DE4104581A1

DE4104581A1 - Space framework with cylindrical girth and diagonal tubular bars - has node connection with ball with screw union between ball and tubular bar end narrowing towards it

Info

Publication number: DE4104581A1
Application number: DE19914104581
Authority: DE
Inventors: Armin Mylaeus; Ulrich Dipl Ing Mylaeus
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-02-14
Filing date: 1991-02-14
Publication date: 1992-08-20

Abstract

The node connection has a ball (3), a threaded bolt, a drive muff (69) and a conical transition piece (4a) at the end of a cylindrical tubular bar (4). In the ball are several radially directed holes (3a) with inner threads (3b). The threaded belt has on the tubular bar side an outer thread, and a like thread on the ball side. The tubular bar side outer thread has a smaller pitch and a greater dia. than that on the ball side. It also corresponds to the inner thread (4c) of the transition piece (4a) and the ball side outer thread corresponds to the inner thread (3b) of the ball (3). The central area of the bolt, which occupies approximately a third of its length, corresponds in dia. to the dia. of the tubular bar side outer thread, whereby this latter thread can also extend over the central bolt area. USE/ADVANTAGE - A space from work with ball nodes in which the connecting means are virtually invisible.

Description

Bei einem Raumfachwerk werden an den Enden verjüngend zulaufende Rohrstäbe über Knotenanschlüsse miteinander verbunden, die Verbindungsmittel, bestehend aus Gewindebolzen mit Treibmuffe und kugelförmigen Verbindungskörpern, die auch Kugelknoten genannt werden, aufweisen. Man ist insbesondere bei Raumfachwerken, die sichtbar bleiben und dekorativ wirken sollen, bemüht, den Knotenanschluß derart auszubilden, daß die Verbindungsmittel zwischen Rohrstab und dem Kugelknoten optisch wenig auffallen, weil sie eine Übergangszone bilden, die die Harmonie der eigentlichen Raumformen der Stäbe und Kugelknoten stören. Störend wirken insbesondere ebene Schlüsselflächen an der Treibmuffe und ebene Flächen am Kugelknoten.In the case of a space framework, the ends are tapered Tubular rods connected to each other via node connections, the Lanyard consisting of threaded bolt with drive sleeve and spherical connecting bodies, also called ball knots will have. One is particularly interested in space trusses remain visible and have a decorative effect Form node connection so that the connecting means between the tubular rod and the ball knot there is little visible because they form a transition zone that maintains the harmony of the disrupt the actual spatial shapes of the rods and ball knots. Annoying flat key surfaces on the drive sleeve and flat surfaces on the ball knot.

Ideal wäre, das Stabende mit einem Gewindebolzen auszurüsten, der direkt in ein entsprechendes Innengewinde eines Kugelknotens schraubbar ist. Die direkte Verbindung des konischen Rohrstaben des mit dem Kugelknoten ohne das Dazwischenschalten einer Treibmuffe ist nur denkbar, wenn man bei der Montage den Rohrstab gegen die Kugel dreht. Das heißt aber zugleich, daß an der Verbindungsstelle das Gewinde des Verbindungsbolzens um die Einschraublänge vorstehen muß. Dies ist jedoch nur zu Beginn der Montage eines Raumfachwerkes möglich und verbietet sich völlig bei dem weiteren Fortschritt der Montage mit Gurtstäben und Diagonalstäben in einlagigen und mehrlagigen Raumfachwerken, insbesondere beim Einsetzen eines Rohrstabes zwischen zwei bereits installierte Knotenstücke, die eine Aufspreizung der Distanz absolut verhindern. Schon beim ersten, einfachen Dreieck aus einem Gurtstab und zwei Diagonalen sowie drei Kugelknoten versagt diese Methode. Im Deutschen Patent 34 29 228 wird eine Methode beschrieben, die aus ähnlichen Gründen zu einer höchst umständlichen Montage mit Rechts- und Linksgewinden führt, die für den Monteur sogar durch Farbmarkierungen unterscheidbar gemacht werden müssen. Trotz allen Aufwandes kann aber auch hierbei nicht auf Sechskantschlüsselflächen verzichtet werden.It would be ideal to equip the rod end with a threaded bolt that directly into a corresponding internal thread of a ball knot is screwable. The direct connection of the conical tubular bar the one with the ball knot without interposing one Driving sleeve is only conceivable if you have the pipe rod during assembly turns against the ball. But that also means that at the The thread of the connecting bolt around the Screw-in length must protrude. However, this is only the beginning of the Installation of a space framework possible and is completely forbidden with the further progress of assembly with belt bars and Diagonal bars in single-layer and multi-layer space frameworks, especially when inserting a pipe rod between two already installed node pieces that spread the Absolutely prevent distance. Already with the first, simple triangle from a belt rod and two diagonals as well as three ball knots this method fails. In German Patent 34 29 228 a Described method that, for similar reasons, becomes a top cumbersome assembly with right and left hand threads that distinguishable for the fitter even by color markings have to be done. Despite all the effort, however, it can also hexagonal key surfaces are not to be dispensed with here.

