(57)【要約】【課題】  本発明は、接合する棒要素とジョイント部でそれらの間に挿入される接続要素とからトラス又は骨組を製造するためのシステム、方法、およびデバイスを提供することを課題とする。【解決手段】  前記棒要素は成長の早い植物製の材料の少なくとも１つのセグメントから作り、接続要素は剛直な再生可能な材料から作る。本発明によると、棒要素および／又は接続要素は、それら（それ）が、少なくとも選択した領域に輪郭がはっきりした幾何学体に沿って走る面をもち、２つの体のそれぞれにある棒要素と接続要素又は別の棒要素とのジョイントの領域に、少なくとも選択した領域に、円筒、円錐、角柱、又は角錐の側面に沿って走る一方の面と、少なくとも選択した領域に中空の円筒、中空の円錐、中空の角柱、中空の角錐の側面に沿って走る他方の面とを備え、それらの面がそれぞれ隣の面と一緒に差し込める。このために使用できるデバイスは、少なくとも１つの接続要素および／又はそれに接合する棒要素の端部を機械加工するために、切断工具、特に切削工具として設計される少なくとも１つの工具を具備する。
2005528541.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トラス（５）を形成するために接合する又は接合可能な棒要素（４、１２５、１２６）と、上記すべてのジョイント場所でこれら棒要素（４、１２５、１２６）の間に挿入する接続要素（１、１４、２１、３４、３８、５２）とからなるシステムで、縦軸が互いの同軸上にない複数の棒要素を接合し、
a）棒要素（４、１２５、１２６）が、それぞれ成長の早い植物製の材料の少なくとも１つのセグメントから構成され、
b）接続要素（１、１４、２１、３４、３８、５２）が、剛直な再生可能な材料から構成されるシステムにおいて、
c）棒要素（４、１２５、１２６）の少なくとも一端、前記棒要素に取り付ける接続要素（１、１４、２１、３４、３８、５２）、および／又は接続する別の棒要素（４、１２５、１２６）を、少なくとも選択した領域に輪郭がはっきりした幾何学体に沿って走る表面をもち、
d）棒要素（４、１２５、１２６）と接続要素又は別の棒要素（１、１４、２１、３４、３８、；４、１２５、１２６）とのジョイントにおいて、両体（４、１２５、１２６；１、１４、２１、３４、３８、５２）のそれぞれが、少なくとも選択した領域に、円筒、円錐、角柱、又は角錐によって作られる面（１１；７６）に沿って走る面と、少なくとも別の選択した領域に、中空の円筒、中空の円錐、中空の角柱、および／又は中空の角錐それぞれに沿って走る面（１１；７５）をもち、
e）その面が、互いに相補的な関係にあり、嵌め合いのような締着および／又はのり付けによって固定するのに適した隣り合う面と一緒に差し込むことにより、組立を可能にする、
ことを特徴とするシステム。
【請求項２】
請求項１に記載のシステムにおいて、棒要素（４、１２５、１２６）と接続要素又は別の棒要素（１、１４、２１、３４、３８、；４、１２５、１２６）とのジョイントを、差込継手（３０）として設計することを特徴とするシステム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のシステムにおいて、棒要素（４、１２５、１２６）と接続要素又は別の棒要素（１、１４、２１、３４、３８、；４、１２５、１２６）とのジョイントを、締着（２１、３４）又はのり付け（１、１４、３８）継手として設計することを特徴とするシステム。
【請求項４】
請求項３に記載のシステムにおいて、棒要素（４、１２５、１２６）を締着によって取り付けるために、接続要素又は別の棒要素（１、１４、２１、３４、３８、；４、１２５、１２６）の芯（２３）を分離可能に設計し、そのため前記芯を棒要素（４、１２５、１２６）の内側（７６）に押し当てられることを特徴とするシステム。
【請求項５】
請求項４に記載のシステムにおいて、芯（２３）を広げるために、角錐の錐台を円錐状などに広げる要素（３１）を前記芯（２３）の内側、好ましくは中心にある開口（１３）に抜き差しすることを特徴とするシステム。
【請求項６】
請求項５に記載のシステムにおいて、接続要素又は別の棒要素（１、１４、２１、３４、３８、；４、１２５、１２６）が、芯（２３）を貫く開口（１３）をもち、その中でボルトなどのネジ（２７）のシャフトを挿入して、断面を広げながら要素（３１）を芯（２３）に引き込むことを特徴とするシステム。
【請求項７】
請求項４から６のいずれかに記載のシステムにおいて、接続要素（３４）が環状形（３５）をして、ネジ状の延展要素（２７、３１）を挿入するための開口（１３）をリング（３５）の内側（３７）まで延ばして、この位置にネジ付き要素又は他の締着要素を当てることができることを特徴とするシステム。
【請求項８】
前述の請求項のいずれかに記載のシステムにおいて、接続要素（１、５２）が、例えば円形又はリング形の底面、又は三角形の底面、四辺形又は六角形の底面（７、５３）をもつ円盤形をしていることを特徴とするシステム。
【請求項９】
前述の請求項のいずれかに記載のシステムにおいて、１つの接続要素（１、１４、２１、３４、３８、５２）が、棒要素（４、１２５、１２６）のシャフトに接続するために、凹形、特に中空の円筒の側面の部分にほぼ対応する形の少なくとも１つの表面積をもつことを特徴とするシステム。
【請求項１０】
前述の請求項のいずれか１つに記載のシステムにおいて、少なくとも１つの棒要素（４、１２５、１２６）が、その外面に円形にフライス加工されたシャフトをもつことを特徴とするシステム。
【請求項１１】
前述の請求項のいずれかによるシステムにおいて、２つの接続要素（１、１４、２１、３４、３８、５２）の間に挿入する棒要素（４、１２５、１２６）が、その両端部が基本的に同様の構造をし、つまり両端部で、円筒、円錐、角柱又は角錐に沿って走る面（１１、７６）が、選択した領域で中空の円筒、中空の円錐、中空の角柱および／又は中空の角錐に沿って走る面（１１、７５）のそれぞれ内部又は外部に配設されることを特徴とするシステム。
【請求項１２】
前述の請求項のいずれかに記載のシステムにおいて、２つの棒要素（４、１２５、１２６）の間に挿入する棒要素（４、１２５、１２６）が、その両端で基本的に異なる構造をし、つまり、一端で円筒、円錐、角柱又は角錐に沿って走る面（１１、７６）が、選択した領域で中空の円筒、中空の円錐、中空の角柱および／又は中空の角錐に沿って走る面（１１、７５）の内部に配設され、もう一端では、これが他の方法で角を落とされることを特徴とするシステム。
【請求項１３】
前述の請求項のいずれかに記載のシステムにおいて、棒要素（４、１２５、１２６）が筒から構成されることを特徴とするシステム。
【請求項１４】
