Knotenpunktteil zur Verbindung einander benachbarter Bauteile

Abstract

 Ein Knotenpunktteil (1) besteht aus zwei gleichartigen, senkrecht zueinander und ineinander gesteckten Baukörpern (3, 4), in denen sich eine Vielzahl von Bohrungen oder Kanälen (6) zur Aufnahme einer Vielzahl von Stäben (2) befindet. Diese Baukörper (3,4) sind ihrerseits zusammengesetzt aus jeweils zwei im wesentlichen identischen Baukörperhälften (13, 14), die mit ihren beiden Innenseiten (15, 16) eng aneinanderliegen und miteinander verbunden sind. Ein solches Knotenpunktteil (1) eignet sich besonders für den Modellbau.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Knotenpunktteil zur Verbindung einander benachbarter Bauteile, vorzugsweise für den Modellbau, welches mit Ausnehmungen zur Befestigung von Elementen eines Flächen- oder Raumgitterwerkes versehen ist. Derartige Knotenpunktteile können z.B. im Gerüst- oder Modellbau Verwendung finden und haben im allgemeinen etwa die Form einer Kugel, in die radiale Ausnehmungen zum Einschrauben oder sonstigen Befestigen von Gerüststangen oder von an beliebigen Bauteilen angeordneten Gewindezapfen oder dergleichen eingearbeitet sind. Solche Knotenpunktteile zeigt z.B. die DE - C 876 977, die DE - C 901 955, oder die DE - A 2 905 638.

[0002] Davon abgesehen, daß solche kugelförmigen Knotenpunktteile gewöhnlich massiv und damit sehr schwer sind, besteht vor allem auch noch die weitere Schwierigkeit, daß derartige Knotenpunktteile im allgemeinen einer mechanischen Bearbeitung bedürfen, wodurch sich ihre Herstellungskosten und damit der Preis erhöhen bzw. erhöht.

[0003] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein Knotenpunktteil zu schaffen, das einerseits nur ein geringes Gewicht aufweist, andererseits aber aus einem eine ausreichende Festigkeit und Steifigkeit aufweisenden Material, z.B. Aluminium oder Kunststoff, preiswert hergestellt werden kann.

[0004] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem eingangs genannten Knotenpunktteil gelöst durch zwei gleichartige, zylindrische oder prismatische Baukörper, die als Ausnehmungen zur Befestigung jeweils eine Vielzahl im wesentlichen radial gerichteter Bohrungen oder Kanäle sowie eine sich von der Mittelachse des jeweiligen Baukörpers bis zum Rand desselben erstreckende Aussparung aufweisen, deren Breite derart gleich der Baukörperhöhe ist, daß diese beiden Baukörper kreuzweise ineinandergesteckt zusammen ein Knotenpunktteil mit vier um je 90⁰ zueinander versetzten, radial nach außen vorstehenden Rippen bilden. - Da diese beiden Baukörper nicht nur im wesentlichen rotationssymmetrisch, sondern darüber hinaus auch völlig gleichartig ausgebildet sein können, kann man sie leicht aus Aluminium durch Druckguß oder aber aus Kunststoff durch Spritzguß herstellen. Wichtig hierbei ist lediglich, daß diese beiden, zusammen das Knotenpunktteil bildenden Baukörper eine ausreichende Steifigkeit und Festigkeit haben, um den auftretenden mechanischen Beanspruchungen standhalten zu können.

[0005] Bei einer besonders zu bevorzugenden Ausführungsform gemäß Anspruch 3 weisen diese Baukörper einen sechs- oder auch achteckigen Querschnitt auf, wobei die einander benachbarten Bohrungen oder Kanäle dann jeweils einen Winkel von 60° bzw. von 45° einschließen.

[0006] Wird das erfindungsgemäße Knotenpunktteil für den Modellbau oder aber auch für Spielzeugkästen oder dergleichen verwendet, so sind die hierbei auftretenden Belastungen nur relativ klein, wodurch es möglich ist, die erfindungsgemäßen Baukörper jeweils aus einem elastischen Werkstoff, insbesondere aus Kunststoff, zu fertigen.