Aufgabe der Erfindung ist, ein Raumfachwerk mit Kugelknoten zu schaffen, bei dem die Verbindungsmittel nahezu unsichtbar bleiben, insbesondere keine ebenen Außenflächen aufweisen und preisgünstig herstellbar sind.The object of the invention is to create a space framework with ball knots create where the lanyards are almost invisible remain, in particular have no flat outer surfaces and are inexpensive to manufacture.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen gekennzeichnet.This object is solved by the features of claim 1. Advantageous developments of the invention are in the Subclaims marked.

Um einen optisch schönen Übergang vom Stab zum Knoten zu erreichen, ist erfindungsgemäß die Treibmuffe an ihrem Außenum fang zylindrisch oder sie ist kegelstumpfförmig im gleichen Kegelwinkel wie beim konischen Rohrstabende und mit dem gleichen Außendurchmesser an der Stoßstelle, so daß der Übergang vom Stabende zur Treibmuffe optisch nicht in Erscheinung tritt. Das Verschrauben bzw. die Drehung dieser Muffen erfolgt mit einem Bandschlüssel, dessen Textilband fest auf die Mantelfläche der Muffe gepreßt wird und dabei die Zinkauflage oder die häufig verlangte Pulverbeschichtung auf der Muffe unbeschädigt läßt. Die Verschraubung mittels Bandschlüssel erzeugt hinreichend große Drehmomente auf die Treibmuffe.To make a visually beautiful transition from the rod to the knot achieve, according to the invention, the driving sleeve on its outer surface catch cylindrical or is frustoconical in the same Taper angle as for the conical tube rod end and with the same Outside diameter at the joint, so that the transition from Rod end to the drive sleeve does not appear optically. The Screwing or turning these sleeves is done with a Strap wrench, whose textile strap is firmly attached to the outer surface of the Sleeve is pressed and the zinc coating or the frequently leaves the required powder coating on the sleeve undamaged. The Screwing using a strap wrench produces sufficiently large Torques on the drive sleeve.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung im folgenden beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:The invention is illustrated below with reference to the drawing explained in more detail. Show it:

Fig. 1 einen Knotenanschluß, teilweise im Längsschnitt, Fig. 1 a node connection, partly in longitudinal section,

Fig. 2a den Gewindebolzen in der Seitenansicht, Fig. 2a shows the threaded bolts in the side view,

Fig. 2b den Gewindebolzen in der Seitenansicht im Vergleich zu Fig. 2a um 90° um seine Längsachse gedreht, Fig rotated. 2b the threaded bolt in the side view relative to FIG. 2 through 90 ° about its longitudinal axis,

Fig. 2c einen Längsschnitt entlang der Linie A-A in Fig. 2a mit Blickrichtung in Pfeilrichtung, Fig. 2c shows a longitudinal section along the line AA in Fig. 2a and looking in the direction of the arrow

Fig. 3a eine Treibmuffe im Längsschnitt, Fig. 3a shows a drive sleeve in a longitudinal section,

Fig. 3b eine Frontansicht der Treibmuffe, FIG. 3b is a front view of the driving sleeve,

Fig. 4a eine andere Treibmuffe im Längsschnitt, FIG. 4a is an other blowing sleeve in longitudinal section;

Fig. 4b die Treibmuffe gemäß Fig. 4a in der Frontansicht, FIG. 4b, the drive sleeve of FIG. 4a in front view,

