Stossverbindung. Es ist bekannt und üblich, zwei mittelst Stossverbindung zusammenzufügende Körper mit mehr oder weniger abgeplatteten Teilen übereinanderzulegen und durch Verbindungs elemente (Niete, Schrauben, Nägel, Dübel, Dorne, Knöpfe usw.) miteinander zu verbin den. Dabei bilden diese Verbindungselemente über die BerührungsflIche irgendwie verteilte Gruppen.
Unter der üblichen, wie weiter un ten ausgeführt, übrigens irrigen Annahme, dass alle Verbindungselemente gleichmässig an ider Kraftübertragung beteiligt sind, wird die Anzahl der Verbindungselemente so be messen, dass die gesamte auf Trennung der Teile wirkende Kraft geteilt wird durcli -die Kraft, welche ein einzelnes Verbindungsele ment übertragen kann. Der Quotient ergibt dann die Gesam-tanzahl der Verbindungsele mente. Bei Aden bisherigen Stossverbindungen trifft aber die Voraussetzung der gleich mässigen Beanspruchung aller Verbindungs elemente nicht zu.
Es sei beispielsweise an genommen, dass zwei durch Längskräfte be anspruchte, gleiche eiserne Flachstäbe von gleiAmässigem Querschnitt durch beispiels- weise sechs Niete, #die der Länge nach hin tereinander angeordnet sind, zusammenge fügt wurden.
Sorgfältig durchgeführte Ver suche mit einer solchen Stossverbindung w er- ,den ergeben, -dass auf der ganzen Strecke vom ersten bis zum seästen Niet keine Neigung zum Gleiten eines Stabes über den andern auftritt, solange das erste und das -sechste Niet den sie umgebenden Mat erialteilen keine gegenseitige Vetschiebung gestatten.
Eine solche kann also überhaupt nicht eintreten, wenn die bezeichneten beiden Niete nicht Überanspruelit sind, da ein elastisches Naeit- geben des Nietenschaftes ausgeschlosser i ist.
In Wirklichkeit teilen sieh bei eine r der artigen, bisherigem Gebrauch entsprechen den StossVerbindung die beiden *äussersten Niete in 'die Übertragung der ganzen Last, während die dazwischenliegenden Niete erst zur Wirkung gelangen, wenn die äussersten Niete und Lochlaibungen über die Streck grenze hinaus beansprucht werden, so claÜ ein geringes Gleiten des einen Stabes über- den andern möglich ist.
In dem als Beispi el an genommenen Fall wird dann einzig wieder <B>das</B> zweite<B>und</B> das fünfte Niet zur Mit- tra,gung der Beanspruchung herangezogen und erst wenn das erste und das sechste Niet noch weiter überansprucht und deren Ab- scherung eine vollständige oder nahezu voll ständige wurde,
werden infolge der eince- tretenen sLarken Überanspriiehung des zwei ten und fünften Nietes auch dcqs drilte und vierte Niet zur MittragUng, der Last, heran- ,gezogen. Solche Überanspraehungen und Lockerungen gefährden aber besonders bei häufig we-hselnder und stossweiser Belastung die Sicherheit der Verbindung ganz erheb lich.
Gegenstand vorliegender Erfindung ist inin eine Stossverbindung, welche eine durch aus gleichmässige Beanspruchung der Ver bindungselemente gewährleistet und dadurch die angeführten Übelstände der bisher üb- liehen Stossverbindungen vermeidet.
Gemäss der Erfindung muss die Stossverbindung eine solche sein, bei welcher in einem Querschnift zwischen den Verbindungselementen die WideAtände gegen Dehnung der übereinan- dergreifenden Stücke -wenigstens angenähert dasselbe Verhältnis zueinander aufweisen, ivie die GesamitragkräTte der einerseits und anderseits vom Schnitt vorhandenen Verbin- Jungselemente. In dem in der Praxis am häufigsten vorkommenden Fall,
dass das terial der übereinandercreifenden. miteinan der zu verbindenden Stücke von gleichem Material und daher von derselben Elastizität ist und ebenso die verwendeten Verbindungs elemente (Niete -usw.) -unter sich gleich stark sind. kann die Stossverbindung gemäss fol- ,genfler Forderung ausgeführt werden.
