DE2151102B2 - Tragwerk und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Tragwerk, bestehend aus mehreren Längsstäbcn, die so zueinander angeordnet sind, daß sie einen vieleckigen Querschnitt mit mindestens drei ticken bilden, und die Längsstäbe fest verbindenden geraden Verbindungsstababschnitten, wobei jeder gerade Verbindungsstababschnitt an den Berührpunkten mit den jeweiligen Längsstäben

befestigt und Teil eines von mindestens zwei Drahtsystemen ist, welche jeweils aus mindestens einem einen längs der Tragwerkachse fortschreitenden Verlauf aufweisenden Draht gebildet sind, und jeder Draht des einen Drahtsystems einen gegenüber jedem Draht des anderen Drahtsystems gegensinnigen Verlauf aufweist, sowie Verfahren zum Herstellen eines Tragwerks, bei dem mehrere, einen vieleckigen Querschnitt mit mindestens drei Ecken bildende Längsstäbe mit mindestens zwei Drahtsystemen, weiche jeweils aus mindestens einem einen längs der Tragwerkachse fortschreitenden Verlauf aufweisenden Draht gebildet sind, fest verbunden werden.

Aus der AT-Pi 184714 ist ein Tragwerk bekannt, bei dem drei Längsstäbe mit geraden Verbindungsstababschnitten fest verbunden sind, wobei die geraden Verbindungsstababschnitte aus zwei Drahtsystemen von schraubenlinienähnlichem Verlauf und gleichem Querschnitt aufweisenden Drähten gebildet sind. Die beiden jeweils ein Drahtsystem bildenden Drähte sind jeweils im entgegengesetzten Sinn gewikkelt. Beide Drahtsysteme sind außen an den Längsstäben angeordnet. Dabei sind die Drahtsysteme so angeordnet, daß regelmäßig wiederkehrende räumliche, pyramidenförmige Tragwerksabschnitte entstehen. An der Spitze einer Pyramide kreuzen sich die Drähte der beiden Drahtsysteme genau bei einem Lüngsstab, während sich die Drähte der beiden Drahtsysteme an der Basis der Pyramide genau zwischen den beiden anderen Längsstäben kreuzen. Um die einzelnen Pyramiden möglichst dicht nebeneinander anzuordnen, verläuft der Draht der beiden Drahtsysteme zwischen den beiden Basislängsstäben nahezu parallel. Dies hatte den Nachteil, daß hier nicht an allen Tragwerkseiten regelmäßige Fachwerke hoher Tragfestigkeit gebildet sind. Des weiteren ergibt sich ein Nachteil daraus, daß die beiden Drahtsysteme exakt positioniert werden massen, um einen räumlichen pyramidenförmigen Tragwerksabschnitt zu bilden. Dieses exakte Positionieren der beiden Drahtsysteme übereinander führt zu einer Verlangsamung der Festigung, da jeweils Vorkehrungen getroffen werden müssen, um zu verhindern, daß die beiden Drahtsysteme an der Pyramidenspitze voneinander wegrutschen.

Aus der CH-PS 354919 sind Tragwerke bekannt, bei denen jeweils außen an ein Drahtsystem, welches aus einem schraubcngewickclten Draht besteht, verschiedenartig profilierte Längsstäbe befestigt sind. Diese Tragwerke weisen an den Tragwcrksseitcn keine für sich tragfähigen Fachwerke auf und sind als Tragwerk nicht günstig, da sie die üblicherweise an einem Tragwerk angreifenden Schubkräfte nicht genügend aufnehmen können.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Tragwerk der genannten Art zu schaffen, das bie einfachem und lcichtem Aufbau eine hohe Tragfähigkeit aufweist, sowie Verfahren zu seiner Herstellung anzugeben, welche einfach und wirtschaftlich sind und eine kostengünstige Serienfertigung ermöglichen.

Diese Aufgabe wird bezüglich des Tragwerks erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jedes Drahtsystem aus mindestens zwei in Tragwerksrichtung im Abstand zueinander angeordneten, einen etwa schrauhcnlinienförmigen Verlauf aufweisenden Drähten besteht, die jeweils an ihren jeweiligen Berührpunkten mit den Längsstäben fest verbunden sind, und daß die Drähte des ersten Drahtsystems und die Drähte des zweiten Drahtsystems mit den Längsstäben an jeder BegrenZungsfläche des Tragwerks ein Fachwerk bilden. Durch diese Maßnahme wird an jeder Seite des Tragwerks ein Fachwerk gebildet, wodurch ein statisch bestimmtes System entsteht, das eine: hohe Belastbarkeit des Tragwerks ermöglicht.