Fig. 5 einen Bandschlüssel, Fig. 5 shows a band key,

Fig. 6 den Knotenanschluß gemäß Fig. 1 zu Beginn der Montage, Fig. 6 shows the connection node of Fig. 1 at the beginning of the assembly,

Fig. 7 eine andere Ausführungsform eines Knotenanschlusses, teilweise im Längsschnittt, Fig. 7 shows another embodiment of a terminal node, partly in Längsschnittt,

Fig. 8 eine weitere Ausführungsform eines Knotenanschlusses, teilweise im Längsschnitt. Fig. 8 shows another embodiment of a node connection, partially in longitudinal section.

In der Zeichnung ist vom Raumfachwerk nur der Knotenanschluß dargestellt. Das Raumfachwerk ist im übrigen in an sich bekannter Weise aufgebaut und braucht deshalb nicht beschrieben zu werden.In the drawing, only the node connection is of the space framework shown. The space framework is known in the rest Built in this way and therefore need not be described.

Der Knotenanschluß weist eine Kugel 3, einen Gewindebolzen 5, eine Treibmuffe 69 und ein konisches Übergangsstück 4a am Ende eines zylindrischen Rohrstabes 4 auf.The node connection has a ball 3 , a threaded bolt 5 , a drive sleeve 69 and a conical transition piece 4 a at the end of a cylindrical tube rod 4 .

In die Kugel 3 sind mehrere radial ausgerichtete Bohrungen 3a mit Innengewinde 3b eingebracht.In the ball 3 , a plurality of radially aligned bores 3 a with an internal thread 3 b are introduced.

Das konische Übergangsstück 4a läuft außen zylindrisch (Fig. 1) oder konisch (Fig. 8) aus. Im Innern des Übergangsstücks 4a ist eine Bohrung 4b mit einem Innengewinde 4c vorgesehen.The conical transition piece 4 a runs out cylindrical ( Fig. 1) or conical ( Fig. 8). Inside the transition piece 4 a, a bore 4 b is provided with an internal thread 4 c.

Der Gewindebolzen 5 weist rohrstabseitig ein Außengewinde 56 und kugelseitig ein Außengewinde 51 auf. Das Außengewinde 56 besitzt eine kleinere Steigung und außerdem einen größeren Durchmesser als das Außengewinde 51. Das Außengewinde 56 entspricht dem Innengewinde 4c des Übergangsstücks 4a und das Außengewinde 51 dem Innengewinde 3b der Kugel 3. The threaded bolt 5 has an external thread 56 on the tube rod side and an external thread 51 on the ball side. The external thread 56 has a smaller pitch and also a larger diameter than the external thread 51 . The external thread 56 corresponds to the internal thread 4 c of the transition piece 4 a and the external thread 51 corresponds to the internal thread 3 b of the ball 3 .

Der mittlere Bereich 67 des Bolzens 5, der etwa ein Drittel der Länge des Bolzens 5 einnimmt, entspricht im Durchmesser dem Durchmesser des Außengewindes 56, wobei sich dieses Gewinde auch über den mittleren Bolzenbereich 67 erstrecken kann. Wesentlich ist, daß im mittleren Bereich 67 mindestens eine ebene Mitnehmer fläche 68 angeordnet ist, die sich in Längsrichtung des Bolzens 5 über den gesamten mittleren Bereich erstreckt und deren Flächen ebene mit einer Mantellinie des Außengewindes 51 fluchtet. Vorzugsweise sind zwei sich gegenüberliegende Mitnehmerflächen 68 vorgesehen, wobei der lichte Abstand der Flächen 68 dem Durchmesser des Außengewindes 51 entspricht.The central region 67 of the bolt 5 , which takes up about a third of the length of the bolt 5 , corresponds in diameter to the diameter of the external thread 56 , wherein this thread can also extend over the central bolt region 67 . It is essential that in the central region 67 at least one flat driver surface 68 is arranged, which extends in the longitudinal direction of the bolt 5 over the entire central region and whose surfaces are flush with a surface line of the external thread 51 . Preferably, two opposed camming surfaces 68 are provided, with the clear distance between the surfaces 68 corresponds to the diameter of the external thread 51st