In jedem Mittelquerschnitt zwischen beliebigen Verbindungselementen müssen in der betref fenden Schnittebene die Flächeninhalte der übereinandercreifenden Stücke dasselbe Ver hältnis zueinander aufweisen, wie die An zahl der beiderseitig vom Schnitt vorhan denen Verbiiiclun"-,selemeiite. Durch eine der artige Gestaltung der Stossverbind-ung er-- ieicht man,
(lass die auf die verschiedenen Verbinduncselemente entfallende Beanspru- n chung gleich gross ist, wodurch eine 1)Pde-tt- fende Erhöhung der Sicherheit der Stof,)- verbindung erzielt wird.
kr, In der Zeichnung.sind verschiedene Aus führungsbeispiele der Erfindung veransehau- licht. Dabei ist der Einfachheit halber in- genommen, dass die übereinandergreifenden Stücke gleiche" Material und die verwendeten Verbindungselemente unter sich gleiche Stärke aufweisen.
Fig. 1, zeigt eine einfache, Überblatt:mig zweier Flaelistäbe mit einer einfachen Niet- reilie in Draufsicht; Fig. <B>22</B> ist ein Längssehnift einer Über- blattung zweier Flachstäbe; Fig. <B>03</B> veranschaulicht den Anschluss eines Stabes an ein Knotenblech; Fig. 4 zeigt die Verwendung ein- -Lind mehrfaeher Vernietung;
Fig. <B>5</B> stellt einen Längsschnitt durc]n die Verlasellung zweier stumpf aneinander .stossender Xonstruktionsteile dar.
In sämtlichen Figuren sind die versehie- denen Querschnittsfläehen mit<I>a,<B>b,</B> c</I> bezeichnet-.
Gemäss Fig. <B>1</B> sind die Stäbe<B>1</B> und II, von gleichbleibender Diche Lind aus gleichem <B>z3</B> Alaterial. durch fünf Niete miteinkinder ver- 11unden. Im Schnitt 1.. der in der Mitte zwi- sehen zweli Verbindungselementen liegt, hat der Stab<B>1</B> einen Flächeninhalt a, während der Stab II dort nur einen solchen von 111,
a hat. Auf der linken Seite des Schnitte.-,<B>]_</B> ist einNiet, auf der rechten Seite deren vier. Das Verhältnis der Zahl der beiderseitig vom Schnitt<B>1</B> vorhandenen Niete ist<B>1 -</B> 4, in gleicher Weise ist das Verhältnis der Flä- cheninhalfe der Stäbe<B>11</B> und<B>1.</B> in der be treffenden Schnittebene<B>1 :</B> 4.
Im Schnitt<B>2</B> hat der Stab<B>1</B> den Flächeninhalt von bl während der Stab II dort. einen solchen von 2/#-b hat. Auf der linken Seite des Sebnit- tes <B>2)</B> sind zwei Niefe, auf der rechten Seite davon deren drei.
Das Verhältnis der Zahl der beiderseitig vom Schnitt 2 vorhandenen Niete ist 2<B>:3:</B> in -leieher Weise ist das Ver hältnis der Flächeninhalte der TI und I in der betreffenden Schnittebene 2<B>- 3.</B> Im Schnitt<B>3</B> weist der Stab<B>1</B> den Flächen inhalt c auf, der Stab<B>11</B> aber einen solchen <B>voll</B> % e. Auf der linken Seite des Schnit tes<B>3</B> sind drei Niete, auf der rechten zwei solche.
Das Verhältnis der Zahl der beider- 5teitig vom Schnitt<B>3</B> vorhandenen Niete ist also<B>3 :</B> 2 und in gleicher Weise das Ver- 1)"iltnis der Flächeninhalte der Stäbe II und <B>1</B> in der betreffenden Schnittebene ebenfalls i, <B>:</B> 2. Im Schnitt 4 besitzt der Stab I den Flächeninhalt<B>d,</B> während der des Stabes<B>11</B> dort 4<B>(1</B> misst. Auf der linken Seite des Schnittes 4 sind vier Niete, auf der rechten Seite nur eines.
Das Verhältnis (ler Zahl der beiderseitig vom Schnitt 4 vorhandenen Niete ii,1; demnach 4<B>: 1,</B> wie auch die Flächen inhalte der Stäbe II und I in der betreffen- clen Schnittebene ein Verhältnis von 4<B>: 1</B> aufweisen.