Eine günstige Ausbildung ist darin zu sehen, daß die Drähte des einen Drahtsystems so zu den Drähten des anderen Drahtsystems angeordnet sind, daß sich ihre Kreuzungspunkte jeweils ani einem der Längs-

Hi stäbe befinden. Auf diese Weise entstehen die Knotenpunkte jeweils an den Längsstäben, wodurch die auf die Längsstäbe zu übertragenden Kräfte optimal eingetragen werden.

Eine günstige Ausführung ist dadurch gegeben, daß jedes Drahtsystem aus mindestens drei Drähten bestehr, die an allen Berührpunkten miteinander feste Verbindungen aufweisen. Dadurch entstehen weitere Kreuzungspunkte, die in der Mitte der Begrenzungsflächen angeordnet sind, wodurch die wirksame Stab-

2« länge auf die Hälfte verkürzt wird.

Es kann vorteilhaft sein, daß das eine Drahtsystem innerhalb und das andere Drahtsystem außerhalb der Längsstäbe angeordnet ist. Auf diese Weise erzielt man eine symmetrische Einleitung der von den Stäben des Drahtsystems übertragenen Kräfte auf die Längsstäbe.

Eine vorteilhafte Ausbildung kann darin gesehen werden, daß der durch die Längsstäbe bestimmte Querschnitt des Tragwerks quadratisch ist. Dadurch

w ist das Tragwerk einer höheren Belastung aussetzbar. Eine günstige Ausbildung ist darin zu sehen, daß die beiden Drahtsysteme mindestens je drei Drähte aufweisen.

Es kann günstig sein, daß das Tragwerk mittels ei-

.15 nes oder mehrerer in Längsrichtung desselben verlaufender eingespannter Drähte vorgespannt ist.

Bezüglich des Verfahrens zum Herstellen eines Tragwerks nach den Ansprüchen I bis 7 wird die diesbezügliche Aufgabe der Erfindung in einer ersten Al-

4Ii ternative dadurch gelöst, daß folgende Verfahrensschritte ausgeführt werden:

- Wickeln und Ausbilden mindestens zweier Drähte mit schraubenlinicnähnlichem Verlaut zu einem ersten Drahtsystem,

is - Strecken des ersten Drahtsystems,

- Geraderichten der einzelnen, von jeweiligen Zuführstationen kommenden Längsstäbe,

- seitliches Heranführen der einzelnen geradegerichteten Längsstäbe an das gestreckte erste

5(i Drahtsystem,

- Hindurchführen des ersten, gestreckten Drahtsystems und jedes herangeführten, gcradegerichteten Längsstabs durch eine Fertigungsstation für das zweite Drahtsystem,

- Wickeln und Ausbilden zweier Drähte mit gegenüber dem Draht des ersten Drahtsystems gegensinnig verlaufendem, schraubenlinicnähnlichem Verlauf um das innen in die Fertigungsstation zugeführte erste Drahtsystem und die

mi zusammen mit diesem innen zugeführten geradegerichteten Längsstäbe herum, zu einem zweiten Drahtsystem,

- Strecken des zweiten Drahtsystems,

- Herstellen einer festen Verbindung zwischen den ιό jeweils gegensinnig verlaufenden Drähten der jeweiligen Drahtsysteme und den mit diesen Driihten an jeder Begrenzungsfläche des Tragwerksein Fachwerk bildenden jeweiligen Längs-

stäben,

- Schneiden des Tragwerks in Tragwerkstücke vorbestimmter Länge.

Ein alternatives Verfahren zum Herstellen des erfindungsgemäßen Tragwerks ist dadurch gegeben, daß folgende Verfahrensschritte ausgeführt werden:

- Zusammenfügen von Längsstäben auf einem Fertigungsband,

- Zusammenführen der vorbestimmten Anzahl von Längsstäben mit den beiden jeweils gegensinnigen Drahtverlauf aufweisenden Drahtsystemen,

- Anordnen der beiden Drahtsysteme und der Längsstäbc in ihre jeweils vorgesehene Lage,

- Herstellen einer festen Verbindung zwischen den jeweils gegensinnig verlaufenden Drähten der jeweiligen Drahtsysteme und den mit diesen Drähten an jeder Begrenzungsfläche des Tragwerks ein Fachwerk bildenden jeweiligen Längsstäben,

