 1 and 2 from the side to bring through these openings in front of the threaded holes 5.
Damit wurden sich in lotrechter Richtung formschlüssig wirksame, biegesteife Steckkupplungen ergeben, die eine bislang unerreicht biegesteife Verbindung zwischen den Knotenkörpern und den Stabelementen ergibt.Thereby were positively locked in the vertical direction effective, rigid plug-in couplings result in a previously unattainable rigid connection between the node bodies and the rod elements results.
Zur Montage des Fachwerkes werden die Stabelemente zunächst lagerichtig zum Knotenkörper 4 ausgerichtet und dann die Kopfschrauben 6 von den Schraubendurchtrittsöffnungen 12 her in die Führungsteile 10 eingeschoben und in die Bohrungen eingesetzt.To assemble the framework, the bar elements are first aligned in the correct position with respect to the node body 4 and then the head screws 6 from the screw openings 12 into the Guide parts 10 pushed in and inserted into the bores.
Alsdann werden mittels eines eine Kreuzgelenkwelle aufweisenden Schlagschraubers, der ebenso wie die Befestigungsschrauben 6 in die Führungsteile 10 der Stabelemente eingeschoben werden kann, die Befestigungsschrauben 6 in die Gewindebohrungen des Knotenkörpers 4 mit Vorspannung eingeschraubt.Then, by means of an impact wrench with a universal joint shaft, the how the fastening screws 6 can be pushed into the guide parts 10 of the rod elements, the fastening screws 6 are screwed into the threaded bores of the node body 4 with pretension.
Um die Befestigungsschrauben 6 bereits schon vor der Montage des Fachwerkes in den Führungsteilen 10 unverlierbar anordnen zu können, können am Kopf der Befestigungsschrauben 6 mit der Innenwandung der Führungsteile zusammenwirkende Reibelemente vorgesehen werden, die ein unbeabsichtigtes Lösen der Befestigungsschrauben 6 aus den Führungsteilen sicher verhindern.To the fastening screws 6 already before the To assemble the framework in the guide parts 10 can be arranged captive, can on the head the fastening screws 6 with the inner wall of the Guide parts cooperating friction elements are provided that an unintentional loosening of the Safely prevent fastening screws 6 from the guide parts.
Bei allen Ausführungsformen reicht der Knotenkörper bezw. 4' höchstens bis in die Ebene der Oberseiten der Stabelemente 1 und 2.In all embodiments, the node body is sufficient respectively 4 'at most up to the level of the upper sides of the rod elements 1 and 2.
Alle neuen, in der Beschreibung und/oder Zeichnung offenbarten Einzel- und Kombinationsmerkmale werden als erfindungswesentlich angesehen.All new individual and combination features disclosed in the description and / or drawing are used regarded as essential to the invention.
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Claims (8)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8141 | Disposal/no request for examination |