接合する棒要素（４、１２５、１２６）と、上記ジョイント場所のすべてでこれら棒要素の間に置かれる接続要素（１、１４、２１、３４、３８、５２）とからトラスを製造するためのプロセスで、縦軸が互いに同軸上にない複数の棒要素を接合し、
a）棒状要素（４、１２５、１２６）が、それぞれ成長の早い植物製の材料の少なくとも１つのセグメントから作り、
b）接続要素（１、１４、２１、３４、３８、５２）が、剛直な再生可能な材料から作る
プロセスにおいて、
c）棒要素（４、１２５、１２６）の少なくとも一端、前記棒要素に取り付ける接続要素（１、１４、２１、３４、３８、５２）、および／又は接続する別の棒要素（４、１２５、１２６）を、少なくとも選択した領域に輪郭がはっきりした幾何学体に沿って走る面をもち、
d）棒要素（４、１２５、１２６）と接続要素又は別の棒要素（１、１４、２１、３４、３８、４、１２５、１２６）とのジョイントで、両要素体（４、１２５、１２６；１、１４、２１、３４、３８、５２）のそれぞれが、少なくとも選択した領域に、円筒、円錐、角柱又は角錐が作る面（１１；７６）に沿って走る面と、少なくとも別の選択した領域に、中空の円筒、中空の円錐、中空の角柱、および／又は中空の角錐に沿って走る面（１１；７５）をそれぞれもち、
e）このような方法で加工された面（１１；７５）を、互いに相補的な関係にあり、嵌め合いなどの締着および／又はのり付けにより固定するのに適した隣の面と一緒に差し込んで組み立てることを特徴とするプロセス。
【請求項１５】
請求項１４に記載のプロセスにおいて、接続する部品（４、１２５、１２６；１、１４、２１、３４、３８、５２）の本体および／又は面を、切断、特に切削により加工することを特徴とするプロセス。
【請求項１６】
請求項１４又は１５に記載のプロセスにおいて、棒要素（４、１２５、１２６）の両端部（７３）を、加工領域（７５；７６）の（縦）対称軸が互いに一直線上になるような方法で加工することを特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項１４から１６のいずれかに記載のプロセスにおいて、好ましくは対応する差込継手（３）の縦軸に平行なスロット（２４）を、対応する生成面（１１）（の領域２５）の半径方向のばね状の動きをし易くするために、接続要素又は別の棒要素（１、１４、２１、３４、３８、５２；４）の側面（１１）を隣接する領域に配置することを特徴とするプロセス。
【請求項１８】
請求項１７に記載のプロセスにおいて、接続する棒要素（４）の端部に生成面(７５)（の領域２５）の方向に圧力をかけることができるように、延展要素（３１）を、差込継手（３）の縦軸に平行又は同軸上のボア（１３）に挿入することを特徴とするプロセス。
【請求項１９】
請求項１４から１８のいずれかに記載のプロセスにおいて、一緒に差し込んだ（３０）後に、棒要素（４、１２５、１２６）を接続要素又は別の棒要素（１、１４、２１、３４、３８、５２；４、１２５、１２６）にのり付け又は締着ことを特徴とするプロセス。
【請求項２０】
請求項１４から１９のいずれかに記載のプロセスにおいて、接続要素（３８）を、基礎（４１）、天井、屋根などに接続可能な、トラス（５）の縦縁に沿って端部材として使用することを特徴とするプロセス。
【請求項２１】
請求項１４から２０のいずれかに記載のプロセスにおいて、トラス（５）の接続要素（１、１４、２１、３４、３８、５２）にパネルなどを装着することを特徴とするプロセス。
【請求項２２】
請求項１４から２１のいずれかに記載のプロセスにおいて、竹材（４）を棒要素として使用し、茎の端部（７３）のその内側および／又は外側側面（７５、７６）を加工することを特徴とするプロセス。
【請求項２３】
請求項２２に記載のプロセスにおいて、竹材の端部（７３）の側面（７５、７６）を、茎（４）の壁厚が所定の壁厚以下になるように加工することを特徴とするプロセス。
【請求項２４】
請求項２２から２３のいずれかに記載のプロセスにおいて、竹材（４）に潜在的に存在する仕切り（節）に穴をあけ、又はその他の形で貫通するようにすることを特徴とするプロセス。
【請求項２５】
請求項２２から２４のいずれかに記載のプロセスにおいて接続要素（１、１４、２１、３４、３８、５２）に、装着する竹材（４）の前側が覆う面域（１２）に通じる穴（１３）を、装着する竹材（４）の中空部の間を繋ぐために、前記穴を接続要素（１、１４、２１、３４、３８、５２）内で接合させるような方法で穴あけすることを特徴とするプロセス。
【請求項２６】
請求項２５に記載のプロセスにおいて、竹材（４）と一緒にはめ込むことができる接続要素の側面（７５、７６）を作る間に、接続要素（１、１４、２１、３４、３８、５２）に穴あけした中空部連結穴（１３）を工具のガイドとして使用することを特徴とするプロセス。
【請求項２７】
縦軸が互いに同軸上にない複数の棒要素を接合する、接合する棒要素（４、１２５、１２６）と、上記ジョイント場所すべてにこれら棒要素との間に置く接続要素（１、１４、２１、３４、３８、５２）とから、請求項１４から２６のいずれかに記載のプロセスを実行して、トラス（５）を製造するための装置で、その装置が、剛直な再生可能な材料製の少なくとも１つの接続要素（１、１４、２１、３４、３８、５２）および／又は前記接続要素もしくは互いに取り付けるそれぞれ成長の早い植物製の材料の少なくとも１つの材料から作る棒要素（４、１２５、１２６）の端部（７３）を機械加工するために、少なくとも１つの工具（５６、１１３）を、少なくとも選択した領域に輪郭がはっきりした幾何学体に沿って走る面（１０、１１；７５、７６）を得るような方法で、切断工具、特に切削工具として設計し、それによって棒要素（４、１２５、１２６）と接続要素（１、１４、２１、３４、３８、５２）とのジョイント領域の加工体（４、１２５、１２６；１、１４、２１、３４、３８、５２）に、少なくとも選択した領域に円筒、円錐、角柱、又は角錐の側面（１１；７６）に沿って走る面と、少なくとも選択した領域に中空の円筒、中空の円錐、中空の角柱、および／又は中空の角錐に沿って走る面（１１；７５）をそれぞれ同時に形成することを特徴とする装置。
【請求項２８】
棒要素（４、１２５、１２６）の端部（７３）を加工するために少なくとも１つの工具（１１３）を具備する請求項２７に記載の装置において、その両端部（７３）が加工装置（７４）の縦軸とできるだけ平行かつ同心上に心合わせするように、棒要素を（４、１２５、１２６）を締め付けするためのデバイス（８４）を特徴とする装置。
【請求項２９】
請求項２８に記載の装置において、加工工具（１１３）を保持および／又は取り付けるために、締付デバイス（８４）の各端部にあるデバイス（１０８）を特徴とする装置。