[0007] Die Verwendung dieses elastischen Materials ermöglicht es ferner, daß in einem Abstand von der jeweiligen Außenseite des betreffenden Knotenpunktteils in den radial gerichteten Bohrungen jeweils eine, eine Hinterschneidung bildende Ringnut eingearbeitet ist, deren Boden zweckmäßig derart kugelförmig gestaltet ist, daß die Ringnut einen die Form eines Kugelabschnitts aufweisenden Hohlraum bildet.

[0008] Eine weitere Vereinfachung bei der Fertigung eines solchen Baukörpers läßt sich in bevorzugter Weiterbildung der Erfindung dadurch erreichen, daß jeder der beiden Baukörper aus zwei gleichartigen Baukörperhälften zusammengesetzt ist, die in der durch die Längsachsen der radialen Bohrungen oder Kanäle bestimmten Mittelebene satt aneinander liegen und miteinander verklebt, verschweißt oder sonstwie verbunden sind, wobei die in einem Baukörper befindlichen radialen Bohrungen oder Kanäle jeweils durch einander gegenüberstehende, in den gegenüberliegenden Seiten der beiden Baukörperhälften befindliche, im Querschnitt vorzugsweise halbkreisförmige Längsnuten gebildet sind. Diese Aufteilung eines Baukörpers in zwei Baukörperhälften bringt den besonderen Vorteil mit sich, daß nunmehr das zum Spritzgießen dieser Baukörperhälften erforderliche Werkzeug wesentlich einfacher zu gestalten ist, insbesondere, wenn die in dem betreffenden Baukörper befindlichen radialen Bohrungen oder Kanäle beider Baukörperhälften die Gestalt offener Rinnen aufweisen, die nach dem Zusammenfügen der beiden Baukörperhälften die radial gerichteten Bohrungen oder Kanäle bilden.

[0009] Um diese beiden Baukörperhälften sicher relativ zueinander zu zentrieren und darüber hinaus auch gegen eine Verdrehung relativ zueinander zu sichern, sind in weiterer Ausgestaltung der Erfindung in den aneinander anliegenden Seiten der beiden Baukörperhälften zylindrische Ausnehmungen eingeformt, deren Längsachsen relativ zu den Längsachsen der radialen Bohrungen oder Kanäle senkrecht gerichtet sind und in die jeweils an der gegenüberliegenden Seite der anderen Baukörperhälfte angeformte Zapfen oder dergleichen satt eingreifen.

[0010] Sollen diese beiden aus Kunststoff gefertigten Baukörperhälften beispielsweise durch Ultraschallschweißung miteinander verbunden werden, so ist es zweckmäßig, wenn an mindestens einer der beiden einander gegenüberstehenden Seiten der beiden Baukörperhälften vorstehende Rippen, Füße, Zapfen oder dergleichen angeformt sind, wodurch der Berührungsquerschnitt zwischen den beiden Baukörperhälften erheblich reduziert und damit die Wirkung des Ultraschalls erheblich erhöht wird.

[0011] Mittels eines solchen aus Kunststoff bestehenden Knotenpunktteils können völlig beliebig gestaltete Bauteile sowie auch Stäbe miteinander verbunden werden. Diese Bauteile und Stäbe weisen dabei jeweils einen satt in eine in dem betreffenden Knotenpunktteil befindliche Radialbohrung eingreifenden Zapfen auf, wobei dann mindestens dieser Zapfen ebenfalls aus einem elastischen Werkstoff, z.B. aus Kunststoff, besteht. Ferner ist am Außenumfang eines solchen Zapfens zweckmäßig eine in radialer Richtung überstehende, in eine in der Radialbohrung befindliche Ringnut eingreifende Verstärkung angebracht. Diese Verstärkung ist dabei vorteilhaft am Zapfenende angeformt und kugelig ausgebildet.

[0012] Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus dem im folgenden beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten, in keiner Weise als Einschränkung der Erfindung zu verstehenden Ausführungsbeispiel, sowie aus den Unteransprüchen. Es zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Knotenpunktteils nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung, mit daran befestigten Stäben,

Fig. 2 und 3 jeweils eines der beiden gleichartigen, das Knotenpunktteil bildenden Bauteile, die zueinander um 90° versetzt sind, vor dem Zusammenbau,

Fig. 4 einen Schnitt durch das in Fig. 2 gezeigte Bauteil längs der Linie 4-4 der Fig. 2, in vergrößertem Maßstab,

Fig. 5 eine teilweise geschnittene Draufsicht von oben auf den in Fig. 2 dargestellten Baukörper, ebenfalls in vergrößertem Maßstab, und

Fig. 6 eine Draufsicht auf die Innenseite einer Baukörperhälfte des in Fig. 5 dargestellten Baukörpers, gesehen in Richtung des Pfeiles A der Fig. 5.

