Konstruktion aus mehreren Bauelementen Aus mehreren Bauelementen mit Einschubprofi- len verschiedener Art gebildete Konstruktionen sind beschränkt verwendbar und gegen Deformationen und Verletzungen sehr empfindlich, ferner in der Herstellung teuer, von verhältnismässig hohem Ge wicht und in den Längen fabrikationsbedingt be grenzt.
Gegenstand der Erfindung ist eine Konstruktion aus mehreren Bauelementen, welche die erwähnten Nachteile dieser Einschubprofilie nicht aufweisen und ausserdem eine Anzahl von Vorteilen, darunter sol che mit neuem technischen Effekt haben.
Die Konstruktion aus mehreren Bauelementen aus Metall- oder Kunststoff, welche an ihren An- schlusseiten zur Bildung von flächenartigen oder räum lichen Tragwerken mit Einschubprofilen versehen sind, kennzeichnet sich nach der Erfindung dadurch,
dass die zum wiederlösbaren Zusammenfügen be- nachharter Elemente vorgesehenen Ränder als geo- metrisch gleiche oder als geometrisch ähnliche Spira len ausgebildet sind und die Verbindung benachbar ter Elemente lediglich durch Eingriff der so ausgebil deten Ränder der Elemente hergestellt ist.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand und einige seiner Anwendungen beispielsweise sche matisch dargestellt.
Fig. 1 zeigt das Grundprinzip des Einschubprofi- les eines Bauelementes im Querschnitt, Fig. 2 einen Querschnitt einer Konstruktion aus untereinander gleichen Elementen, oben in gefaltetem und unten in gerolltem Zustand, Fig.3 die gleiche Darstellung einer ähnlichen Ausführung, die aber zwei ungleiche Elementtypen aufweist, Fig. 4 eine ebensolche Dar stellung einer Konstruktion aus untereinander glei chen Elementen, die sich nur rollen lässt,
Fig. 5 den Querschnitt einer freitragenden Konstruktion aus formengleichen Bauelementen mit Vorspannung, Fig. 6 eine ähnliche Darstellung, jedoch symmetrisch ausgebildet mit besonderem Scheitelstück, Fig. 7 eine ähnliche Darstellung der freitragenden Type formen gleicher Bauelemente, wie sie auskragend zu verwen den sind, Fig. 8 eine Draufsicht auf eine Konstruk tion aus Bauelementen mit zueinander parallel lie genden Einschubprofilen,
Fig.9 eine ebensolche Darstellung eines Bauelementes, dessen beide Ein schubprofile in einem Winkel zueinander liegen und dessen Umriss ein rechtwinkeliges Dreieck oder ein Trapezoid bildet, Fig. 10 einte ähnliche Darstellung eines Bauelementes, das im Umriss ein gleichseitiges Dreieck oder ein Trapez bildet und Fig. 11 einen Ho rizontalschnitt durch eine Konstruktion aus vertikal hängenden Bauelementen mit Ent- und Belüftungs öffnungen.
Fig. 1 zeigt die jedem Einschubprofil des Bauele mentes zugeordnete spiralige Grundkurve GK mit dem Grundsteg Sg. Parallel zu dieser Grundkurve GK verläuft ausserhalb die Aussenspirale A mit dem Steg Sa, welche Teile den Rand eines ersten Bauele mentes bilden, und innerhalb die zur Aussenspirale A geometrisch ähnliche Innenspirale<I>I</I> mit dem Steg Si, welche Teile den Rand eines zweiten Bauelementes bilden. Die Stege Sa,
Si können an einer beliebigen Stelle des Umfanges der Grundkurve GK unter belie bigem Winkel angesetzt sein, wie es an der Grund kurve GK z. B.<I>bei</I> P1 der Steg S1 unter dem Winkel <I>a,</I> bzw, die Stege S, S2 und S3 unter dem Winkel<I>b,</I> c und d zu der im Punkte P1 an die Grundkurve GK gelegten Tangente 1 schematisch darstellen. Durch den Punkt P2 ist ein Leitstrahl L der spiraligen Grundkurve gezogen und beispielsweise als an gesetzter Steg S4 gezeichnet; von der Grundkurve GK könnten auch zu diesem Leitstrahl L unter dem Winkel e und f geneigt andere Stege S5 bzw. S6 ab gehen.
