Die Erfindung betrifft eine Knotenverbindung für Stabwerke nach den einleitenden Teilen der unabhängigen Ansprüche 1 und 8. Die Erfindung betrifft auch ein Stabwerk, das mit dem Knotenverbindungen hergestellt ist.

Bekannte derartige Knotenverbindungen haben den Vorteil, daß die Stäbe die Zug- und Druckkräfte ausschließlich mathematisch genau in die Mitte der Knotenstücke einleiten. Hierbei enden die als Stäbe dienenden Rundrohre an aufgeschweißten Kegelstümpfen mit einer axialen Bohrung. Durch die Bohrung ragt ein Schraubenbolzen nach außen, der sich mit seinem Kopf im Rohrinneren am Kegelstumpf abstützt und mit seinem am vorderen Ende angeordneten Gewinde in eine Bohrung eines aus Vollmaterial bestehenden Knotenstückes eingeschraubt werden kann. Zwischen dem Kegelstumpf und dem Knotenstück ist ein Rohr- bzw. Muffenteil angeordnet, durch den der Schraubenbolzen mit seinem Schaft hindurchgeht. Der Muffenteil ist mit dem Schaft des Bolzens derart verbunden, daß der Schaft im Muffenteil gleiten, sich jedoch gegenüber diesem nicht verdrehen kann.

Durch Verdrehen des Muffenteiles kann der Schraubenbolzen gedreht und somit die Schraubenverbindung zwischen dem Rundrohr und dem Knotenstück hergestellt bzw. gelöst werden.

Die beschriebene Knotenverbindung hat aber viele Nachteile. Sie ist wegen der großen Zahl der zu bearbeitenden Metallteile aufwendig. Die Schweißverbindung zwischen Rundrohr und Kegelstumpf ist eine Schwachstelle und die Festigkeit der Rundrohre kann daher nicht ausgenützt werden. Die hochfesten Schraubenbolzen selbst unterliegen Kerbspannungen und stellen keine starre, sondern gewissermaßen eine gelenkige Verbindung zwischen den Stäben und den Knotenteilen her, da ihre Kernquerschnitte bei Stabknickung als Fließgelenke wirken. Bei der Bemessung der Stäbe muß die volle, bis zum Gewinde am vorderen Ende der Schraubenbolzen reichende Knicklänge in Rechnung gestellt werden. Die Eigensteifigkeit des Stabwerkes ist gering. Zum Einführen der Schraubenbolzen sind in den Rohren Montagelöcher notwendig, die wiederum gegenüberliegende Entwässerungslöcher notwendig machen und somit den Rohrquerschnitt örtlich schwächen. Die Rohrinnenwände sind unkontrollierbar korrosionsgefährdet und ein Schutz der Rohre vor Hitzeeinwirkung im Brandfall ist kaum möglich. Der Feuerwiderstand ist daher insbesondere für den Bau von Hallen, in denen sich Menschen aufhalten oder Flugzeuge abgestellt werden, nicht ausreichend.

Aus der FR-A-2 317 711 ist eine Knotenver- . bindung der im einleitenden Teil der Ansprüche 1 und 8 genannten Art bekannt. Die an den Enden der Rundrohre vorgesehenen Außengewinde haben einen Kerndurchmesser, der kleiner ist als der Außendurchmesser der Rundrohre. Dadurch ist die Querschnittsfläche und die Biegesteifigkeit im kritischen Anschlußbereich verringert.

Die GB-A-395 931 zeigt ein Konstruktionselement, bei dem die Enden von mit einem Knotenstück verbundenen Stäben miteinander durch stabförmige Spannelemente verbunden sind. Die Spannelemente werden durch Muttern gespannt, die in Kugeln aufgenommen sind und die auf Außengewinde an verdickten Endabschnitten der Spannelemente geschraubt sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine biegesteife Knotenverbindung ohne Schwächung der mehr als zwei in einem Knoten verbundenen Stäbe und ohne die erwähnten Nachteile und mit einem geringeren Aufwand der Herstellung bereitzustellen.