Man sieht also, dass in jedem MittelquerschDitt zwischen beliebigen, be- i;achbarten Verbindungselementen in der be treffenden Sellnittebene die Flächeninhalte der übereinandergreifenden Stücke dasselbe Verhältnis zueinander aufweisen, wie die Anzahl der beiderseitig vom Schnitt vorhan denen Verbindungselemente.
Und da bei dem (rezeigten Ausführungsbeispiel angenommen <B>n</B> wurde, dass die Stäbe I und II aus gleichem Material und die verwendeten Niete unter sich alle gleich stark sind, ist die Grund forderung erfüllt, dass in einem Querschnitt, z-%-"ise.lien den Verbilidungselementen die Widerstände gegen Dehnung der übereinan- dergreifenden Stücke dasselbe Verhältnis zu einander aufweisen, wie die Gesamtkräfte der einerseits und anderseits vom Schnitt vorhandenen Verbindungselemente.
Wie aus den tiläclieniiihaltsangaben der -vf,rse-hiedenen Querscliiiitisebenen der einzel nen Stäbe in der Zeichnung ersichtlich ist, entsprechen auch die Ausführungen nach Fig. 2 bis<B>5</B> dieser Grundregel.<B>,</B> Im übrigen wird es von konstruktiven Erwägungen im gegebenen Fall abhängen, ob die geforderten Verhältnisse peinlich ge- nan oder nur angenähert durchgeführt wer den. T#Tenn Stücke von verschiedenartigem Material, #d. h.
von verschiedenem Elastizi- tätsmodul miteinander zu verbinden sind, so wird entsprechend dem geringe-ren Elastizi- iätsmodul des einen Materials dem betreffen- deu Stück sinngemäss ein grösserer Quer schnitt gegeben als dem andern<B>Stück</B> mit grösserem Elastizitätsmodul, und zwar der art, dass der Gesamtwiderstand gegen DP,
11- nung des einen der miteinander zu verbiu- denden. Stücke sieh zum Gesamtwiderstand des andern Stückes für gleiche Dehnung wenigstens angenähert so verhält, wie die Werte der Gesa.mttragkräfte der beidseitig vom Schnitte vorhandelien. Verbindungs elemente.
Butt joint. It is known and customary to superimpose two bodies to be joined together with more or less flattened parts and to connect elements (rivets, screws, nails, dowels, mandrels, buttons, etc.) to one another. These connecting elements form groups that are somehow distributed over the contact area.
Under the usual, by the way erroneous assumption, as explained below, that all connecting elements are equally involved in the transmission of force, the number of connecting elements is measured in such a way that the entire force acting on the separation of the parts is divided by the force which a single connecting element can transmit. The quotient then gives the total number of connecting elements. In the case of Aden butt joints up to now, however, the requirement of equal loading of all connection elements does not apply.
It is assumed, for example, that two iron flat bars of the same size, stressed by longitudinal forces, have been joined together by, for example, six rivets arranged one after the other.
Carefully carried out tests with such a butt joint will show that there is no tendency for one rod to slide over the other along the entire route from the first to the branched rivet, as long as the first and sixth rivets touch the surrounding mat serial parts do not allow mutual displacement.
This cannot occur at all if the designated two rivets are not over-stressed, since elastic sewing of the rivet shaft is impossible.
In reality, the two outermost rivets in the case of a similar, previous use correspond to the joint connection in the transfer of the entire load, while the rivets in between only take effect when the outermost rivets and holes are stressed beyond the yield limit , so that a slight gliding of one rod over the other is possible.
In the case assumed as an example, only <B> the </B> second <B> and </B> the fifth rivet are used to support the load and only when the first and sixth rivets further overstrained and the shearing of which has been completely or almost completely,
as a result of the excessive overstressing of the second and fifth rivets, the third and fourth rivets are also drawn to carry the load. Such overstalking and loosening endanger the security of the connection very considerably, especially in the case of frequently fluctuating and intermittent loads.
The subject matter of the present invention is a butt joint, which ensures a connection element through uniform loading of the connecting elements and thereby avoids the stated inconveniences of the jointly used joints.
According to the invention, the butt joint must be one in which, in a cross-section between the connecting elements, the widths against stretching of the overlapping pieces have at least approximately the same ratio to one another, as do the total load-bearing forces of the connecting elements present on the one hand and on the other hand from the cut. In the most common case in practice,
that the material of the overlapping. miteinan the pieces to be connected are made of the same material and therefore of the same elasticity and the connecting elements used (rivets etc.) are equally strong among themselves. the butt joint can be made according to the following requirement.