Auf dem Bolzen 5 sitzt die Treibmuffe 69, deren Länge etwa ein Drittel der Länge des Bolzens entspricht. Die Mantelfläche 69a der Muffe 69 ist zylindrisch, im Querschnitt also kreisförmig. Im Innern der Muffe 69 ist eine längs durchgehende Ausnehmung 70 eingebracht, die im wesentlichen zylindrisch ist, jedoch mindestens eine, vorzugsweise zwei im Innern vorspringende Mitnehmergegenflächen 70a aufweist. Der Durchmesser des zylindri schen Teils der Ausnehmung 70 entspricht dem Durchmesser des Außengewindes 56 des Bolzens 5 und der lichte Abstand der Mitnehmergegenflächen 70a dem lichten Abstand der Mitnehmerflä chen 68.The drive sleeve 69 sits on the bolt 5 , the length of which corresponds to approximately one third of the length of the bolt. The lateral surface 69 a of the sleeve 69 is cylindrical, that is circular in cross section. In the interior of the sleeve 69 , a longitudinally continuous recess 70 is made , which is essentially cylindrical, but has at least one, preferably two protruding mating surfaces 70 a projecting on the inside. The diameter of the cylindri's part of the recess 70 corresponds to the diameter of the external thread 56 of the bolt 5 and the clear distance of the driving counter surfaces 70 a the clear distance of the driving surface 68 .

Die kugelseitige Stirnringfläche 71 der Muffe 69 ist zweckmäßi gerweise der Kugeloberfläche angepaßt konkav ausgebildet.The ball-side end ring surface 71 of the sleeve 69 is expediently formed concavely adapted to the spherical surface.

Zu Beginn der Montage ist der Gewindebolzen 5 in das Übergangs stück 4a eingeschraubt und die Muffe 69 ist auf den Gewindebol zen 5 aufgeschoben, wobei der Gewindebolzen lediglich ein kurzes Stück stirnseitig aus der Muffe 69 hervorragt (Fig. 6). Mit einem in Fig. 5 abgebildeten, an sich bekannten Bandschlüssel 73, dessen Schlaufe 76 um die Muffe 69 oder 72 geschlungen ist, wird, nachdem die ersten Schraubdrehungen von Hand durchgeführt wurden, mit dem Bandschlüssel die Muffe 69, 72 weitergedreht. Der bei der Herstellung des Textilbandes verwendete Kunststoff des Band schlüssels hat auf glatten Metallflächen eine festsaugende Wirkung, so daß ein Rutschen verhindert wird. Der Bandschlüssel kann ähnlich einem Ratschenschlüssel betätigt werden, was beim Anschluß der Stäbe bei engen Platzverhältnissen das Anschließen erleichtert bzw. ermöglicht.At the beginning of installation of the threaded bolt 5 pieces in the junction 4 a screwed and the sleeve 69 is on the Gewindebol zen 5 is pushed, wherein the threaded bolts only a short length of the end face of the sleeve 69 protrudes (Fig. 6). With a band wrench 73 , known per se, shown in FIG. 5, the loop 76 of which is wrapped around the sleeve 69 or 72 , after the first screwing turns have been carried out by hand, the sleeve 69 , 72 is further rotated with the band wrench. The plastic used in the production of the textile tape of the tape key has a firm suction effect on smooth metal surfaces, so that slipping is prevented. The strap wrench can be operated like a ratchet wrench, which makes it easier or easier to connect when connecting the rods in tight spaces.