In der Aussenspirale A sind die Ent- und Be lüftungsöffnungen öl und ö2, in der Innenspirale 1 eine Gegenöffnung ö3 vorgesehen.
Um die Aussenspirale A des ersten Bauelementes ist die Deckspirale D eines dritten Bauelementes mit dem Steg DS so gelegt, dass sich beim in Fig. 1 er sichtlichen Eingriff die Aussenkontur der Aussenspi rale A mit der hierzu geometrisch gleichen Innenkon tur der Deckspirale D deckt.
An der Aussenspirale A und an der Deckspirale D sind die den Kraftschluss bewirkenden Kräfte K und ihre Wirkrichtung mit Pfeilen eingetragen. Für diese Anordnung, welche für die Konstruktionen aus freitragenden Bauelementen massgeblich ist, besitzt die Aussenspirale A die Ent- und Belüftungsöffnung öl. Auch an der Deckspirale D könnten unter ver schiedenen Winkeln. <I>m</I> und v vom Steg DS in ande ren Lagen Stege DSl oder DS2 angefügt sein.
Mit den Bezeichnungen <I>Du</I> bzw. DSu ist die Deckspirale bzw. der Steg des dritten Bauelementes in einer anderen Lage gegenüber :der Aussenspirale A des ersten Bauelementes in Fig. 1 eingezeichnet.
Dar aus ist erkennlich, welches Massverhältnis bestehen muss, damit ein Aushängen oder Ausheben der im Eingriff befindlichen Spiralen benachbarter Bauele mente unmöglich ist. Es muss die Bedingung erfüllt sein, dass bei Berührung der Spiralen an zwei Punk ten,
nämlich erstens dem Berührungspunkt P3 zwi schen Innenkontur der Aussenspirale A und Aussen kontur der Deckspirale <I>Du</I> und zweitens dem Berüh- rungspunkt P4 zwischen Aussenkontur der Aussen spirale<I>A</I> und Innenkontur der Deckspirale<I>Du</I> das Mass x kleiner ist als das Mass y. Diese Bedingung gilt für alle Typen der Spiralen.
Ein Bauelement besteht somit aus einem platten- förmigen Steg, an dessen gegenüberliegenden Rän dern je ein Einschubprofil in Form einer solchen Aussenspirale <I>A,</I> Innenspirale<I>I</I> oder Deckspirale <I>D</I> anschliesst. An einem Steg Sa können z.
B. zwei Aus senspiralen<I>A</I> oder zwei Innenspiralen<I>I</I> gegengleich (mit entgegengesetztem Drehsinn) angeschlossen sein (Fig. 3 und 4); ferner kann ein Steg einerends mit einer Aussenspirale A und anderends mit einer In nenspirale 1 versehen sein, und zwar mit gleichem Drehsinn (nicht dargestellt) oder mit entgegengesetz tem Drehsinn (Fig. 2);
schliesslich kann der Steg an einem Rand eine Aussenspirale A und am anderen eine Deckspirale D im gleichen Drehsinn (Fig. 5, 6 und 7) aufweisen.
Fig. 2 zeigt eine Konstruktion aus Bauelementen, die nach Zusammenfügen der Einschubprofile so ge rollt (d. h. aufwickelbar ist) oder gefaltet werden kann. Jedes dieser Bauelemente trägt an den Rändern ihres Steges je eine Aussenspirale A und eine geome trisch ähnliche Innenspirale 1 mit entgegengesetztem Drehsinn; die Bauelemente sind also untereinander formgleich und können, wie aus Fig. 2 oben hervor geht, jeweils mit den Aussen- bzw.
Innenspiralen be nachbarter Bauelemente in Eingriff stehen, wobei sich eine faltbare oder aufrollbare Konstruktion er gibt; steht jedoch, wie aus Fig. 2 unten ersichtlich, die Aussenspirale des einen Elementes jeweils mit der Innenspirale des anderen Bauelementes in Eingriff, dann lässt sich die so gebildete Konstruktion rollen, aber nicht falten. Solche Konstruktionen sind insbe sondere für die Verwendung in Innenräumen be stimmt.
