Knotenpunktverbindung für nichtmetallische Konstruktion
Die Erfindung betrifft eine Knotenpunktverbindung für nichtmetallische Konstruktion, z. B. Holzkonstruktionen, mit einem Gurt und zu einem oder mehreren Zapfen miteinander verzinkten oder aneinander anstossenden Enden zweier Streben, wobei die Zapfen in eine entsprechende Anzahl von Löchern des Gurtes eingreifen.
Es sind bereits Verbindungen bekannt, bei denen an den Enden verzinkte Streben in eine mittels Fräsern hergestellte kreisförmige Nut eines Gurtes mit Verleimung eingesteckt werden. Die so hergestellten Löcher weisen gebogene Wandungen auf, so dass die Strebenenden nur punktweise an die Wandungen anliegen können.
Eine weitere bekannte Knotenpunktverbindung weist zu einem Zapfen miteinander verzinkte Strebenenden auf, die in ein Loch eines Gurtes eingreifen, wobei das Loch, bei einem Längsschnitt durch den Gurt gesehen, ebene Wände aufweist und der Winkel dieser einander gegenüberliegenden Stemmlochwände dem Winkel der einzuführenden Streben entspricht.
Insbesondere die letztbeschriebene Konstruktion hat sich bewährt, erhält man doch durch das satte Anliegen der Strebenrücken an den Gurtlochwänden eine eindeutige gegenseitige Lage und eine direkte Kraft übertragung von einem Teil zum andern. Zu Schwierigkeiten gibt aber die Herstellung des Loches im Gurt Anlass, da Sonderwerkzeuge und Sondermaschinen erforderlich sind und die Löcher für den Holzbau genauestens gearbeitet sein müssen. Zudem hängt bei allen bekannten Ausführungen der für eine Verleimung gewünschte Pressdruck von der Genauigkeit der Herstellung ab.
Diese Nachteile können mit der erfindungsgemässen Knotenverbindung vermieden werden, wobei sich gleichzeitig eine erwünschte Erweiterung des Anwendungsbereiches ergibt.
Die neue Knotenpunktverbindung der beschriebenen Art zeichnet sich dadurch aus, dass im Loch des Gurtes nebst den Strebenenden noch ein oder zwei Keile eingelassen sind, deren Keilflächen in der Längsrichtung des Gurtes zwischen Lochwand und Rücken eines Strebenendes angeordnet sind, und durch die Verbundwirkung von Strebenenden und Keil einen grösseren Gesamtzapfen bezüglich der Gurtberührungsflächen als dies ohne Keil der Fall ist, ergeben.
Auf der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigt:
Fig. 1 eine Seitenansicht auf eine Knotenpunktverbindung vor dem Zusammenbau,
Fig. 2 eine Ansicht von unten auf die zusammengebaute Knotenpunktverbindung gemäss Fig. 1 oder Fig. 3,
Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine zusammengebaute Knotenpunktverbindung, bei der die Streben verschiedene Neigungswinkel gegenüber dem Gurtenstab aufweisen,
Fig. 4 dieselbe Ansicht durch eine Knotenpunktverbindung mit einem gebogenen Gurt-Stab und
Fig. 5 dieselbe Ansicht durch eine Knotenpunktverbindung, bei der eine Strebe senkrecht zum Gurtenstab steht,
Fig. 6 zeigt einen Längsschnitt durch eine Knotenpunktverbindung mit verzinkten Anliegestellen zwischen Strebenenden, Keilen und Gurtwand,
Fig. 7 Einen Schnitt nach der Linie I-I in Fig. 6
Fig. 8 eine Ansicht gemäss Pfeil II in Fig. 6,
Fig.
9 einen Längsschnitt durch eine Knotenpunktverbindung mit verzinkten Anliegestellen zwischen Strebenrücken und Keilen und Fig 10 einen Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 9.
Mit den dargestellten Knotenpunktverbindungen werden mindestens drei Stäbe zu einem Kräfte übertragenden Knotenpunkt verbunden. Dabei weist der als Gurt 1 bezeichnete Stab ein Langloch 2 auf, dessen Wände annähernd senkrecht zur Stabslängsachse stehen. Die Eckkanten des Langloches können rechtwinklig oder abgerundet sein.