[0013] Fig. 1 zeigt ein mit 1 bezeichnetes Knotenpunktteil, das der Verbindung von mit 2 bezeichneten Elementen, hier in Form von Stäben, dient. Das Knotenpunktteil 1 ist aus den beiden in Fig. 2 und 3 dargestellten Baukörpern 3 und 4 zusammengesetzt, welche jeweils die Form eines achteckigen Prismas aufweisen. In jeden Baukörper 3, 4 sind vier jeweils einen Winkel von alpha = 45° einschließende, zu den äußeren Seitenflächen 5, also den Stirnflächen der Prismen, dieser Baukörper parallel verlaufende, durchgehende Bohrungen oder Kanäle 6 eingearbeitet. Außerdem hat jeder Baukörper 3, 4 eine mit 7 bezeichnete, rechteckförmige Aussparung, die sich von seinem Außenrand 9 bis zu seiner Mittelachse 8 erstreckt. Die Breite b dieser Aussparung 7 ist dabei gleich der Höhe h jedes der beiden Baukörper 3 und 4. Hierdurch ist es möglich, die beiden Baukörper 3 und 4 in Richtung der beiden Pfeile 10 und 11 so ineinander zu stecken, daß das in Fig. 1 dargestellte Knotenpunktteil 1 mit seinen vier jeweils um 90° zueinander versetzten, radial nach außen stehenden Rippen 12 entsteht; das als Knotenpunktteil für ein Raumgitter geeignet ist.

[0014] Wie sich ferner aus den Fig. 1 und 3, insbesondere aber aus Fig. 4 und 5 ergibt, besteht jeder der beiden Baukörper 3, 4 wieder jeweils aus zwei mit 13 und 14 bezeichneten Baukörperhälften, die mit ihren einander gegenüberliegenden Innenseiten 15 und 16 gegeneinander anliegen und miteinander verklebt oder verschweißt sind, z.B. durch Ultraschallschweißen.

[0015] Fig. 6 zeigt eine Ansicht der einen Baukörperhälfte 13, gesehen in Richtung des Pfeiles A der Fig. 5. Hierbei sind in der Innenseite 15 dieser Baukörperhälfte 13 sieben mit 17 bezeichnete Rinnen eingeformt, die jeweils um den Winkel alpha = 45° zueinander versetzt sind. Damit diese Rinnen 17 mit den in der gegenüberliegenden Innenseite 16 der anderen Baukörperhälfte 14 befindlichen Gegenrinnen 18 jeweils einen der Bohrung bzw. dem Kanal 6 ähnlichen Kanal bilden, ist der Querschnitt dieser Rinnen 17, 18 jeweils halbkreisförmig. Diese Rinnen 17, 18 treffen sich dabei in der Mittelachse 8 und laufen jeweils in eine mit 19 bezeichnete öffnung aus, die sich kegelartig nach außen erweitert. In einem mit a (Fig. 6) bezeichneten Abstand von dem Rand 9 dieser Baukörperhälften 13 und 14 ist in jeder der Rinnen 17 und 18 eine mit 20 bezeichnete Ringnut eingeformt, die zusammen mit der Rinne 17 bzw. 18 wie dargestellt einen halbkugelförmigen Hohlraum 21 bildet.

[0016] Wie Fig. 5 zeigt, sind zwischen diesen Rinnen 17 und 18 in der Innenseite 15 der Baukörperhälfte 13 jeweils zylindrische Aussparungen 22 eingearbeitet, in die an der gegenüberliegenden Innenseite 16 der anderen Baukörperhälfte 14 angeformte, die gleichen Abmessungen aufweisende Zapfen 23 hineinragen. Desgleichen sind auch in der Innenseite 16 der anderen Baukörperhälfte 14 zylindrische Aussparungen 24 eingearbeitet und diesen an der Innenseite 15 der Baukörperhälfte 13 angeformte Zapfen 25 zugeordnet. Diese Zapfen 23, 25 dienen zur Verbindung und zur richtigen Positionierung der beiden Baukörperhälften 13, 14.