Die Erfindung besteht bei einer Knotenverbindung der eingangs genannten Art darin, daß der Kerndurchmesser der an den Enden der Rundrohre vorgesehenen Außengewinde wenigstens gleich groß ist wie der Außendurchmesser der Rundrohre, daß die Querschnittsfläche und die Biegesteifigkeit der Rundrohre im Bereich der Außengewinde derselben wenigstens gleich groß ist wie im übrigen Teil der Rundrohre, daß die lichte Weite der Überwurfmuttern wenigstens gleich groß ist wie der Außendurchmesser der Rundrohre, so daß diese über das Rundrohr schiebbar bzw. drehbar sind, und daß die Länge des Gewindes der Überwurfmuttern im wesentlichen gleich der Summe der Längen der Außengewinde an den Ansätzen und an den Enden der Rundrohre ist. Es entsteht so ein biegesteifer Anschluß der Rundrohre an den Knotenstücken. Im Übrigen ist eine Füllung der über die Knotenstücke kommunizierend verbundenen Hohlräume der Rundrohre mit Flüssigkeit, z. B. Wasser unter Beimengung von Korrosionsschutz und gegebenenfalls Frostschutzmittel und der Einsatz der Flüssigkeit zum Beheizen, Kühlen und/oder Löschen im Brandfall, Speichern von Solarwärme od. dgi. möglich.

Das Anschließen der Rundrohre an das Knotenstück ist einfach, da die auf die Enden der Rundrohre zu schraubenden Überwurfmuttern auf den gewindelosen Teil der Rundrohre geschoben werden können und so das Ausrichten der Rundrohre gegenüber den Ansätzen der Knotenstücke nicht behindern.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Knotenverbindung ist vorgesehen, daß das Knotenstück hohl ausgebildet ist und daß die Ansätze des Knotenstückes eine durchgehende Öffnung aufweisen. So wird die Verbindung zwischen dem Rundrohr und dem Knotenstück nach außen abgedichtet und die Durchströmung des durch die Rundrohre gebildeten Rohrsystems kann beeinflußt werden.

Wenn die Knotenverbindung für flüssigkeitsgefülfte Stabwerke verwendet wird, kann vorgesehen sein, daß zwischen dem das Außengewinde aufweisenden Ende des Rundrohres und dem Ende des das Außengewinde aufweisenden Ansatzes des Knotenstückes ein gebenenfalls als querschnittsverengende Drossel (Blende) wirkender Dichtungsring angeordnet ist. Die Öffnungen in den Ansätzen der Knotenstücke haben mit Vorteil einen Durchmesser, der mindestens gleich groß ist wie der Innendurchmesser der Rundrohre.

Die Außengewinde an den Enden der Rundrohre können durch plastische Verformung, z. B. Pressen, Stauchen und/oder Rollen, angeformt sein.

Das Außengewinde kann aber auch in die durch Aufstauchen verdickten Enden der Rundrohre eingeschnitten sein.

Es ist auch möglich, das Außengewinde an den Enden der Rundrohre durch Schweißen, z. B. Auftragschweißen oder Widerstandspreßschweißen eines schraubenförmigen Profildraht-stückes zu befestigen.

Bei einer anderen, sehr vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Knotenverbindung ist vorgesehen, daß der Kerndurchmesser der an den Enden der Rundrohre vorgesehenen Außengewinde wenigstens gleich groß ist wie der Außendurchmesser der Rundrohre, daß die Querschnittsfläche und die Biegesteifigkeit der Rundrohre im Bereich der Außengewinde derselben wenigstens gleich groß ist wie im übrigen Teil der Rundrohre, daß die Überwurfmuttern mit an ihnen vorgesehenen Außengewinden in das Innengewinde des Ansatzes des Knotenstückes eingeschraubt und die Rundrohre in Innengewinde, die in den Überwurfmuttern vorgesehen sind, geschraubt sind, und daß das Innengewinde und das Außengewinde der Mutter die gleiche Steigung aufweisen und zueinander konzentrisch angeordnet sind und daß die Außengewinde an den Enden der Rundrohre, die Gewinde der Überwurfmuttern und die Gewinde in den Ansätzen im wesentlichen gleich lang sind. Diese Ausführungsform wird zusammengebaut, indem die Enden der Rundrohre, auf deren gewindelosen Abschnitt die Überwurfmuttern angeordnet sind, nacheinander in die entsprechenden Ansätze von zwei durch das Rundrohr zu verbindenen Knotenstücke eingeführt werden. Dann werden die Überwurfmuttern auf das Außengewinde der Rundrohre und in die Innengewinde der Ansätze geschraubt.

In einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, daß das Innengewinde und das Außengewinde der Überwurfmuttern im selben Längsabschnitt derselben angeordnet sind und daß die Rundrohre bis in das Knotenstück hineinreichen.

Bewährt hat sich eine Ausführung der Überwurfmuttern, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Überwurfmuttern als Hülsen mit schraubenförmig verlaufendem, wellenförmigem Querschnitt ausgebildet sind.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, daß die als Hülsen ausgebildeten Überwurfmuttern an einem Ende einen nach außen vorstehenden Ring aufweisen, der über einen äußeren Dichtring gegen die Endfläche des Ansatzes des Knotenstücks anliegt, und daß zwischen dem Innengewinde der Überwurfmuttern und den Rundrohren ein innerer Dichtring angeordnet ist. Auf diese Weise wird im fall der Verwendung der Knotenverbindung für ein flüssigkeitsgefülftes Stabwerk eine dichte Verbindung zwischen dem Ansatz des Knotenstückes und dem Rundrohr erreicht.

In einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, daß daß die Überwurfmuttern als Schraubenwendel ausgebildet sind, wobei der Zwischenraum zwischen den Schraubenwindungen in dem Bereich, in dem das Rundrohr in das KnotensWck reicht, durch eine Dichtungsmasse gefüllt ist. Auch hier wird eine abgedichtete Verbindung zwischen dem Knotenstück und dem Rundrohr erzielt.

Die Überwurfmuttern können auch als Hülsen mit in diese eingelassener, z. B. eingegossener Schraubenwendel ausgebildet sein. Dabei kann die Schraubenwendel im Querschnitt auch aus zwei verschieden profilierten Drahthälften zusammengesetzt sein.

Ein Stabwerk mit erfindungsgemäßen Knotenverbindungen nach den Ansprüchen 1 bis 7 oder 8 bis 13 ist vorteilhaft über die Knotenstücke kommunizierend mit einer Flüssigkeit, z. B. Wasser, gefülft und an einen Flüssigkeitskreislauf angeschlossen.

Die Knotenstücke und/oder die Rundrohre können dabei mit einem Ventil ausgerüstet sein, welches durch Überdruck und/oder Ubertemperatur öffnet. So kann im Brandfall ähnlich wie bei einem Sprinklersystem der Brandherd und das Stabwerk mit Wasser besprüht werden. Weiters wird durch die dabei entstehende Strömung im Rohr die Rohrwand gekühlt.

Die Erfindung wird an Hand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen erfindungsgemäßer Knotenverbindungen bzw. eines damit hergestellten Stabwerkes näher erläutert.

Es zeigt Fig.1 ein Stabwerk in Schrägansicht von oben, Fig. 2 ein Knotenstück in vereinfachter Darstellung, Fig. 3 bis 6 verschiedene Ausführungsformen von an das Knotenstück nach Fig. 2 anschließenden Enden von Rundrohren, Fig. 7 eine Knotenverbindung im Querschnitt, Fig. 8 eine andere Ausführungsform einer Knotenverbindung im Querschnitt und Fig. 9 eine Ausführungsform einer Überwurfmutter für die Knotenverbindung nach Fig. 8.