Beim Stand der Technik ist es erforderlich, die Kugelknoten auf ein genaues Maß abzudrehen. Selbst bei Verwendung moderner Maschinen ist dies ein sehr kostspieliger und langwieriger Arbeitsgang. Im Rahmen der Erfindung kann man auf das genaue Abdrehen der Kugel verzichten, wenn man die Treibmuffen 69 oder 72 bei der Montage in eine entsprechende Ausnehmung 74 oder 75 der Kugel 3 einschieben kann (Fig. 7, 8). Die Ausnehmun gen 74, 75 sind den Außenkonturen der Muffen 69 bzw. 72 angepaßt. Es sind die Bohrung 3a im Bereich der Mündung an der Kugelober fläche konzentrisch zur Bohrung 3a angeordnete ringförmige Ausnehmungen, die so tief sind, daß sie etwa ein Fünftel der Länge einer Muffe 69, 72 formschlüssig aufnehmen. Das Einbringen einer solchen Ausnehmung kann durch einfaches Bohren erfolgen, wobei die Lage der Ringstufenfläche 74a bzw. 75a ohne besonderen Aufwand festgelegt werden kann. Das erfindungsgemäße formschlüs sige Aufnehmen des kugelseitigen Endbereichs der Muffen 69, 72 in der Kugel vermittelt außerdem optisch den Eindruck eines übergangslosen Anschlusses. Diese Variante der Erfindung ermöglicht das Einsparen von Zerspanungsarbeit an der Kugelober fläche, ohne die Funktion des Anschlusses zu gefährden. Hinzu kommt, daß durch das Einschieben der Muffen 69, 72 im Bereich der Ausnehmungen 74, 75 höhere Querkräfte übertragen werden können, ohne den Gewindebolzen 5 mit den Querkräften zu belasten. Dies wird im wesentlichen dadurch gewährleistet, daß die Außenringflä che der Ausnehmungen 74, 75 der Außenkontur der Muffen 69, 72 entspricht, so daß die Muffen in diesem Bereich formschlüssig gelagert werden.In the prior art, it is necessary to unscrew the ball knot to an exact dimension. Even when using modern machines, this is a very expensive and lengthy operation. In the context of the invention, the precise turning off of the ball can be dispensed with if the drive sleeves 69 or 72 can be inserted into a corresponding recess 74 or 75 of the ball 3 during assembly ( FIGS. 7, 8). The Ausnehmun conditions 74 , 75 are adapted to the outer contours of the sleeves 69 and 72, respectively. There are the bore 3 a in the region of the mouth on the upper ball surface concentrically to the bore 3 a arranged annular recesses which are so deep that they receive about a fifth of the length of a sleeve 69 , 72 form-fitting. Such a recess can be made by simple drilling, the position of the ring step surface 74 a or 75 a being able to be determined without any particular effort. The inventive form-fitting receiving the ball end portion of the sleeves 69 , 72 in the ball also gives the visual impression of a seamless connection. This variant of the invention makes it possible to save machining work on the ball surface without endangering the function of the connection. In addition, by inserting the sleeves 69 , 72 in the region of the recesses 74 , 75, higher transverse forces can be transmitted without loading the threaded bolt 5 with the transverse forces. This is essentially ensured in that the outer ring surface of the recesses 74 , 75 corresponds to the outer contour of the sleeves 69 , 72 , so that the sleeves are positively mounted in this area.

Im Rahmen der Erfindung werden somit Gewindebolzen 5 verwendet, die zwei gleichsinnige Gewindearten besitzen, und zwar an einem Ende mit normalem Gewinde und normaler Steigung und am anderen Ende mit größerem Gewindedurchmesser und kleinerer Steigung. Im mittleren Bereich eines Gewindebolzens sind vorzugsweise zwei sich gegenüberliegende, parallel verlaufende Flächen angeordnet, deren Abstand voneinander dem Außendurchmesser des normalen Gewindes entspricht. Über den Gewindebolzen ist eine Treibmuffe geschoben, die eine innere Kontur hat, die schließend gleitend über den mittleren Bereich des Gewindebolzens paßt und eine zylindrische Außenkontur sowie ein konkaves, knotenstückseitiges Stirnende besitzt. Die Außenkontur der Treibmuffe kann aber auch kegelstumpfförmig sein für ein kegelstumpfförmiges Übergangsstück am Stabende. Die Muffe wird mittels eines Bandschlüssels bei der Montage gedreht. Die Kugel kann roh geschmiedet oder gegossen sein; sie braucht nicht abgedreht zu werden. Dagegen kann aber eine zylindrische Ausnehmung mit definiertem Abstand zur Knotenstückmitte zur Aufnahme der Treibmuffe vorgesehen werden, wobei die kugelseitige Stirnfläche der Muffe wie der Boden der Ausnehmung zweckmäßigerweise ebenflächig ist. Im Falle der Verwendung einer Muffe mit einer kegelstumpfförmigen Außenkontur wird eine Ausnehmung mit entsprechend kegelstumpfförmiger Innenkontur vorgesehen.In the context of the invention, threaded bolts 5 are thus used which have two types of thread in the same direction, namely at one end with a normal thread and normal pitch and at the other end with a larger thread diameter and a smaller pitch. In the central region of a threaded bolt, two mutually opposite, parallel surfaces are preferably arranged, the distance from one another corresponding to the outside diameter of the normal thread. A drive sleeve is pushed over the threaded bolt, which has an inner contour, which fits slidingly over the central region of the threaded bolt and has a cylindrical outer contour and a concave, knot-piece-side end. The outer contour of the drive sleeve can also be frustoconical for a frustoconical transition piece at the end of the rod. The sleeve is turned using a strap wrench during assembly. The ball can be forged or cast raw; it does not need to be turned off. In contrast, however, a cylindrical recess can be provided at a defined distance from the center of the node piece for receiving the drive sleeve, the end face of the sleeve on the ball side being expediently flat as the bottom of the recess. If a sleeve with a frustoconical outer contour is used, a recess with a corresponding frustoconical inner contour is provided.