[0017] Um diese beiden aus Kunststoff gefertigten Baukörperhälften 13, 14 gegebenenfalls mittels Ultraschall miteinander zu verschweißen, sind, wie das Fig, 6 zeigt, an den Innenseiten 15 bzw. 16 dieser Baukörperhälften 13, 14 jeweils nur gestrichelt dargestellte Füße 26 angeformt, die gegen die Innenseite 16 bzw. 15 der anderen Baukörperhälfte 14 bzw. 13 vorstehen und beim Verbinden dieser beiden Baukörperhälften 13 und 14 an der jeweils gegenüberstehenden Innenseite anliegen. Diese Füße 26 bewirken dabei die für eine Ultraschallverbindung erforderliche Reduzierung des Anlage. - querschnitts, wodurch eine sichere Verbindung zwischen den beiden Baukörperhälften 13 und 14 gewährleistet wird.

[0018] Bei der Montage des in Fig. 1 dargestellten Knotenpunktteils 1 werden die aus Kunststoff bestehenden Baukörperhälften 13 und 14 jeweils mit ihren Innenseiten 15 und 16 aneinandergelegt, wobei die zylindrischen Zapfen 23 und 25 in die ihnen gegenüberliegenden zylindrischen Aussparungen 22 bzw. 24 eingreifen und so die beiden Baukörperhälften 13 und 14 gegen Verdrehung sichern. Danach werden die beiden Baukörperhälften 13, 14 intensiv miteinander verklebt, verschweißt oder sonstwie verbunden, wodurch die in den Fig. 2 und 3 dargestellten Baukörper 3, 4 entstehen. Diese beiden Baukörper 3 und 4 werden alsdann in der schon oben erwähnten Weise in Richtung der Pfeile 10 und 11 ineinandergesteckt und ggf. verklebt oder sonstwie verbunden, wodurch das Knotenpunktteil 1 gebildet wird.

[0019] Dieses Knotenpunktteil 1 dient der Verbindung der mit 2 be_- zeichneten Stäbe, deren Stabenden 27 jeweils in ihrer axialen Verlängerung einen Zapfen 28 aufweisen, der in axialer Richtung in eine der in dem Knotenpunktteil 1 befindlichen Bohrungen 6 einzuführen ist. Wie insbesondere die Fig. 4 und 6 zeigen, laufen die Zapfen 28 jeweils in kugelförmige Enden 29 aus, deren Durchmesser D (Fig. 6) größer ist als der Durchmesser d der Bohrungen oder Kanäle 6. Beim Hineinstecken dieser Zapfenenden 29 in die ihnen zugeordneten Bohrungen 6 muß somit jeweils das elastische Kunststoffmaterial des ringförmigen Mündungsbereichs 30 ausweichen, um den Durchtritt des kugelförmigen Zapfenendes 29 zu ermöglichen. Ist dieses Zapfenende 29 in den kugelförmigen Hohlraum 21 der betreffenden Bohrung 6 eingetreten, so nimmt der ringförmige Bereich 30 wieder seine ursprüngliche Gestalt an und umschließt derart den mit 31 bezeichneten Hals dieses Zapfens 28, daß sich das kugelige Zapfenende 29 nicht mehr aus der Bohrung 6 zu lösen vermag. Damit ist aber ein sicherer Sitz des Zapfenendes 29, des Stabendes 27 und damit auch des gesamten Stabes 2 gewährleistet.

[0020] Soll der Stab 2 wieder vom Knotenpunktteil 1 gelöst werden, so ist auf ihn ein entsprechender Zug auszuüben, so daß nunmehr das kugelige Zapfenende 29 wieder aus der Bohrung 6 herausrutscht, wobei der ringförmige Bereich 30 wiederum eine elastische Verformung erfährt und ein Passieren des kugeligen Zapfenendes 29 ermöglicht.

[0021] Ist das zuvor ausführlich beschriebene Knotenpunktteil 1 aus Kunststoff gefertigt, so ist es sehr leicht und elastisch, was die besondere Möglichkeit eröffnet, es sowohl im Modellbau als auch bei Spielzeugen mannigfacher Art, insbesondere aber in Spielzeugbaukästen, zu verwenden.