【請求項３０】
請求項２７から２９のいずれかに記載の装置において、加工工具（１１３）又はその保持（１０８）をそれぞれ、加工 装置（７４）の縦軸に沿う送り方向に案内するためのデバイス（１１１）を特徴とする装置。
【請求項３１】
請求項２７から３０のいずれかに記載の装置において、棒要素（４、１２５、１２６）の端部の側面（７３）を機械加工するためのフライス（１１３）の形をとる少なくとも１つの切削工具が、棒要素（４、１２５、１２６）、特に竹材の内面と外面（７５、７６）を同時に加工するように設計されることを特徴とする装置。
【請求項３２】
接続要素（１、１４、２１、３４、３８、５２）を機械加工するための少なくとも１つの工具（５６）を具備する請求項２７に記載の装置において、所定の断面積をもつ回転対称の中空部（９）を作るための切削端を有する、軸（５７）を中心に回転する工具（５６）としてのその設計を特徴とする装置。
【請求項３３】
請求項３２に記載の装置において、切削領域が、中心ガイドデバイス（６０）を囲む周辺境界面（６４）に配設されることを特徴とする装置。
【請求項３４】
請求項３３に記載の装置において、中心ガイドデバイス（６０）がドリルとして設計されて、ガイドドリルホール（１３）と差込む中空部（９）を一工程で製造できることを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接合される又は接合可能な棒要素と、その間の接合箇所に配置される又は配置可能な接続要素からトラスを製造するためのシステム、方法および装置に関係し、そのために棒要素はそれぞれ成長の早い植物性の材料の少なくとも１つのセグメントから作られ、接続要素は剛直な再生可能な材料から作る。好ましくは、その縦軸が互いに同軸上にない複数の棒要素を接合する場合に必ず接続要素を備える。
【背景技術】
【０００２】
ＤＥ−ＰＳ４３３３０２９Ｃ２は、竹材から作るトラスを開示しており、竹材を接続要素で互いに接続し、そこで接続要素にそれぞれ少なくとも１つのドリルホールがあり、そこに未加工の竹材の自由端をそれぞれ挿入し、それにより接続要素を竹材の自由端でダイカスト又は成型して、あるいはのり付け又は成型剤で竹材の自由端を固定する。それによって、ダイカスト、のり付け又は成型剤で不ぞろいな竹材が補正される。このために、竹材の断面積の大きさにはかなりのばらつきがあるため、接続要素のドリルホールはかなり大きめに寸法切りしなければならない。このため、ダイカスト、のり付け又は成型剤に多大な需要をうんでいる。使用する材料が大量であるがゆえに、ダイカスト、のり付け又は成型剤の加工特性は、その接着特性に加えて、骨組の安定性にとってかなりの重要性があり、また、非常に高品質な材料が必要なので、総費用が大幅に増加する。さらに、組み立ては非常に労働集約的である。
【特許文献１】ＤＥ−ＰＳ４３３３０２９Ｃ２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前述の先行技術の欠点から、労力と成果が最適な比率になるように、つまり、安定性を犠牲にすることなく建物の製造のための工事コストおよび／又は費用を削減できるような方法で、トラスを製造するための包括的なシステムの改良という、本発明のきっかけとなった問題が生じている。
【０００４】
包括的なシステムでは、この問題を、特許請求項１の特徴部分で解決する。より好ましいのは特許請求項１に従属する請求項に記載のシステムである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
成長の早い植物は縦方向に走る繊維で強化されているため、その縦方向に沿って最適な（引張り）応力安定性を示す。他方で、本発明によるシステムで製造する建物は接続点とその間の真っ直ぐな継手をもつトラスに分解されるため、棒要素が高い曲げ強さをもつ必要がない。そのため、棒要素の縦軸に対して斜め又は横に走る繊維、特に半径方向に又は互いに交差して走る繊維を断つことができる。棒要素に再生可能な原材料を使うことによって、高価な化学物質の使用を削減でき、つまりは化石由来の、そのため利用が限られた材料の使用を削減できる。また、再生可能な原材料を光合成によって作り、それによって多数の有機化合物に必要とされる炭素が、空気中の二酸化炭素から取り込まれる。そのため、温暖化ガスとしてその気候変動効果が減る。バイオロジカル材料はまた、環境を汚染することなくより簡単に処分できる。
【０００６】
本発明によるシステムについて、一番重要なのは、棒要素と接続要素又は別の棒要素とのジョイントで、両要素がそれぞれ、少なくとも選択した領域に、円筒、円錐、角柱、又は角錐が作る表面に沿って走る面と、少なくとも別の選択した領域に、中空の円筒、中空の円錐、中空の角柱および／又は中空の角錐に沿って走る面をそれぞれもつことである。一方で、これらは、フライス削りや施盤加工などの比較的簡単な方法で製造できるものである。他方で、面を密接に合わせて差し込むことによって接続でき、締着および／又はのり付けによる固定に適する。プレスばめを利用することにより、さらに高い結合力を得ることができる。例えば、棒要素では、凹形の中実要素（外側）の中には必ず凸形の中空要素（内側）があるので、相対する２つの規格化された面の内側と外側を加工することにより簡単に形成することができる。ほぼ相補的な関係にある２つの面を接続要素に形成し、それによって凸形の中空要素を凹形の中実要素（芯）の外側に配置する場合、潜在的な界接領域の強さ、そのためジョイントの強さをほぼ二倍にできる。さらに、凹みに挿入される棒要素はその表面が完全に覆われ、そのため例えば水分（膨潤）により生じる膨張が異なる間も、必ず両方の界接領域にしっかりと押込まれる。
【０００７】
本発明は、体の面が走る２つの異なる幾何学形状を、互いに同心上に並べるよう推奨する。このように特別な等質性をもつ配列は非常に単純な方法で行なえ、例えば、竹材の自然の形状に最も近いものとなる。
【０００８】
体の表面が走る異なるがある程度対称的な２つの形状が互いに一定距離離れていれば、その合成体は等方性構造であり、その軸を中心に竹材は自由に回転することができ、そのためトラスの扱い難い節を微調整できる自由度が増える。
【０００９】
棒要素と接続要素のジョイントは差込接続として構成できるので、強く確実なジョイントが追加ロック手段の必要性をなくす。締着ジョイントと接着ジョイントは、例えば木工のりの助けをかりて、ロック手段として利用できる。差込接続の確実な固定の他に、ねじ込み継手を経由して、差込接続の縦方向に作用する力を伝達するネジ付きスリーブおよび／又はスクリューボルトを設けることができる。
【００１０】