Die als Steben 3 und 4 bezeichneten anderen Stäbe sind mit ihren Enden durch Keilverzinkung, Verleimung oder Verstiftung, ev. Verschraubung, miteinander verbunden und zu einem Zapfen vereinigt. Der Zapfen wird als Ganzes in das vorbereitete Langloch des Gurtes eingeführt. In die beiden in der Längsrichtung freibleibenden konischen Öffnungen wird je ein Keil 5 und 6 eingetrieben.
Beim Aufbau der Knotenpunktverbindung ist zu beachten, dass das Dickenquermass der beim Einbau noch nicht endgültig zusammengedrückten Strebenenden kleiner ist als das lichte Breitenmass des Langloches 2. Dadurch können die Teile des Knotenpunktes ohne Kraftanstrengung zusammengeführt werden. Der angestrichene Leim an den Keilzinken und Lochwandungen wird hierbei nicht vorzeitig abgeschabt. Hierauf werden in die seitlich noch verbliebenen konischen Öffnungen die Keile 5 und 6 eingetrieben, wobei diese den Querseiten des Langloches 2 entlang gleiten und schliesslich den von den Strebenenden gebildeten Zapfen zusammendrücken. Durch den Druck der Keile entsteht aufgrund der Keilverzinkungen eine Spreizwirkung auf die Stabenden, so dass die Stabenden das Langloch auch in der Querrrichtung satt füllen.
Eine solche Querpressung ist erwünscht, damit der vorher aufgetragene Leim in das Holz eingepresst wird und die Leimverbindungen unter dem bleibenden Pressdruck erhärten.
Vorteilhaft weisen die aneinander zu liegen kommenden Flächen der Strebenenden einerseits und der Keile anderseits die gleiche Faserrichtung auf, was die Haftkraft der Verleimung erhöht. Bei der in Fig. 3 gezeigten erfindungsgemässen Anordnung ist dies zusätzlich auch noch der Fall zwischen den Seiten- resp.
Querwänden des Langloches und den restlichen an diesen Wänden anliegenden Flächen der Keile. Beispielsweise ist in Fig. 3 eine günstige Faserung eingezeichnet. An den Flächen A liegen Längsfaserungen, an den Flächen B treffen Stirnflächen aufeinander und nur an den Seitenflächen C und D laufen einzig die Längsfasern nicht genau miteinander.
Ein weiterer Vorteil der beschriebenen Anordnung liegt darin, dass die Festigkeit eines mit den erfindungsgemässen Knotenpunktverbindungen aufgebauten Fachwerkes gegenüber den bekannten Ausführungen grösser ist, indem man pro Knotenpunktverbindung, in Längsrichtung des Gurtes gesehen, eine grössere Anschlussfläche des Strebenknotens mit dem Gurt und damit eine grössere leimbare Fläche hat. Es wurde bisher immer versucht, eine solche grössere Fläche zu erhalten, um die aus der Knotenpunktverbindung in Gurtrichtung resultierenden Kräfte aufzunehmen und zu übertragen. Bisher mussten dafür die Streben unnötig verbreitert werden, um in Längsrichtung des Gurtes die erforderliche Fläche zu erhalten; oder es mussten die Gurten verdickt werden, z.
B. durch aufgesetzte Laschen, oder es mussten zusätzliche Langlöcher nebeneinander in den Gurt gefräst werden, die aber mehr Längsfasern im Gurt abschnitten. Durch die neuen, im Zusammenhang mit der Zeichnung beschriebenen Knotenpunktverbindungen resultiert also eine wesentliche Materialersparnis.
Die Fig. 6-10 zeigen zwei Ausführungsvarianten, bei denen die Vergrösserung der Haftflächen zwischen Keilen und Strebenrücken oder Keilen und Querwandung des Loches dadurch erreicht wird, dass die aneinander liegenden Flächen selbst wieder miteinander verzinkt oder durch keilzinkenartige Verbindungen ineinander greifen. Dies ist in den Fig. 6-8 der Fall sowohl bei E zwischen den Rücken der Strebenenden 3 und 4 einerseits und den anliegenden Flächen der Keile 5 und 6 anderseits als auch bei F zwischen der Querseite des Langloches 2 des Gurtes 1 einerseits und den daran anliegenden Flächen der Keile 5 und 6 anderseits.
Durch das Eintreiben der Keile mit den Zinkenverbindungen entsteht wiederum die Spreizwirkung der Knotenpunktverbindung in Querrichtung des Gurtes, und zwar nicht nur um die Zone der Keilverzinkung der beiden Strebenenden, sondern gleichmässiger auf der ganzen Länge der Gurtlochausfräsung.