Ansprüche

1. Knotenpunktteil zur Verbindung einander benachbarter Bauteile, vorzugsweise für den Modellbau, welches mit Ausnehmungen zur Befestigung von Elementen eines Flächen-oder Raumgitterwerks versehen ist,
gekennzeichnet durch-zwei gleichartige, zylindrische oder prismatische Baukörper (3, 4), die als Ausnehmungen zur Befestigung jeweils eine Vielzahl im wesentlichen radial gerichteter Bohrungen oder Kanäle (6) sowie eine sich von der Mittelachse (8) des jeweiligen Baukörpers (3, 4) bis zum Rand (9) desselben erstreckende Aussparung (7) aufweisen, deren Breite (b) derart gleich der Baukörperhöhe (h) ist, daß diese beiden Baukörper (3, 4) kreuzweise ineinandergesteckt zusammen ein Knotenpunktteil (1) mit vier um je 90° zueinander versetzten, radial nach außen vorstehenden Rippen (12) bilden.

2. Knotenpunktteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen oder Kanäle (6) der einzelnen Baukörper (3, 4) durchgehend ausgebildet sind.

3, Knotenpunktteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Baukörper (3, 4) einen sechs- oder auch achteckigen Querschnitt aufweist, und daß die einander benachbarten Bohrungen oder Kanäle (6) jeweils einen Winkel (alpha) von 60° bzw. 45° einschließen.

4. Knotenpunktteil nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Baukörper (3, 4) jeweils aus einem elastischen Material, insbesondere aus einem Kunststoff oder dergleichen, bestehen.

5. Knotenpunktteil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in den radial gerichteten Bohrungen oder Kanälen (6) jeweils in einem Abstand (a) von der zugeordneten Außenseite (9) des Baukörpers (3, 4) eine eine Hinterschneidung bildende Ringnut (20) eingearbeitet ist, welche einen vorzugsweise die Form.eines Kugelabschnitts aufweisenden Hohlraum (21) bildet.

6. Knotenpunktteil nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der beiden Baukörper (3, 4) aus zwei gleichartigen Baukörperhälften (13, 14) zusammengesetzt ist, die in der durch die Längsachsen der radialen Bohrungen oder Kanäle (6) bestimmten Mittelebene (15, 16) satt aneinander anliegen und miteinander verklebt, verschweißt oder sonstwie verbunden sind, wobei die in einem Baukörper (3, 4) befindlichen radialen Bohrungen oder Kanäle (6) jeweils durch einander gegenüberstehende, in den gegenüberliegenden Seiten (15, 16) der beiden Baukörperhälften (13, 14) befindliche, im Querschnitt vorzugsweise halbkreisförmige Längsnuten (17, 18) gebildet sind.

7. Knotenpunktteil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in den aneinanderliegenden Seiten (15, 16) der beiden Baukörperhälften (13, 14) zylindrische Ausnehmungen (22, 24) eingeformt sind, deren Längsachsen relativ zu den Längsachsen der radialen Bohrungen (6) senkrecht gerichtet sind und in die jeweils an der gegenüberstehenden Seite (16, 15) der anderen Baukörperhälfte (14, 13) angeformte Zapfen (23, 25) oder dergleichen satt eingreifen.

8. Knotenpunktteil nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß an mindestens einer der beiden einander gegenüberstehenden Seiten (15, 16) der Baukörperhälften (13, 14) vorstehende Rippen, Füße (26), Zapfen oder dergleichen angeformt sind.

9. Bauteil für ein Knotenpunktteil nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil (2) einen satt in eine in dem Knotenpunktteil (1) befindliche Radialbohrung (6) eingreifenden Zapfen (28) aufweist.

10. Bauteil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens der Zapfen (28) aus einem elastischen Werkstoff, insbesondere einem elastischen Kunststoff oder_.dergleichen, besteht und an seinem Außenumfang eine in radialer Richtung überstehende, in eine in der Radialbohrung (6) befindliche Ringnut (20) eingreifende Verstärkung (29) aufweist, welch letztere vorzugsweise am Zapfenende (27) angeformt und kugelig ausgebildet ist.

Zeichnung