接続要素又は追加の棒要素のところで棒要素を締着するために、そこに合体して、棒要素との嵌め合いのために設計された芯を広げて、それによって内側から棒要素の内側に押し当てることができる。芯を広げるために、例えば、円錐形状又は角錐の台形の徐々に広がる要素を、広げられる芯の内側、好ましくは中心の凹みに抜き差しできる。それによって、この要素は軸方向の駆動力を広げられる芯の半径方向の変形に変える。このために、接続要素はその芯を通る開口をもつことができ、その中にネジの軸、ネジ付きボルトなどを挿入できる。後者によって、別のネジ付き要素に対する戻り止めのねじりからの軸方向の力が生じ、それによって延展する断面をもつ要素を芯に引き込んでいる際に発生する反対の力を受け止める。
【００１１】
接続要素がリング状の場合、リングの底面内で任意の方向から前記接続要素に向いた棒要素を収容できるだけでなく、しっかり固定できる。また、ネジ付き要素又は別の締着要素をそこに当てられるように、ネジ状の延展要素を収受するための凹みをリングの内側まで広げることができ、ひいては関係する継手を作った後に容易に駆動できる。しかし、好ましくは、接続するすべての棒要素の縦軸を接続要素の中心点に向けるようにして、棒要素の曲げ応力になりうるトルクがトラスで生じないようにする。
【００１２】
好ましくは、接続要素は、例えば円形又は三角形、四角形又は六角形の底面をもつ円盤状を持つ。このような接続要素は、すべての継手が一平面上にあるため、特に平面トラスに向いている。例えば、平行平面トラスの横木を作ろうとした場合、これら継手を平面トラスに垂直にならないように設計するのが望ましい。このために必要な傾斜したアンカー構造体は、円盤状の接続要素の多様な場所で収受できるだけでなく、それに取り付けた別の接続要素にも収受できる。このような円盤状の接続要素の厚さは棒要素の最大径よりも大きくして、その端部領域が接続要素に完全に埋め込まれるようにするべきである。それによって、棒要素に例えば竹を使用する場合、非常に傷み易い竹材の内側に外側から接触できない。
【００１３】
接続要素を１ピースとして作った前述の実施例の他にも、２ピースで作ることもでき、接合後に連続する棒要素を完全に囲めるように、また例えば以前に節がなかったトラスの場所に追加の棒要素を固定するために、最初は互いに分かれている２つの半体を連続棒要素の周りに置くことができる。この方法で、このような半体の接続要素も、例えば接着剤を使って、棒要素の主軸に取り付けることができる。このために、前記接続要素は、関係する棒要素を一部取り囲む凹形の接続面を備える。このような結合ジョイントを作るために、棒要素の主軸の関係する領域の外側を加工し、また特に丸みを帯びた形にフライス加工する。
【００１４】
発明の範囲において、棒要素は、それらを同軸方向に延ばすために、２つの接続要素の間、又は別の２つの棒要素の間に挿入することができる。前者の場合、棒要素の両端を同じ差込接続構造にするが（例、環状突起と環状突起）、後者の場合、原則的には両端に相補的な差込接続構造を割当てて（例、環状突起と環状溝）、合成体が互いに組み合う規格化された棒要素になるようにする。
【００１５】
さらに、本発明は、トラスの細長い要素に簡単に加工できる成長の早い植物の幹又は茎の利用を提案する。ヨーロッパで一般に見られる双子葉植物、特に、直径が約１０から１５cmまでの薄い幹（いわゆるソフトウッド）が特に適している落葉樹や針葉樹に加えて、単子葉植物種の植物（ヤシの木、イネ科の植物など）も使用できる。前記単子葉植物の維管束があまりに不規則に広がるため、木部放射組織が見られないからである。そのため、繊維が並んで規則的なパターンで並んでいない。すべての繊維が互いに平行に走っているため、例えば等角列の構成や、１つのリング状の構成でも結合材の層が補強されないことになり、それに伴って剥離、つまり少なからず割れが形成されやすくなる。そのため、上記繊維のない中央の放射組織又は木部放射組織をできるだけ避けるべきである。また、曲げ応力が残っている場合に、当然最も高い力が現れる棒要素の中央から外周にかけて繊維密度を増加することが望ましい。本発明のこのアイデアに従うと、イネ科の中に、いわゆるgiant grass、つまり竹が見つかるであろう。竹は外周に維管束又は維管束繊維が多いという別の利点もあるため、縦方向に繊維が走っているにも関わらず高い曲げ強さを特徴とする。間違いなく、竹の幹又は茎はその縦方向に節（節目）と節間（筒状の部分）に分けられる。節のところの繊維の架橋結合が、生の竹の弾性を高めている。しかし、伐採した竹や乾燥した竹では張力を生じることがあり、そのためそれを抜取るべきである。そのことで、上記竹材の安定性が過剰に損なわれるとは思われない。節間セグメントは極めて高い等質性の構造をもち、成長の中心としての節は薄い層になるだけなので、筒の特性はセグメント、つまり節間に支配される。節では引張り強さだけが下がるが、圧縮強さ、せん断強さ、および曲げ強さは下がらないため、主に圧縮力を受けるトラスの安定性はこのことから問題視されない。
【００１６】
竹の中には１年で最高３０メートルの高さに育ち、その後は成長せずに木質化だけするものがある。この成長の早い竹は、幹の直径が５センチから２０センチで、筒の壁厚は約０．５センチから８．０センチとなる。規則的に生じる節を除いて、竹は、双子葉植物で見られるような欠点、例えば、さらに安定性を損なわせる枝の起点（いわゆる節穴）という欠点はない。その高い力学的な強さのおかげで、竹の幹は縦方向の高い張力および／又は圧縮力を吸収することができ、節間部分ではスチールの強さに匹敵する。曲げ応力は、高い曲げ力が加わると、座屈が生じる傾向によってのみ制限される。竹はほとんどの種類の木よりも真っ直ぐに成長する傾向がわずかに高いが、必ずといっていいほど大きな湾曲が存在し、筒の直径に関してはかなり不規則である。このため、現在まで竹材はかならず紐、繊維などで縛っていて、関係する竹材の縦方向の力が伝達できたが、このことも骨組又はトラスの製造には全く不適切である。
【００１７】
内側はワックス状の被膜があるが、幹の外側は、ケイ酸塩が含まれ、固く撥水性の極めて耐久性のある層で覆われているため、この部分は多くの接着剤で濡らすことはできず、そのため接合ジョイントの耐久性を損なうことになるだろう。また、これらの層は比較的滑らかで、得られる摩擦接続は比較的低く、そのため本発明はこれら層を取り去るよう提案する。ただし、水分に弱い部分に水が浸入しないように、外気に影響を受けない部分だけである。
【００１８】
棒要素自体の形状はどのような形でもよい。選んだ材料に応じて、例えば落葉樹や針葉樹から得られるような棒状の構造、つまり、棒のような中実の芯をもつのが好ましく、又は竹材を使う場合にはそのままの形の筒状の構造が望ましい。また、中実の丸太棒の芯をコアドリルすることで、直径全体をむらなく乾燥するという利点が得られ、結果として一様に、そのため割れずに収縮する。