- Schneiden des Tragwerks in Tragwerkstücke vorbestimmter Länge.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele eines Tragwerks nach der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 bis 3 in der Perspektive den Aufbau des Tragwerks in einer Ausführung, Fig. 4 einen Querschnitt des Tragwerks,

Fig. 5 einen Querschnitt des Tragwerks in einer anderen Ausführung,

Fig. 6 das in Fig. 5 gezeigte Tragwerk aufgeschnitten und in der Ebene ausgebreitet,

Fig. 7 einen Querschnitt einer Ausführungsform des Tragwerks in vorgespannter Ausbildung,

Fig. 8 das Tragwerk teilweise in einer Beton- oder Kunststoffplatte eingebettet,

Fig. 9 eine Draufsicht einer Maschine zur Herstellung des Tragwerks,

Fig. 10 einen Schnitt dieser Maschine, und

Fig. 11 eine Draufsicht einer anderer·. Maschine zur Herstellung des Tragwerks.

Das in Fig. 1 bis 4 dargestellte Tragwerk ist von quadratischem Querschnitt und besteht aus vier i η den Ecken vorgesehenen Längsstäben 1 bis 4, die mit Querstäben verbunden sind. Die Querstäbe sind aus zwei Systemen von etwa schraubenlinienförmig gewickelten Drähten 5 bis 8 gebildet, wobei die Drähte 5 und 6 des einen Systems im einen Sinne und die Drähte 7 und 8 des anderen Systems im entgegengesetzten Sinne gewickelt sind. Die Drähte 5 bis 8 sind an den Kreuzungsstellen mit den Längsstäben 1 bis 4 verbunden.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, sind die etwa schraubenlinienförmig gewickelten Drähte 5 bis 8 der beiden Systeme mit den Längsstäben an den zusammenfallenden Punkten verbunden.

Die Drähte 5 und 6 des einen Systems sind im Verhältnis zu den Längsstäben 1 bis 4 des Tragwerks außerhalb angeordnet, während die Drähte 7 und 8 des anderen Systems im Verhältnis zu den Längsstäben 1 bis 4 des Tragwerks innnerhalb angeordnet sind. Die Schraubenwicklungen haben hierbei einen solchen Querschnitt, daß sie die Längsstäbe 1 bis 4 zwischen sich in den Ecken fixieren.

In Fig. 1 sind die vier Längsstäbe 1 bis 4 sowie der gewickelte Draht 5 veranschaulicht. In Fig. 2 sind die vier Längsstäbe 1 bis 4 sowie die gewickelten Drähte 5 und 6 gezeigt, welche zusammen das eine System bilden. In Fig. 3 ist das ganze Tragwerk dargestellt, welches mit den gewickelten Drähten 7 und 8 ergänzt worden ist, die zusammen das andere System bilden und im Verhältnis zu den gewickelten Drähten 5 und 6 gegenläufig sind.

Das in Fig. 5 und 6 gezeigte Tragwerk ist von dreieckigem Querschnitt und besteht einerseits aus den in den Ecken des Querschnittes gelegenen Längsstäben 11 bis 13 und andererseits aus etwa den schrau-

Ki bcnlinienförmig gewickelten Drähten 14 bis 19. Von diesen Drähten sind die Drähte 14 bis 16 im einen Sinne gewickelt, während die Drähte 17 bis 19 im entgegengesetzten Sinne gewickelt sind, vgl. Fig. 6, wo die Drähte durch verschiedene Markierungen angegeben sind.

Gemäß Fig. 7 ist das Tragwerk mittels Vorspanndrähten 20 vorgespannt, die zwischen den innnerhalb und den außerhalb angeordneten gewickelten Drähten geführt sind. Gemäß Fig. 8 ist das Tragwerk teilweise in einer Beton- oder Kunststoffplatte eingebettet.

Normalerweise ist das Tragwerk aus Stahl aufgebaut, jedoch können auch andere Werkstoffe wie Aluminium in Frage kommen.