Claims

1.Spatial framework with cylindrical belt and diagonal tubular bars as well as a knot connection with a ball with a screw connection between the ball and the tapering end of the tubular bar, the screw connection one in a corresponding internal thread of the ball and a pipe bar of the engaging differential thread bolt and one on the differential thread bolt longitudinally has displaceably arranged drive sleeve, which is connected to the differential threaded bolt via a driving device, characterized in that the outer contour of a transition piece ( 4 a) of the tapering tube rod end merges seamlessly into the outer contour of the drive sleeve.

2. space framework according to claim 1, characterized in that the outer contour of the transition piece ( 4 a) and the outer contour of the drive sleeve ( 69 ) are cylindrical.

3. space framework according to claim 1, characterized in that the outer contour of the transition piece ( 4 a) and the outer contour of the drive sleeve ( 72 ) are frustoconical.

4. space framework according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that the differential thread bolt ( 5 ) on the tubular rod side has an external thread ( 56 ) and on the ball side a co-rotating external thread ( 51 ), the external thread ( 56 ) having a smaller pitch and one has a larger diameter than the external thread ( 51 ) and the external thread ( 56 ) corresponds to an internal thread ( 4 c) in the transition piece ( 4 a) and the external thread ( 51 ) corresponds to an internal thread ( 3 b) in the ball ( 3 ).

5. Three-dimensional framework according to claim 4, characterized in that the central region (67) corresponds to the differential threaded bolt (5) which occupies about one-third the length of the Differenzgewindebol zen (5) in diameter to the diameter of the external thread (56).

6. Three-dimensional framework according to claim 5, characterized in that plane as a carrying means in the central region (67) comprises two cam surfaces (68) are arranged opposite one another, wherein the clear distance between the surfaces (68) corresponds to the diam ser of the external thread (51), and wherein the driving sleeve fe ( 69 , 72 ), the length of which corresponds to approximately one third of the length of the differential thread bolt ( 5 ), has a continuous recess ( 70 ) on the inside which is essentially cylindrical, but has two protruding mating surfaces ( 70 a) projecting on the inside , wherein the diameter of the cylindrical part of the recess ( 70 ) corresponds to the diameter of the external thread ( 56 ) of the differential thread bolt ( 5 ) and the clear distance between the driving counter surfaces ( 70 a) and the clear distance between the driving surfaces ( 68 ).

7. space framework according to one or more of claims 1 to 6, characterized in that the spherical end face ( 71 ) of the drive sleeve ( 69 , 72 ) is concave adapted to the spherical surface.

8. space framework according to one or more of claims 1 to 7, characterized in that the ball ( 3 ) is a solid ball and has a plurality of radially aligned bores ( 3 a) with an internal thread ( 3 b).

9. space framework according to one or more of claims 1 to 8, characterized in that in the region of the mouths of the bores ( 3 a) on the spherical surface concentrically to the respective bore ( 3 a) annular recesses ( 74 , 75 ) are arranged, which Ball-shaped end areas of the drive sleeves ( 69 , 72 ) take a positive fit.

10. space framework according to claim 9, characterized in that the recesses ( 74 , 75 ) have a flat ring bottom surface which have a defined distance from the center of the ball.