In every central cross-section between any connecting elements, the surface area of the overlapping pieces must have the same ratio to one another in the relevant cutting plane as the number of connections on both sides of the cut, selemeiite. - one eases,
(Let the stress applied to the various connecting elements be the same, whereby a 1) Pde-tting increase in the safety of the fabric) connection is achieved.
kr, In the drawing, various exemplary embodiments of the invention are shown. For the sake of simplicity, it is assumed here that the overlapping pieces have the same material and the connecting elements used have the same thickness.
1 shows a simple, cover sheet: mig two flaeli rods with a simple rivet in plan view; Fig. 22 is a longitudinal tendon of an overlapping of two flat bars; Fig. 03 illustrates the connection of a rod to a gusset plate; Fig. 4 shows the use of single and multiple rivets;
Fig. 5 shows a longitudinal section through the opening of two butt-butted construction parts.
In all the figures, the various cross-sectional areas are denoted by <I> a, <B> b, </B> c </I>.
According to Fig. 1, the bars <B> 1 </B> and II are of the same thickness and consist of the same <B> z3 </B> aluminum material. connected to one child by five rivets. In section 1 .. which lies in the middle between two connecting elements, the bar <B> 1 </B> has an area a, while the bar II there only has an area of 111,
a has. On the left side of the section .--, <B>] _ </B> there is one rivet, on the right side there are four. The ratio of the number of rivets present on both sides of the section <B> 1 </B> is <B> 1 - </B> 4, in the same way the ratio of the surface area of the bars is <B> 11 </B> and <B> 1. </B> in the relevant cutting plane <B> 1: </B> 4.
In section <B> 2 </B>, member <B> 1 </B> has the area of bl while member II there. has one of 2 / # - b. On the left side of the septum <B> 2) </B> there are two notches, on the right side there are three.
The ratio of the number of rivets present on both sides of section 2 is 2 <B>: 3: </B> In a way, the ratio of the areas of TI and I in the relevant cutting plane is 2 <B> - 3. </ B> In section <B> 3 </B>, bar <B> 1 </B> has the area content c, but bar <B> 11 </B> has such a <B> full </B> % e. There are three rivets on the left side of the <B> 3 </B> section, and two on the right.
The ratio of the number of rivets present on both sides of the section <B> 3 </B> is <B> 3: </B> 2 and in the same way the ratio of the areas of the bars II and < B> 1 </B> in the relevant section plane also i, <B>: </B> 2. In section 4, bar I has the area <B> d, </B> while that of bar <B> 11 </B> There 4 <B> (1 </B> measures. On the left side of the section 4 there are four rivets, on the right side only one.
The ratio (l the number of rivets on both sides of section 4 ii, 1; accordingly 4 <B>: 1, </B> as well as the area contents of bars II and I in the relevant section plane a ratio of 4 <B >: 1 </B>.
It can therefore be seen that in every mean cross-section between any adjacent connecting elements in the relevant sectional plane, the areas of the overlapping pieces have the same relationship to one another as the number of connecting elements on both sides of the cut.
And since it was assumed in the illustrated embodiment that the rods I and II are made of the same material and the rivets used are all equally strong, the basic requirement is met that in a cross section, e.g. -% - "ise.lien the construction elements the resistance to stretching of the overlapping pieces have the same relationship to each other as the total forces of the connection elements on the one hand and on the other hand from the cut.
As can be seen from the details of the contents of the -vf, rse-hiedenen transverse planes of the individual rods in the drawing, the explanations according to FIGS. 2 to 5 also correspond to this basic rule. <B>, </B> Furthermore, it will depend on constructive considerations in the given case whether the required conditions are meticulously or only approximated. T # Tenn pieces of different material, #d. H.
of different modulus of elasticity are to be connected to one another, then corresponding to the lower modulus of elasticity of one material, the relevant piece is given a larger cross-section than the other piece with a larger modulus of elasticity, and of the kind that the total resistance to DP,
11- connection of one of the to be connected. Pieces are related to the total resistance of the other piece for the same elongation at least approximately as the values of the total load-bearing forces are present on both sides of the section. Connecting elements.