Eine in Fig. 9 und 10 dargestellte Maschine ist zur Herstellung des Tragwerks gemäß Fig. 1 bis 4 bestimmt. Sie umfaßt ein Fertigungsband zum Vorschub von Stäben 1 bis 4, die sukzessiv mit neuen Stäben aus einem Vorrat 21 zusammengefügt werden. 22 bezeichnet ein Pufferlager für die gewickelten Drähte 5 und 8, die in demselben Paket wie die Längsstäbe gelagert werden. Wenn ein solches Paket dem Fertigungsband zugeführt wird, bleibt die Fertigung vorübergehend stehen. Der erforderliche Platz für da; Paket wird durch Abschneiden der Stäbe 1 bis 4 aul dem Fertigungsband bereitgestellt, wonach die Längsstäbe des Pakets mit den Stäben 1 bis 4 zusammengefügt werden. Ein derartiger Abschneidevorgang wird verhältnismäßig selten vorgenommen, άί

4» die in einem Paket befindlichen Drähte 5 bis 8 zui Herstellung mehrerer Tragwerke ausreichen. Die Drähte 5 bis 8 werden sodann herausgezogen und voi dem Schweißvorgang im Verhältnis zu den Stäben 1 bis 4 genau orientiert. Ein in Fig. 10 im Querschnitt gezeigtes Schweißgerät 23 ist derart ausgebildet, daC die Schweißwärme in jedem Schweißpunkt zwischer den Stäben 1 bis 4 und den Drähten 5 bis 8 gleich hoch ist. Die Schweißwärme wird symmetrisch abgewogen. Nach dem Schweißvorgang wird das fertige

so Tragwerk mit einem ein präzises Schneiden ausfüh renden Messer 24 in geeignete Längen geschnitten Die somit hergestellten Tragwerke werden in ein Puf ferlager 25 übergeführt.

Eine Maschine gemäß Fig. 11 ist für vollautoma tische Fertigung bestimmt. Der Vorschub der Stäbe 1 bis 4 erfolgt hier über vier gesonderte Stationen 26 die aus Winden und Richtwerkzeugen bestehen. Be gröberen Abmessungen wird dieser Vorschub durcl ein kontinuierliches Zusammenfügen Stab für Stal ersetzt.

Die gewickelten Drähte 5 bis 8 werden in diese Maschine von einem Paar Wickelmaschinen 27 un< 28 gewickelt.

Die Wickelmaschine 27 für die inneren Drähte ' und 8 besteht somit aus einer beweglichen, umlaufen den Einheit mit einer Anzahl Winden und Richtwerk zeugen sowie aus einer festen Einheit bestehend au einer Krone, um welche die Drähte 7 und 8 aufgewik

kelt werden.

Bei 29 werden die schraubengewickelten Drähte 7 und 8 gestreckt, um eine Querschnittsverminderung herbeizuführen und einen Durchtiiti durch die Achse der Wickelmaschine 28 zu ermöglichen. Die Stäbe 1 bis 4 werden von einer Reihe von Rollen 30 für den entsprechenden Durchtritt gesammelt.

Die Wickelmaschine 28 für die äußeren Drähte 5 und 6 ist in der gleichen Weise aufgebaut wie die Wikkelmaschine 27 für die inneren Drähte 7 und 8, hat jedoch die entgegengesetzte Umlaufrichtung. Nach der Wickelmaschine 28 ist die in Fig. 11 dargestellte Maschine in dergleichen Weise aufgebaut wie die Maschine gemäß Fig. 9 und 10.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Tragwerk, bestehend aus mehreren Längsstäben, die so zueinander angeordnet sind, daß sie einen vieleckigen Querschnitt mit mindestens drei Ecken bilden, und die Längsstäbe fest verbindenden geraden Verbindungsstababschnitten, wobei jeder gerade Verbindungsstababschnitt an den Berührpunkten mit den jeweiligen Längsstäben iu befestigt und Teil eines von mindestens zwei Drahtsystemen ist, welche jeweils aus mindestens einem einen längs der Tragwerkachse fortschreitenden Verlauf aufweisenden Draht gebildet sind, und jeder Draht des einen Drahtsystems einen gegenüber jedem Draht des anderen Drahtsystems gegensinnjgen Verlauf aufweist, dadurch gekennzeichnet,daß jedes Drahtsystem aus mindestens zwei inTragwerksrichtung im Abstand zueinander angeordneten, einen etwa schrauben»"- 2<i nienförmigen Verlauf aufweisenden Drähten (5, 6; 7,8; 14-16,17-19) besteht, die jeweils an ihren jeweiligen Berührpunkten mit den Längsstäben (1-4, 11-13) fest verbunden sind, und daß die Drähte (5,6; 14-16) des ersten Drahtsystems und die Drähte (7,8; 17-19) des zweiten Drahtsystems mit den Längsstäben (1-14; 11-13) an jeder Begrenzungsfläche des Tragwerks ein Fachwerk bilden.