Die Fig. 9 und 10 zeigen eine mit dem Faserlauf eingezeichnete Anordnung, bei der die Rücken der Strebenenden 3 und 4 mit den Keilen 5 und 6 verzinkt und so verbunden sind, dass die Faserrichtung der Keile mit derjenigen des Gurtes 1 parallel läuft. An der Stossfläche G steht also Stirnholz auf Stirnholz aufeinander für die Übertragung der aus einer Strebenverbmdung auf den Gurt resultierenden Kraft. Dadurch wäre also eine Verleimung der Seitenflächen H der Streben mit dem Gurt nicht mehr notwendig, und es kann deshalb für das Gurtholz normales, billiges Kantholz verwendet werden. Nur noch die Streben bedingen gleichmässig getrocknete Ware.
Für die Lasten, die den Gurt vom Knotenpunkt wegziehen, genügt eine Nagelung 7 des Gurtes mit den Streben.
In den Fig. 3-5 sind Ausführungsvarianten gezeigt, aus denen hervorgeht, dass einzig eine Änderung der Keilform notwendig ist, um z. B. verschieden geneigte Streben zu vereinigen, Fig. 3 und Fig. 5, wobei bei der letzteren Ausführung der eine Keil gänzlich weggelassen wurde. Ebenso ist es möglich, die Strebenenden mit einem gebogenen Gurt zu verbinden (Fig. 4). Insbesondere bot die Erstellung der Einfräsungen auf der konvexen Seite gebogener Gurten Schwierigkeiten, in welche Einfräsungen dann die verzapften Strebenenden genügend verkeilt und verleimt werden konnten. Die aus der gebogenen Gurtform im statischen System resultierende zusätzliche Zugkraft des Gurtes vom Strebenknoten weg konnte mit den kleineren Seitenleimflächen der Gurtfräsungen nicht aufgenommen werden. Die nachträgliche Verkeilung gemäss Fig. 4 ergibt dagegen eine sichere kraftschlüssige Verbindung.
Zur Herstellung des Langloches, das nun anstelle der bekannten Gurtenausfräsungen tritt und welches durchgehende querstehende Wände aufweist, wird kein Spezialfräser und keine spezielle Fräsmaschine mehr benötigt, und bei einem vorgekrümmten Gurt kann die Fräsarbeit von der konkaven Seite aus erfolgen, trotzdem die Streben dann auf der konvexen Seite eingesetzt werden.
Weitere Vorteile der beschriebenen Knotenpunktverbindung, mit deren Hilfe ein Holzträger mit Ober und Untergurt oder ein Fachwerk aufgebaut wird, bestehen darin, dass ein Längsverschieben des noch nicht verleimten Obergurtes gegen den Untergurt noch nicht die Fassung des Strebensystems beeinträchtigt, da die als Langloch ausgebildeten Ausfräsungen im Gurt in der Länge gegenüber den Rücken der Strebenenden einen Spielraum aufweisen und nur die Keile ungleich tief einzusetzen sind. Es werden somit nicht die Strebenknotenpunkte verschoben, was eine längere und eine kürzere Strebe ergibt, sondern die Stellung im Gurt wird angepasst.
Das Zusammenfügen von Stabwerken bekannter Systeme erforderte wesentliche Kräfte und grosse Presseinrichtungen, da sich die Stebenzapfen schon aufspreizten während des Einführens in die Gurtenfräsungen. Hierdurch verklemmten sich die Streben in falscher Position. Sie mussten also gezwungenermassen zurechtgerückt werden. Dieses Zurechträcken erfolgte mittels Schlagen auf die Streben, was zu Beschädigungen derselben führte und deren Auswechslung erforderte.
Das neue System mit der nachträglichen Verkeilung vermeidet diese Fehler.
Die Gurtlanglöcher gestatten ein Zusammenfügen des Gesamtträgers auf den vorbestimmten Umriss und die äussere Gurtenform ohne wesentlichen Pressdruck.
Es besteht eine grosse Toleranzmöglichkeit für die Verschiebung der Unter- und Obergurten gegeneinander. Die Verkeilung und damit die Aufspreizung der Strebenzapfen ist durch das mehr oder weniger starke Eintreiben der Keile an den Strebenrücken regulierbar auf das für die gute Leimung und Holzspannung zulässige Mass.