【００１９】
別の側面は、竹はバイオロジカル材料であり、環境条件の影響を受けて収縮したり膨張したりするため、例えば金属やプラスチックから作った剛性の端部材を挿入したときなどに、時間が経過すると割れに発展する傾向がある。これは結局悲惨な結果になるであろう。後で撥水性の表面が途切れて、その後水が浸入し、腐敗などが生じる可能性があるためである。このため、本発明は例えば双子葉植物、特に落葉樹又は針葉樹などの類似のバイオロジカル材料の接続要素を使用するのが好ましい。類似のバイオロジカル材料は環境条件の変化に対して単子葉植物と同様な反応を示すため、同じように収縮や膨張し、材料の内部張力が比較的低いままですむ。しかし、これを確実にするために、単子葉植物の筒と接続要素の間の中間部材はできるだけ避けなければならない。そのため、本発明は、差込ジョイント、締着ジョイントおよび／又は接合ジョイントのいずれかのような直接ジョイントを提供する。他方で、上記接合技術を正当な労力で産業的に応用できるには、規格化された接触面が必要で、自然に育った竹からは得られない。これを本発明により、元々端の不ぞろいな、使用する竹材を、輪郭のはっきりした幾何学体に沿って走る面を作るように処理して改善する。この作業工程は、前述したジョイント近くの外面の層の切断と一体化できる。
【００２０】
前述したように、接続要素と棒要素の最適な適合性を得るためには、前者を木製にすることができる。木材と竹材はともに有機材料であるが、根本的な違いがある。そのため、材料の性質が竹材と同じになるように、必要なら多層張りの竹で作ったパネル材を使うことができる。
【００２１】
ジョイント要素は、例えばシール接着剤で、例えば竹筒の筒状の棒要素に接続し、内部接続される通路が、竹の場合その節を穴あけする接続される筒状の棒要素の中空部に通じることを特徴とするため、このように製造した骨組又はトラス内に、意図的に支配する小環境を作る。この小環境は、トラスの動きを管理および／又は監視するため、あるいは内部からの害虫の侵入などの破壊的な影響や火災などを、トラスに潜在的に寄せ付けないための多数の方法で管理または監視することがある。このため、少なくとも１つのジョイント要素および／又は筒状の棒要素に、システムの中空部に、例えば水分や乾燥空気など、気体、泡および／又は液体が送れる口を備えて、竹の柔軟性を維持するために環境を調整すれば、また、害虫駆除用の毒素および熱気、冷気又は圧縮空気、例えば窒素、泡剤、又は水などの消火剤を利用すれば、適切であると証明されている。
【００２２】
与えられた問題を解決するために、包括的な製造工程を、調整したプロセス請求項の特徴部分に従って具体化する。請求項では、その後にさらに、本発明によるプロセスの好適な特徴を開示する。
【００２３】
例えば木材や竹材などの自然に育った材料では元々満たされない規格化された面域の必要性は、トラスの製造のためにそれを使用して個々の部分を互いに正確に嵌め合い、所望の方法で差し込めるようにするために不可欠である。また、規格化された端部の相互配列も正確に指定すれば、大変有益である。少なくとも選択した領域にその表面を画定する幾何学体が相関して配列できるそれぞれ少なくとも１つの対称軸をもつような方法で、例えば共通のアライメントを共有するように端部分を加工すると、特に好ましい状態になる。こうしてのみ、棒要素がトラスの所定の節に接合するために、正確に指定される棒要素の傾斜角に合わすことができるようになる。これらの要求事項で、建物が大きくなるほど重要になるその静力学に関して事前に計算した平面図に従って、トラスを製造できる。ここでも、（該当する場合筒状の）棒要素を所望の長さに切断した後に、建設現場で端部の加工を行なうことができるので、様々な長さの（木製の）棒および／又は（竹の）筒を使用する可能性は阻害されない。また、接続要素には少なくとも１つの側面域を作らなければならないが、これで棒要素の端部の側面に差し込むことができる。この側面の直径、そのためそれを作るために必要な工具の選択は、対応する木製の棒又は竹筒の端部の、該当する場合、分類によって決める。普通これは対応する棒要素の取り付けの直前にのみ決定するので、適切な差込構造は、現場でのみ対応する接続要素に形成する。
【００２４】
好ましくは、接合しなければならない部品の本体および／又は表面は、切断、特に切削により加工する。この技術は竹材にも木材にも同様に適している。これに必要な工具は扱い易いなため、建設現場に楽に携帯できる。このため、すでに組み立てられた接続要素の加工又は手直しも、例えばハンドボール盤又はハンドフライス盤でできる。木製の棒や竹筒などの棒要素は組み立てる前であるが、それを適当な長さに切った後に加工する。そのためには、クランプ装置が必要である。
【００２５】
接続構造の側面（の選択した部分）、特に接続要素の芯（ただし、直に接合するべき棒要素の芯も）を、（着脱可能な）締着 ジョイントに指定するには、好ましくは対応する差込継手の縦軸に平行なばね状に動くスロットを、前記側面に近い部分に形成することができる。これらスロットは、事前に工場で指定できる。接続構造体としてリング状の凹みを（後から）準備している間に、接続要素の一部をとにかく移動しなければならないときには、スロットを半径方向に正確に拡張する必要はない。必ず対応する側面に届くような方法で、サイズ切りしなければならないだけである。
【００２６】
棒要素を上記締着ジョイントに取り付ける前に、まず、延展要素を接続要素の縦軸と平行に、又は同軸上にある穴に挿入しなければならず、これは組み立て後に、対応する側面（の選択した部分）に、接続する棒要素の端部の側面の方向に、（半径方向の）圧力をかけるために使用できる。
【００２７】
その後、棒要素を対応する接続要素又は棒要素と合わせて差込、互いにのり付け又は締着する。当然、この作業工程は一部平行して行なうが、節のあるほぼすべての接続要素は一方が棒要素に支持され、他方が別の棒要素に支持されるので、継手の形成は前後する。
【００２８】
トラス又は骨組みの縦方向の縁に沿って、接続要素を端部材として使用し、これは基礎、天井、屋根などに装着できる。これらは好ましくは、固着備品、例えば、取付ネジを通すための一以上の穴を有する平らな底面を備える。
【００２９】
例えば家の建設で必要なように、壁状の構造体を作るためのトラスのジョイントには、パネルなどを装着することができる。関係する固着は棒要素ではなく、専ら接続要素で行なうが、棒要素は傷つかないので、該当する場合その外面の撥水特性は保たれたままで、トラスの内部にある中空部は密閉されたままである。比較的デリケートなパネル、例えば石膏ボードをトラスに固定しなければならない場合、節の距離を縮めるか、又は最初に当て木をトラスに固定して、その上から当該のパネルを短い間隔で取り付けることができる。