Fig. 3 zeigt eine Konstruktion aus Bauelementen einer anderen Type, die nach Zusammenfügen der Einschubprofile gleichfalls sowohl gerollt, d. h. auf gewickelt, als auch gefaltet werden kann. Im Eingriff stehen wechselweise zwei verschiedene Elementarten; die eine trägt auf jedem Steg zwei Aussenspiralen A gegengleich angeordnet und die andere trägt auf jedem Steg zwei Innenspiralen 1 gegengleich ange ordnet.
Fig. 4 zeigt eine Konstruktion aus Bauelementen, die nach Zusammenfügen der Einschubprofile nur gerollt werden kann; sie besteht aus formengleichen Bauelementen, von denen jedes am Steg zwei Aus senspiralen A gegengleich angeordnet trägt.
Fig. 5 zeigt eine freitragende, aufwickelbare Kon struktion aus Bauelementen, deren Einschubprofile mit Verspannung zusammengefügt sind. Jedes dieser Bauelemente trägt an seinem Steg je eine Aussen spirale<I>A</I> und eine geometrisch gleiche Deckspirale <I>D</I> gegengleich angeordnet. Die den Kraftschluss in den unter dem Winkel h zueinander geneigten Bauele menten bewirkenden Kräfte sind mit Pfeilen K einge zeichnet.
Fig. 6 zeigt eine Konstruktion aus Bauelementen der gleichen vorangeführten Art, jedoch so, dass die selben zu beiden Seiten eines besonders geformten Mittelstückes Z mit zwei Deckspiralen D entgegenge setzten Drehsinnes angeordnet sind. Die den Kraft- schluss bewirkenden Kräfte sind mit K und Pfeilen eingezeichnet. Eine solche Konstruktion kann z. B. als Dach verwendet werden, wobei die Entlüftung durch die Öffnungen öl erfolgt.
Fig. 7 zeigt eine freitragende, einseitig auskragen de Konstruktion aus Bauelementen derselben voran geführten Art, wobei das erste Bauelement an der Rolle R festgelegt ist, die selbst um ihre horizontale Achse drehbar gelagert und mit Hilfe der Stützrolle r verdreht werden kann. Damit kann der Linienzug, den die Bauelemente einnehmen, unter einem belie big wählbaren Winkel w, zu der Vertikalebene ge bracht werden.
Durch entsprechende Wahl der Spira- lenfeder der in diesem Linienzug befindlichen Bau elemente kann dieser z. B. nach oben oder unten ge- krümmt oder gerade sein. Durch Drehung der Rolle R im Uhrzeigersinne kann die Konstruktion bis in die Vertikalebene abgesenkt und durch weitere Drehung der Rolle R können die im Eingriff befindlichen Bau elemente auf dieser Rolle aufgewickelt werden.
Fig. 8 zeigt eine Konstruktion aus Bauelementen mit zueinander parallel liegenden, im Eingriff stehen den Rändern mit den erfindungsgemäss ausgebildeten Einschubprofilen, die ohne Verwendung irgendwel- cher Verbindungsteile zu beliebig langen Konstruk tionen durch stirnseitigen Stoss verbunden werden können. Damit lassen sich nicht nur flächenhafte Konstruktionen, sondern auch geschlossene Rohr profile beliebiger Form und Länge herstellen.
Fig. 9 zeigt ein Bauelement, dessen mit Einschub profilen versehene lange Ränder unter einem Winkel zueinander liegen, so dass sich ein Bauelement mit dem Umriss eines rechtwinkligen Dreiecks ergibt; in strichpunktierten Linien ist eine ähnliche Ausfüh rung in Form eines Trapezes dargestellt.
Fig. 10 zeigt ein Bauelement, dessen mit Ein schubprofile versehene lange Ränder auch in einem Winkel zueinander liegen, so dass sich ein Bauelement mit dem Umriss eines gleichseitigen Dreieckes ergibt; in strichpunktierten Linien ist ein solches mit dem Umriss eines Trapezes dargestellt.