2. Tragwerk nach Anspruch 1, dadurch ge- 3d kennzeichnet, daß die Drähte (5, 6) des einen Drahtsystems so zu den Drähten (7, 8) des anderen Drahtsystems angeordnet sind, daß sich ihre Kreuzungspunkte jeweils an einem der Längsstäbc (1-4, 11-13) hefinden.

3. Tragwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Drahtsystem aus mindestens drei Drähten (14-16, 17-19) besteht, die an allen Berührpunkten miteinander feste Verbindungen aufweisen. 4(1

4. Tragwerk nach einem der Ansprüche 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Drahtsystem innerhalb und das andere Drahtsystem außerhalb der Längsstäbc (1-4, 11-13) angeordnet ist.

5. Tragwerk nach einem der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die Längsstäbc (1-4) bestimmte Querschnitt des Tragwerks quadratisch ist.

6. Tragwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit dreieckigem Querschnitt, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Drahtsystemc mindestens je drei Drähte (14-16 bzw. 16-19) aufweisen.

7. Tragwerk nach einem der Ansprüche 1 bis

6, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragwerk mittels eines oder mehrerer in der Längsrichtung desselben verlaufender eingespannter Drähte (20) vorgespannt ist.

8. Verfahren zum Herstellen eines Tragwerks nach den Ansprüchen 1 bis 7, bei dem mehrere, λιι einen vieleckigen Querschnitt mit mindestens drei Ecken bildende Längsstäbe mit mindestens zwei Drahtsystemen, welche jeweils aus mindestens einem einen längs der Tragwcrksachsc fortschreitenden Verlauf aufweisenden Draht gebildet sind, fest verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, daß folgende Verfahrensschritte ausgefühlt werden:

- Wickeln und Ausbilden mindestens zweier Drähte mit schraubenlinienähnlichem Verlauf zu einem ersten Drahtsystem,

- Strecken des ersten Drahtsystems,

- Geraderichten der einzelnen, von jeweiligen Zuführstationen kommenden Längsstäbe,

- seitliches Heranführen der einzelnen geradegerichteten Längsstäbe an das gestreckte erste Drahtsystem,

- Hindurchführen des ersten, gestreckten Drahtsystems und jedes herangeführten, geradegerichteten Längsstabs durch eine Fertigungsstation für das zweite Drahtsystem,

- Wickeln und Ausbilden zweier Drähte mit gegenüber dem Draht des ersten Drahtsystems gegensinnig verlaufendem, schraubenlinienähnlichem Verlauf um das innen in die Fertigungsstation zugeführte erste Drahtsystem und die zusammen mit diesem innen zugeführten geradegerichteten Längsstäbe herum, zu einem zweiten Drahtsystem,

- Strecken des zweiten Drahtsystems,

- Herstellen einer festen Verbindung zwischen den jeweils gegensinnig verlaufenden Drähten der jeweiligen Drahtsysteme und den mit diesen Drähten an jeder Begrenzungsfläche des Tragwerks ein Fachwerk bildenden jeweiligen Längsstäben,

- Schneiden des Tragwerks in Tragwerkstücke vorbestimmter Länge.

9. Verfahren zum Herstellen eines Tragwerks nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem mehrere, einen vieleckigen Querschnitt mit mindestens drei Ecken bildende Längsstäbe mit mindestens zwei Drahtsystemen, welche jeweils aus mindestens einem einen längs der Tragwcrksachsc fortschreitenden Verlauf aufweisenden Draht gebildet sind, fest verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, daß die folgenden Verfahrensschrittc ausgeführt werden:

- Zusammenfügen von Längsstäben auf einem Fertigungsband,

- Zusammenführen der vorbestimmten Anzahl von Längsstäben mit den beiden jeweils gegensinnigen Drahtverlauf aufweisenden Drahtsystemen,

- Anordnen der beiden Drahtsysteme und der Längsstäbe in ihre jeweils vorgesehene Lage,

- Herstellen einer festen Verbindung zwischen den jeweils gegensinnig verlaufenden Drähten der jeweiligen Drahtsysteme und den mit diesen Drähten an jeder Begrenzungfläche des Tragwerks ein Fachwerk bildenden jeweiligen Längsstäben,

- Schneiden des Tragwerks in Tragwerkstücke vorbestimmter Länge.