【００３０】
筒状の棒要素、特に竹筒の端部の内側および／又は外側側面を加工できる。小さなトラスには、一方の、例えば外側の側面をそれぞれ加工すればよく、一方高い応力がかかるトラスには、潜在的な接合面を増やして、両半径方向（内側と外側）に追加な確実なロックで、個々の継手の安定性を最適にするために、竹筒の各端部の両側面をそれぞれ加工するべきである。
【００３１】
そうすることで、挽材又は竹筒の半径は変わり、それに応じて竹筒又はコアドリルした挽材の壁厚が変わることを考慮しなければならない。例えば、３０m長さの竹筒を考えると、外径は下から上に細くなるが、特に壁厚もそうである。このように壁厚が薄くなるために、本発明の目的には、通常１０m以下の竹筒のみを使用することができる。例えば、このセクションをそれぞれ長さ１．５mの単一部分に切ると、短くなったそれぞれの竹筒の壁厚はいまだ異なっており、結果的には外径も異なる。場合により、この差が相当大きくなって、切断した竹筒は別の竹筒の内径よりも小さくなることがある。そのため、同一の工具で同じように加工するのは問題外である。このために、本発明は、壁厚および／又は内径と外径又は外周に関して、竹筒の部材（の端部）に異なる等級を設けるよう提案する。そうする中で、（最小）内径と（最大）外径は、それぞれ１つのゲージで簡単に判断できる。上記ゲージは、円筒形又は平らな三角形（内側用）、あるいは中空の円筒形又はフォーク形（外側用）にすることができる。言うまでもなく、これらのサイズは色々な方法で測ることが出来る。各竹筒（の端部）を割と細かく分けた分類体系に分類して、それに応じてその後の処理工具の選定を決める。それによって、本発明は、竹筒の端部の側面を、竹筒の壁厚が前に選択した壁厚と同じかそれより小さくなるように（分類体系に応じて）加工するよう推奨する。
【００３２】
竹筒を取り付ける前に、最終的に仕上げトラス内に中空部を作って多様な用途に使えるように、仕切りに穴を開けるか、又は通せるようにするべきである。１つの接続要素に接続される竹筒の中空部の接続を得るために、穴あけを行なわなければならず、それを接続要素の内側に接合して、接続する竹筒の前面側で覆われる接続要素の面域に通じるようにする。他方で、必要なら、トラスの一体の中空部を複数のセクションに分割でき、上記連続通路なく特別な接続要素を使って、互いに独立して影響を受けさせることができる。さらに、伐採後の乾燥中に竹筒を均等に収縮させるために、またそのため竹に張力やそれに伴う割れを避けるために、穴あけが意図される。
【００３３】
他方で、中空部を接続する内部通路の直径は、接続することになる木材や竹筒の直径とは完全に独立している。完全な設計データから、筒状の棒要素を接続要素に合わせる傾斜角が分かっていれば、接続要素の製造中に、そのためその取り付け前に、必要な接続通路を作ることができる。このために、原料の接続要素を正確に締め付けて、別々の側から行われる穴あけが実際に中心で合うようにする。このため、好ましくは、設計ソフトウェアの仕様に従って機能する、アルミニウム異形材と多軸サーボドライブのガイドを備える携帯型マシニングセンターを使用する。中空部の接続に同様に穴あけをすると、１つの棒要素それぞれの継手に対応する側面を作るとき、建設現場での工具のガイドとして役立てられる。中空部接続通路のない接続要素では、その製造中に穴あけを施してもよく、これは特に工具のガイドとして機能するために意図される。
【００３４】
少なくとも１つの筒状棒要素、特に竹筒、および／又は好ましくは少なくとも１つの接続要素が、筒状棒要素と接続要素内の中空部に通じる口を備えていれば、必要な場合この中空部に様々な媒体を導通することができる。中空部内にすでに入っている媒体、例えば空気、を抜くために、必ず、それとは離れて密閉される１つの中空部に上記口を少なくとも２つ割当てるとよい。これらの口は所定のフロー状態を作るよう離れた場所に配置するべきである。そのために、一方の上記口をトラスのセクションの最も下の位置に配置し、必要ならもう一方の口を最も高い位置に配置して、一方は液体を、もう一方は気体をそれぞれ中空部から完全に取り除くようにするのが有効だと証明されている。
【００３５】
本発明によるプロセスを実行するための装置を、独立装置請求項の特徴部分によって説明する。
【００３６】
このような装置を利用することで、互いに適合する面域を作るため、トラスの異なる節をそれぞれ人の手により時間をかけて個々に手直しすることがない範囲で、トラスの製造を簡単にする。本発明による加工装置は、切断工具、特に切削工具として構成されているため、必要な空間が小さいおかげで携帯できるように構成でき、そのため問題なく建設現場に運ぶことができる。
【００３７】
棒要素の端部を加工するための装置は、その両端を加工装置の縦軸にできるだけ同軸上に配列するように、棒要素を締め付けるためのデバイスを特徴とする。そのため、実際の加工工具は必ず１箇所の同じ所定の位置で処理するべき棒要素に出会うように、所定の方法で機械の本体に対して調整できるようにする。それによって、一般的には、各処理工具の保持および／又は固定デバイスを締付デバイスの各端部に置く。このような固定デバイスは、例えばスライドとして構成でき、所定の方法でガイドを通って加工装置の縦軸に沿って送る方向に動くことができ、他方で、加工工具および／又はその駆動モータを実際に保持および／又は取付を担っている。
【００３８】
例えばフライスヘッドの形をした切削工具は、棒要素、特に竹筒の両端の内側および外側の側面を同時に加工するように構成されて、両端の側面の加工に役立ち、このために、２つの別々の機械加工エリア、特に切削エリアを設ける。実際の切削エリアは工具の本体に着脱可能に、そのため交換可能に取り付けることができ、あるいは本体に対して調整可能にして、工具が異なる分類をされた竹筒の端部に合うようにしている。
【００３９】
接続要素を機械加工するための好適な装置は、所定の断面の回転対称の凹みを作るために、少なくとも１つの切削エリアに対して少なくとも１つの軸を中心に回転する工具を特徴とする。好ましくは、トラスにすでに取り付けてある節のある接続要素にも利用できるように、工具はハンドボール盤などに締着できるように構成できる。別の構成では、棒要素、特に竹筒は回転でき、工具が、従来の施盤の機能と同様の送り運動のみを行なうような方法で固定できる。
【００４０】