In Fig. 1 ist ein Stabwerk in Form eines typischen zweilagigen Raumfachwerkes, das aus Knotenstücken 1 und aus von Rundrohren 2 gebildeten Stäben besteht, vereinfacht dargestellt. Die Knotenstücke 1 und die Rundrohre 2 bilden mit ihren Hohlräumen ein kommunizierendes Flüssigkeitssystem. Das Flüssigkeitsystem ist über an den Ecken des Raumfachwerks angeordnete Vorlaufleitungen 3 und in der Mitte des Raumfachwerks befindliche Rücklaufleitungen 4 an einen Flüssigkeitskreislauf angeschlossen, in dem ein Flüssickeitsbehäfter 5, ein Zweigventil 6 und eine Pumpe 7 liegen. Über eine vom Zweigventil 6 zur Pumpe 7 führende Bypassleitung kann ein zur Heizung, Kühlung oder Solarenergiegewinnung dienender Wärmetauscher 8 beaufschlagt werden. Die Pumpe 7 kann im Fall der Beheizung über eine Heizungssteuerung und im Brandfall über eine Brandmeldeanlage oder durch einen Schwimmerschalter bei Wasserverlust dürch Öffnen eines der temperatur- und druckabhängigen Ventile im Netz in Betrieb gesetzt werden. Verluste im Flüssigkeitssystem können aus dem Wasserleitungs-Ortsnetz über ein automatisches, vom Niveau des Flüssigkeitsbehälters 5 gesteuertes Ventil 9 ergänzt werden. Als Flüssigkeit kann Wasser, dem ein Korrosionsschutz- und ein Frostschutzmittel zugesetzt ist, verwendet werden.

Fig. 2 zeigt eines der in Fig. 1 mit 1 bezeichneten Knotenstücke.

Die Fig. 3 bis 6 zeigen die mit dem Knotenstück 1 verbundenen Enden von Rundrohren 2, die ein Außengewinde 10 aufweisen. Das Außengewinde 10 der Fig. 3 ist durch Pressen, das Außengewinde 10 der Fig. 4 durch Stauchen und Rollen oder durch Einschneiden in das vorher aufgestauchte Rohrende angeformt. Das in Fig. 5 gezeigte Außengewinde 10 ist durch Auftragschweißen auf dem Ende des Rundrohres 2 hergestellt. Gemäß Fig. 6 ist das Außengewinde 10 auf das Ende des Rundrohres 2 in form einer Schraubenwendel als Profildraht aufgeschweißt, z. B. durch Widerstandspreßschweißen. In allen Fällen ist der Kerndurchmesser di des Außengewindes 10 mindestens gleich groß wie der Außendurchmesser D des Rundrohres 2 und der Rohrquerschnitt somit nicht geschwächt.

In Fig. 7 ist in größerem Maßstab eine Knotenverbindung im Querschnitt gezeigt. Aus Fig. 7 ist ersichtlich, wie das mit einem Außengewinde 10 versehene Ende eines Rundrohres 2 am Knotenstück 1 befestigt ist. Auf das Außengewinde 10 ist eine, über das Rundrohr 2 schiebbare (schraubbare) Überwurfmutter 11 mit einem Innengewinde 12 geschraubt. Dabei ist die Überwurfmutter 11 mit dem vorderen Abschnitt ihres Innengewindes 12 gleichzeitig auf einen ein entsprechendes Außengewinde 13 aufweisenden Ansatz des Knotenstückes 1 geschraubt. Im Spalt zwischen den Enden des Rundrohres 2 und dem das Außengewinde 13 aufweisenden Ansatz des Knotenstückes 1 ist ein Dichtungsring 14 angeordnet. Einer der in Fig. 7 gezeigten Dichtungsringe 14 ist als querschnittsverengende Drossel zur Beeinflussung der Systemdurchströmung ausgebildet. An das Knotenstück 1 ist ein Ventil 15 angeschlossen. Das Ventil 15 dient der Entlüftung oder ist als in Fig. 8 genauer dargestelltes Überdruck- bzw. Übertemperaturventil ausgebildet.