Der Gurt oder die Streben benötigen kein nachträgliches Zurechtrücken, wodurch unkontrollierbare Faserschädigungen vermieden werden.
Statt nur eines Langloches können parallel nebeneinander auch zwei oder mehrere Langlöcher angeordnet sein, wobei die vereinigten Strebenenden selbst auch in zwei oder mehrere nebeneinanderliegende Zapfen aufgeteilt sind.
Junction connection for non-metallic construction
The invention relates to a node connection for non-metallic construction, e.g. B. wooden structures, with a belt and one or more pegs galvanized together or abutting ends of two struts, the pegs engage in a corresponding number of holes in the belt.
Connections are already known in which struts, galvanized at the ends, are inserted into a circular groove of a belt with glue that is produced by means of milling cutters. The holes produced in this way have curved walls so that the strut ends can only rest against the walls at points.
Another known junction connection has strut ends galvanized together to form a pin, which engage in a hole in a belt, the hole having flat walls when viewed in a longitudinal section through the belt and the angle of these opposing mortise walls corresponds to the angle of the struts to be inserted.
In particular, the last-described construction has proven itself, as you get a clear mutual position and a direct power transmission from one part to the other due to the full contact of the strut backs on the belt hole walls. However, the production of the hole in the belt gives rise to difficulties, since special tools and special machines are required and the holes for the timber construction must be worked very precisely. In addition, in all known designs, the pressure required for gluing depends on the accuracy of manufacture.
These disadvantages can be avoided with the node connection according to the invention, and at the same time a desired expansion of the field of application results.
The new junction connection of the type described is characterized in that one or two wedges are embedded in the hole of the belt in addition to the strut ends, the wedge surfaces of which are arranged in the longitudinal direction of the belt between the hole wall and the back of a strut end, and through the composite effect of strut ends and Wedge result in a larger total pin with respect to the belt contact surfaces than is the case without a wedge.
Exemplary embodiments of the subject matter of the invention are shown in the drawing. It shows:
1 shows a side view of a node connection before assembly,
2 shows a view from below of the assembled junction connection according to FIG. 1 or FIG. 3,
3 shows a longitudinal section through an assembled junction connection in which the struts have different angles of inclination with respect to the belt bar,
4 shows the same view through a node connection with a curved belt rod and
Fig. 5 shows the same view through a node connection in which a strut is perpendicular to the belt bar,
6 shows a longitudinal section through a node connection with galvanized contact points between strut ends, wedges and belt wall,
FIG. 7 A section along the line I-I in FIG. 6
8 shows a view according to arrow II in FIG. 6,
Fig.
9 shows a longitudinal section through a node connection with galvanized contact points between the strut back and wedges; and FIG. 10 shows a section along the line III-III in FIG. 9.
With the node connections shown, at least three rods are connected to form a force-transmitting node. The rod designated as belt 1 has an elongated hole 2, the walls of which are approximately perpendicular to the longitudinal axis of the rod. The corner edges of the elongated hole can be rectangular or rounded.
The other bars, designated as bars 3 and 4, are connected to one another at their ends by finger-jointing, gluing or pinning, possibly screwing, and united to form a pin. The pin is inserted as a whole into the prepared elongated hole in the belt. A wedge 5 and 6 is driven into each of the two conical openings that remain free in the longitudinal direction.
When setting up the junction point connection, make sure that the transverse thickness of the strut ends that are not yet finally compressed during installation is smaller than the clear width dimension of the elongated hole 2. This allows the parts of the junction point to be brought together without exertion. The painted glue on the finger joints and hole walls is not scraped off prematurely. The wedges 5 and 6 are then driven into the laterally remaining conical openings, these sliding along the transverse sides of the elongated hole 2 and finally compressing the pegs formed by the strut ends. The pressure of the wedges creates a spreading effect on the rod ends due to the finger jointing, so that the rod ends also fill the elongated hole in the transverse direction.
Such a cross pressing is desirable so that the previously applied glue is pressed into the wood and the glue joints harden under the permanent pressing pressure.
The surfaces of the strut ends on the one hand and the wedges on the other hand advantageously have the same fiber direction, which increases the adhesive force of the glue. In the arrangement according to the invention shown in FIG. 3, this is also the case between the side or
Transverse walls of the elongated hole and the remaining surfaces of the wedges that lie against these walls. For example, a favorable fiber structure is shown in FIG. 3. Longitudinal fibers lie on surfaces A, end surfaces meet on surfaces B and only the longitudinal fibers do not run exactly together on side surfaces C and D.