本発明の別の特徴によると、切削エリアは工具本体の周辺側面域に配列されて、中心ガイドデバイス、例えば前に飛び出したピンを取り囲む。このようなガイドデバイスによって、挿入する棒要素を正確に指定の傾斜角に取り上げて、その相対する端部を節のある接続要素に正確に挿入できるために、工具は予めあけてある穴、例えば円筒形のガイド溝の中心にできる。
【００４１】
最後に、本発明の教唆に従い、中心ガイドデバイスは、ガイドドリルホールとガイド溝を一工程で製造できるようにドリルとして構成する。この実施例は特に、事前に計算していないトラスの節向けであり、工場で接続要素にガイドドリルホールを製造できない場合に応じたものである。この場合、棒要素を受け入れる差込継手の方向は、組立工が自由に調整できる。しかし、組立工は、中央の中空通路を見きわめ、棒要素の正しい向きを正確に決めるために、非常に慎重に作業しなければならない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
本発明に基づいた別の特徴、明細、利点および効果は、発明の好適な実施例の以下の説明と図面から説明する。
ここで、
【００４３】
図１は、本発明によるトラスシステムの第１の接続要素の透視図を示す。
図２は、図１に対応する図の接続要素の変型実施例を示す。
図３は、互いに固定した、図２による２つの接続要素の断面を示す。
図４は、図２の接続要素の変型の透視図を示す。
図５は、図４の接続要素と差込可能継手と、部分的に切断して分解した竹筒の分解図である。
図６は、継手の組み立て後の図５の組立図を示す。
図７は、本発明の別の構成を示す。
図８は、例えばベース要素で使用できる接続要素の透視図を示す。
図９は、本発明に従ってシステムで組み立てた平面トラスの側面図である。
図１０は、図９のトラスの接続要素を、分解して部分的に切断した図で、竹筒を受け止めるための中空部を作る側面に当てた工具と一緒に示す。
図１１は、図１０の工具を通る縦断面図である。
図１２は、竹筒の端部を締め付け、処理するための装置の分解側面図である。
図１３は、図１２の装置の締付デバイスの透視図である。
図１４は、図１２の工具を矢印XIVの方向に切り取った正面図である。
図１５は、同軸上に接合した２つの棒要素を通る断面図である。
【００４４】
図１の接続要素１の透視図は、本発明の基本原理を説明するためのものである。任意又は無作為な形状の接続要素１は、その表面２に、竹筒４をそれぞれ１つづつ接続するための一以上の三次元構造３を示す。複数の竹筒４をこのような接続要素１に組み立てることによって、後者はトラスまたは骨組５の節となる。
【００４５】
図１の接続要素１は、４つの同じサイズの側面６と四角い上面および下面をそれぞれ１つづつもつ方形平行六面体の基本形状をしている。外側垂足面形の接続要素１は、それぞれ繊維の斜め方向に重ね合わせてのり付けした多層の合板８からなる。これらのり付けした層の合板８は四角い上面又は下面７と平行になっているため、接続要素１はそれら面と平行に走る方向の引張り強さが高い。
【００４６】
竹筒４それぞれの継手の構造３を、接続要素１の６面全部６、７に配置し、６つの竹筒４がトラスの上記節で接合できるようにし、そのうち２つづつを互いに心合わせして、残りの４つの竹筒４が広がる面と垂直に位置するようにする。このように３次元トラスは実現可能である。
【００４７】
図１にさらに示すように、竹筒４を取り付けるための各構造３は、ほぼ環状の凹み９をもち、２つの界接面１０、１１は互いに同心上にある円筒の側面の形となっている。この凹み９の外径は、対応する竹筒４の外径にほぼ一致し、円筒形の側面の形状の界接面１０、１１の一定距離は、この凹みに挿入できる竹筒４の端部分の規格化された最大厚さにほぼ一致する。
【００４８】
図１による実施例では、竹筒４の端部は、接続要素１の環状凹みにのり付けされるので、剛直な取外しできない継手が得られる。図１でさらに示すように、円筒形の芯１２が各環状凹み９の中にとどまり、竹筒４の内部に接着剤で接続されて、さらにこの竹筒４に固定して安定化させる。木材は、竹と同様な水分による温度係数と膨張現象を示すため、われの形成はこのように効果的に防げる。
【００４９】
さらに、円筒形の芯１２のそれぞれは、穿孔１３によって縦方向に貫通している。これら穿孔１３はすべて接続要素１内で合流し、そのため接続される全ての竹筒４の中空部間の接続通路システムを作る。
【００５０】
本発明がさらに提供するように、竹筒４のすべての仕切りが取り除かれる場合、これら中空部は竹筒４にある接続要素１と接続して、同様に製造されるトラス又は骨組５の他のすべての中空部ともこのように接続する。そうでない場合、竹筒４内の中空部はその気密性の外面で密閉されるので、本発明によるトラス又は骨組５の接続中空部に、意図的に支配可能な小環境が得られる。
【００５１】
例えば、利用する害虫駆除剤が外部の環境に接することなく、トラス又は骨組５に害虫が蔓延するのを防ぐために、この中空部に毒素、熱風、冷風、又はその他の害虫駆除剤を導通することができる。そのため、本発明によるシステムは、その組成に関わらず、環境に影響することなく、常に駆除剤を最少の量で最大の効果が得られるという利点をもつ。同様な目的のために、大幅な圧力の一時的変動も生じることができる。
【００５２】
さらに、この中空部は、正圧力下で、不燃性ガス、例えば窒素を充填して、火災の際に燃焼を抑えるために火災源で大量の窒素を放出することができる。同時に、このように火災を想定して、中空部に水を流すことで延焼に対する備えをすることができるように、これによって生じる急激な圧力低下を測定することができる。火災を消火したらすぐに水を再び排水でき、トラス又は骨組５の内部中空部に熱気を通して再び乾燥できる。
【００５３】
図２の接続要素１４は立方体の形をしており、竹筒４をそれぞれ接続するための構造体３が上面および下面１５にのみ設けらるが、側面１６では中心穿孔１７だけが設けられて接続要素１４を貫通するように改造されている。この接続要素１４はさらに、互いにのり付けされた合板１８の層からなり、上面又は下面１５に垂直になっている。
【００５４】
接続要素１４は主に竹筒４の拡張に役立つ。これでトラスの節を実現するにも、複数の上記接続要素１４を図３に図示するように互いに固定する。このために、接続要素を、一方の穿孔１７がそれぞれ他方の穿孔を心合わせするような方法で、所望の向きにまとめる。ネジ又はネジ付きボルト１９を心合わせした２つの穿孔に挿入して、ネジ付き要素２０で両側で固定して、接続要素１４が互いに固定するようにする。
【００５５】
これで、竹筒４を接続できる接続構造体３に挿入して、そこで所望の方法でのり付けできる。この配列は、トラスの上記節で、互いに斜めの方向に走る骨組構造体に合わすために回転できるという別の特徴をもつ。