Fig. 8 zeigt eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Knotenverbindung, wobei zweierlei Überwurfmuttern 16 bzw. 17 Anwendung finden. In beiden Fällen ist die Überwurfmutter 16 bzw. 17 mit einem an ihr vorgesehenen Außengewinde 18 bzw. 19 in den ein entsprechendes Innengewinde 20 bzw. 21 aufweisenden Ansatz des Knotenstückes 1 geschraubt. Das Innengewinde 22 bzw. 23 und das Außengewinde 18 bzw. 19 der Überwurfmutter 16 bzw. 17 sind mit gleicher Steigung sowie konzentrisch und entlang deren selben Längsabschnittes der Überwurfmutter 16 bzw. 17 angeordnet. Eine besonders feste Verbindung ergibt sich dadurch, daß die zu einem Knoten verbundenen Rundrohre 2 bis in das Knotenstück 1 hineinreichen.

Die in Fig. 8 gezeigte Überwurfmutter 16 ist als Hülse mit schraubenförmig verlaufendem, wellenförmigem Querschnitt ausgebildet. Sie weist an ihrem hinteren Enden einen radial nach außen vorstehenden Ring 24 auf. Der Ring 24 drückt über einen äußeren Dichtring 25 gegen das Ende des mit dem Innengewinde 20 ausgebildeten Ansatzes des Knotenstückes 1. Außerdem dichtet ein innerer Dichtring 26 zwischen dem Innengewinde 22 der Überwurfmutter 16 und dem Rundrohr 2 ab.

Die in Fig. 8 oben gezeigte Überwurfmutter 17 ist als Schraubenwendel ausgebildet. Nach dem Einschrauben der als Schraubenwendel ausgebildeten Überwurfmutter 17 in den Zwischenraum zwischen dem Innengewinde 21 im Ansatz des Knotenstückes 1 und dem Außengewinde 10 des Rundrohres 2 wird der Zwischenraum zwischen den Windungen der Überwurfmutter 17 durch Einspritzen einer Dichtungsmasse 26 gefüllt.

Fig_. 9 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Überwurfmutter 27, wobei diese als Hülse mit einer in dieser eingegossenen Schraubenwendel 28 ausgebildet ist. Dabei kann die Schraubenwendel 28 im Querschnitt auch aus zwei verschieden profilierten Drahthälften zusammengesetzt sein.

Bei den Knotenverbindungen der Fig. 7 und 8 sind die Knotenstücke 1 hohl und mit in Richtung der Achsen der an sie anschließenden Rundrohre 2 durchgehenden Öffnungen 30 ausgebildet. Die Öffnungen 30 haben einen Durchmesser, der mindestens gleich dem Innendurchmesser d der Rundrohre 2 ist.

In Fig. 8 ist das an ein Rundrohr 2 angeschlossene Ventil 15 näher dargestellt. In das Rundrohr 2 ist ein Ventilrohr 31 eingeschraubt, in dem sich ein durch eine Druckfeder 32 belasteter Ventilkörper 33 befindet. Die Druckfeder 32 drückt am anderen Ende auf ein Schmelzlotplättchen 34, das bei einer entsprechend hohen Temperatur den Weg für die Druckfeder 32 und den Ventilkörper 33 freigibt, so daß Wasser durch das Ventilrohr 31 ausströmen kann. Das Ventilrohr 31 hat außerdem seitliche Öffnungen 35, durch die das Wasser nicht nur im Fall des Schmelzens des Plättchens 34, sondern auch dann austreten kann, wenn der Druck im Flüssigkeftssystem einen so hohen Wert annimmt, daß der Ventilkörper 33 gegen die Kraft der Druckfeder 32 bis zu den Öffnungen 35 gedrückt wird. Eine in das Rundrohr 2 eingesetzte, querschnittsverengende Drossel 36 (Blende) ersetzt bei dieser Ausführungsform den als Drossel wirkenden Dichtungsring 14 der Fig. 7.

Die erfindungsgemäße Knotenverbindung ist für Stabwerke aller Art, insbesondere für räumliche Stabwerke, mehrgurtige Fachwerksträger, Fachwerksscheiben, -tonnen und -faftwerke, ein-und mehrlagige Fachwerkskuppeln, Stabwerkskuppeln, Stabrost- und Flächentragwerke einsetzbar.