A further advantage of the arrangement described is that the strength of a framework built with the inventive node connections is greater than that of the known designs, in that a larger connection surface of the strut node with the belt and thus a larger glued connection surface is provided for each node connection, viewed in the longitudinal direction of the belt Has area. Up to now, attempts have always been made to obtain such a larger area in order to absorb and transmit the forces resulting from the node connection in the direction of the belt. Up to now, the struts had to be widened unnecessarily in order to obtain the required area in the longitudinal direction of the belt; or the straps had to be thickened, e.g.
B. by attached tabs, or additional elongated holes had to be milled next to each other in the belt, but these cut more longitudinal fibers in the belt. The new node connections described in connection with the drawing result in a substantial saving in material.
FIGS. 6-10 show two design variants in which the enlargement of the adhesive surfaces between wedges and strut back or wedges and transverse wall of the hole is achieved by galvanizing the adjacent surfaces themselves or engaging with one another through finger-joint-like connections. This is the case in Figs. 6-8 both with E between the back of the strut ends 3 and 4 on the one hand and the adjacent surfaces of the wedges 5 and 6 on the other hand and with F between the transverse side of the elongated hole 2 of the belt 1 on the one hand and the one on it adjacent surfaces of the wedges 5 and 6 on the other hand.
Driving in the wedges with the prong connections creates the spreading effect of the junction connection in the transverse direction of the belt, not only around the zone of the finger jointing of the two strut ends, but more evenly along the entire length of the milled belt hole.
9 and 10 show an arrangement drawn in with the fiber path, in which the backs of the strut ends 3 and 4 with the wedges 5 and 6 are galvanized and connected in such a way that the fiber direction of the wedges runs parallel to that of the belt 1. At the abutment surface G, therefore, end wood on end wood stands on top of each other for the transmission of the force resulting from a strut connection to the belt. As a result, it would no longer be necessary to glue the side surfaces H of the struts to the belt, and normal, cheap squared timber can therefore be used for the belt wood. Only the struts require evenly dried goods.
For the loads that pull the belt away from the node, it is sufficient to nail 7 the belt to the struts.
3-5 design variants are shown from which it can be seen that only a change in the wedge shape is necessary in order, for. B. to combine differently inclined struts, Fig. 3 and Fig. 5, wherein in the latter embodiment of the one wedge has been completely omitted. It is also possible to connect the strut ends with a curved strap (Fig. 4). In particular, the creation of the millings on the convex side of curved belts presented difficulties in which millings the mortised strut ends could then be wedged and glued sufficiently. The additional tensile force of the belt away from the strut knot resulting from the curved belt shape in the static system could not be absorbed with the smaller side glue surfaces of the belt millings. The subsequent wedging according to FIG. 4, however, results in a secure, non-positive connection.
No special milling cutter or milling machine is required to produce the elongated hole, which now replaces the known milled belts and which has continuous transverse walls, and with a pre-curved belt, the milling work can be carried out from the concave side, although the struts are then on the convex side can be used.
Further advantages of the junction connection described, with the help of which a wooden beam with upper and lower chord or a framework is built, consist in the fact that a longitudinal displacement of the not yet glued upper chord against the lower chord does not affect the frame of the strut system, since the milled slots in the Belt have a margin in length compared to the back of the strut ends and only the wedges are to be used unevenly deep. The strut nodes are not shifted, which results in a longer and a shorter strut, but the position in the belt is adjusted.
The joining together of frameworks of known systems required considerable forces and large pressing equipment, since the spigot already spread open during the introduction into the milled belts. This jammed the struts in the wrong position. So they had to be adjusted by force. This adjustment was carried out by hitting the struts, which led to damage to them and required their replacement.
The new system with the subsequent wedging avoids these errors.
The elongated belt holes allow the entire carrier to be joined to the predetermined outline and the outer belt shape without any significant pressure.
There is a large tolerance for the shifting of the lower and upper chords against each other. The wedging and thus the spreading of the strut pegs can be regulated by the more or less strong driving of the wedges on the strut back to the extent permissible for good glueing and wood tension.
The belt or the struts do not need to be adjusted afterwards, which prevents uncontrollable fiber damage.
Instead of just one elongated hole, two or more elongated holes can also be arranged parallel next to one another, the combined strut ends themselves also being divided into two or more adjacent pegs.