Fig. 11 zeigt einen Horizontalschnitt durch verti kal hängende oder stehende Bauelemente, von denen zwei in Mittellage in losem Eingriff stehende Ein schubprofile dargestellt sind; es ist strichliert der Weg ersichtlich, wie die Ent- und Belüftung zwischen den durch die so gebildete Wandkonstruktion getrennten Räume über die Öffnungen öl und ö2 erfolgt.
Aus solchen Bauelementen hergestellte Kon struktionen sind dicht gegen alle Arten von Nie derschlägen und aufgespritzte Flüssigkeiten.
Durch die in den Einschubprofilen an geeigneter Stelle vorgesehenen Öffnungen, sind die erhaltenen Konstruktionen gasdurchlässig; sie verhindern da durch das Niederschlagen von Kondensaten bzw. von Schwitzwasser.
Die Bauelemente können mit eingelegten oder fest aufgebrachten Dichtungen und dröhnungverhin- dernden Schichten versehen werden; sie können auch an den Schmalseiten ihrer Stege die spiraligen Ein schubprofile zum Anschluss benachbarter Bauele mente besitzen.
Seitliche Verschiebungen der ineinander eingrei fenden Bauelemente lassen sich mit verschiedenen Mitteln, wie Einschnitten, Lappen, Arretierungen u. a. verhindern.
Die sich berührenden Flächen benachbarter Rän der der Bauelemente können auch chemisch oder mechanisch aufgerauht werden, um die Reibung in den Berührungsflächen zu vergrössern, so dass von den Bauelementen höhere Schubspannungen übertra gen werden können.
Aus den ohne Hilfe besonderer Werkzeuge zu- sammenfügbaren Bauelementen lassen sich Kon struktionen beliebiger Linienführung, offener oder in sich geschlossener Form, mit losem Eingriff oder freitragend mit kraftschlüssigem Eingriff bilden, die in einfacher Handhabung und ohne besondere Werk zeuge leicht und rasch wieder zerlegbar sind; dabei können die Bauelemente, sofern Gewaltanwendung unterbleibt, nicht deformiert oder verletzt werden.
Die als Spiralen ausgebildeten Ränder der Bau elemente gleichen innerhalb der Elastizitätsgrenze des jeweils für sie verwendeten Materials liegende Form- änderungen federnd aus. Wenn die Spiralen nach dem erwähnten bestimmten Massverhältnis gebildet sind, ist ein Aushängen oder Ausheben eines Bauele mentes aus dem anderen ohne Zerstörung unmöglich.
Konstruktionen aus Bauelementen mit Rändern aus geometrisch gleichen Spiralen lassen sich auch aufwickeln; freitragend benützt, gelangen im Verlaufe des Eingriffes die Spiralen schliesslich über ihren ganzen Linienzug zur völligen Berührung unter kraftschlüssigem Eingriff. Dieser Effekt verstärkt sich bei zunehmender Belastung und wird mit abneh mender Last wieder schwächer.
Die Bauelemente können aus Metall oder Kunst stoffen mit einfachen Werkzeugen fast abfallos durch Ziehen, Abkanten, Kaitformwalzen, Strangpressen, Giessen od. dgl. hergestellt werden.
Sie sind leicht zu handhaben und zu transportieren, sehr raumsparend, bringen eine geringe Belastung der Unterkonstruktio nen, werden rasch und leicht zusammengebaut und zerlegt und bringen dank ihrer besonders. wirtschaft- lichen Profilgebung und dem Entfall von grossen, sich überdeckenden oder überlappenden Flächen we sentliche Materialersparnis.
Als Beispiel von Anwendungen der Konstruktion seien erwähnt: Konstruktionen mit vorgespannten Tragflächen, z. B. Dächer (Fig. 5), freitragender an einem Rand abgestützte Kragkonstruktionen, z. B. Vordächer (Fig. 7), aufwickelbare und bzw. oder falt bare Konstruktionen, z. B.
Wände (Fig. 2), vorge spannte Dächer, Waggondächer; Schiffsaufbauten, Schutzwände in der Land- und Forstwirtschaft, end lose Förderbänder, Fertigbauhäuser mit Faltwänden, Falttüren, Rohre, zerlegbare Zelte, Strandhäuser, freitragende Lawinenverbauungen, Wasserschutzbau ten, Spundwände, Perronüberdachungen, Möbel, wie Liegestühle, usw.