【００５６】
接続要素１では、上面とした面で構造体３に接着される竹筒４が合板層８の一部にそれぞれのり付けされるだけなので、高い張力がかかると、例えば対応する芯１２と、ひいては竹筒４全体が破裂する可能性がある。これは、接続要素１４をそれぞれ必要な接続要素１の上面および／又は下面７に、ネジ付きボルト１９を挿入して固定することによって固定して防ぐことができる。それにより、接続要素１４は、接着した合板層８が接続要素１の上面および下面７に垂直に走るような方法で心合わせでき、そのためほぼ全部の層が対応する竹筒４にのり付けされる。
【００５７】
図４の接続要素２１は、接続要素１４と同じ立方体の形である。これに関して、竹筒４の接続用三次元構造体２２も、互いに同心上の２つの接合面１０、１１を有する環状凹み９を備える。この凹みの中に残る芯２３は、中心穿孔１３で貫通する。しかし、接続要素１４とは異なり、芯２３には穿孔１３の縦軸に沿って２つの割目２４が設けられ、ほぼ環状凹み９の芯２３それぞれの基部まで延びているので、芯の残りの四分体２５は制限を受けながら外側に反ることができる。
【００５８】
芯２３の中心穿孔１３は円錐形の皿座ぐり２６を示し、穿孔に挿入されるねじ山２８をもつ皿ネジ２７の頭を位置付けることができる。ネジ付き要素２９は、接続ユニット２２と反対側の接続要素２１の外面７で、このねじ山２８にネジ止めされる。竹筒４を環状凹み９に挿入した後、このネジ付き要素２９をしっかりと固定する。それによって、ネジ３１の頭が円錐形の皿座ぐり２６に段々深く押込まれて、それによって芯２５の四分体を外側に広げる。これが次にその外面１１を竹筒４の側面３３の内側３２をきつく締めながら押し当てる。そのため、この種の継手２１には竹筒４ののり付けが必要なく、継手は常に非破壊的な方法で取外すことができる。皿ネジ２７の代わりに、円錐形のボルトなども使用できる。
【００５９】
別の接続要素３４を図７に示す。これは、長方形又は正方形の断面をもつリング３５の形をしている。このリング３５の外面３６に、６つの三次元構造体２２を、竹筒４それぞれの継手の周囲に分布させながら、等距離に配置する。三次元接続構造体２２は、穿孔１７およびリング内側３７で接続構造がなくなっているということを別にすると、その形状と機能に関して、接続要素２１の対応する構造体２２と同一であるので、接続点２２のところでリング３５を通る断面はむしろ図６と一致する。
【００６０】
リング３５は、必要ならほぼ任意の数の接続点―１つだけから６又はおそらくそれ以上―を設けられるという利点を提供し、それによってすべての継手２２を着脱可能に実施できる。
【００６１】
このようなリングで、図９に図示するような例えば平面トラス又は骨組５を製造できる。そのために、図８に図示する種類の接続要素３８がベース要素として機能する。これらはそれぞれ、その長さがその高さおよび幅のほぼ二倍の１つの直方体３９からなる。これは、基礎４１などにネジによって固定するための中心の連続する垂直穿孔４０を特徴とする。その狭い上縁４２の部分に、竹筒を接続するための三次元構造体４３がそれぞれ備えられる。
【００６２】
構造体４３は、その機能に関しては実施例１および１４の構造体３に一致し、竹筒を締着でなく、のり付けで固定する。しかし、ここでは環状凹み４４とそれと同心上の穿孔４５が、接続要素３８の表面に垂直に位置しているのではなく、垂直穿孔４０から上にずれながら外側に３０°の角度で傾斜している。さらに、構造体４３は狭い上縁４２と重なり、特に接続構造体４３の芯４６の前面が、互いに垂直な２つの部分面４７、４８から構成され、それが接続要素３８の元の表面４９、５０の残りの部分を形成している。しかし、この事実は、竹筒４の接続固定点としての三次元構造体４３の機能を損ねていない。
【００６３】
図９に図示するように、トラス又は骨組５を造るためには、まず一連のジョイント要素３８を基礎４１にネジ止め又はその他の方法で固定する。接続構造体４３にのりを塗った後、すべて６０°に末広に散開する。竹筒４の端部を挿入する。２つの竹筒４を、それぞれ１つの節のある接続要素５２で、隣接する上端部５１で接合する。
【００６４】
トラス５の節を形成する接続要素５２は、接続要素１と同様な基本形をもつが、それとは違って、竹筒４よりも最大直径が大きい、厚さが一定の六角形の底面をもつ。他のすべての接続要素１、１４、２１、３４、３８のように、これも斜めに貼り合わせた合板層からなり、その面は六角形の底面５３と平行である。従って、上記接続要素５２の外周５４は、６つとも同じサイズの長方形からなる。
【００６５】
のりが硬化する前に、隣接する節のある接続要素５２を、それぞれ１つづつの水平方向に走る竹筒４で接続し、それと同時にのり付けする。このように、トラス５の最初の層が作られる。のりの硬化のためにこれが固まるとすぐに、木工のりを使用する場合は約１５分かかるが、図９に示すように、トラスの別の層を同じ原理に従ってその上に続けることができる。完成したトラス５は、正三角形の形状の多数の同一のセルからなり、こうして最適な安定性を得る。当然、必要ならトラス５の別の三次元構造、例えば２つの平面トラスと平行トラスを互いに接続させる形など、を選ぶことができる。好ましくは、竹筒４の長さを必ず約１〜２mまでにして、長すぎる竹筒４に過剰な曲げ応力がかかって、座屈効果がでないようにする。
【００６６】
切削工具５６は回転工具のヘッドからなり、これは背後にある駆動エンジンの接続を特徴とする。接続は、例えば工具５７の縦軸と同軸にある円筒形の付属部材５８として具現でき、ハンドボール盤のチャック５９に挿入できる。図示する実施例では、この円筒形の取付付属部材５８は（木材）ドリル６０のシャフトの一部であり、それで接続構造体３、２２、４３の中心中空部１３、４５に穴をあける。ほぼベル形の工具のコンポーネント６２が、締付ネジ６１によってこのドリル６０のシャフトに着脱可能に固定される。
【００６７】
このベル形の工具のコンポーネント６２は、円盤のような形の部品６３と、円筒の側面にような形で、最初の部品の周辺から前に延びている部品６４とから構成され、その前面に、接続構造体３、２２、４３の環状凹み９を作るために実際の切削工具６５を担持する。円盤形の部品は、内径がドリル６０の直径と一致し、外径が竹筒４の外径とほぼ一致する。その背面６６に、この部品６３は断面は小さくなっているが同様に円筒形の付属部材６７を備え、そこに半径方向のネジ穴が締付ネジ６１を収容するために延びている。このように円盤形の部品６３はドリル６０のシャフトを塞ぐことができ、それによって、この位置に後から締付ネジ６１を固定するために、ほとんどあそびがない嵌め合いによってドリル５７の縦軸に垂直に心合わせする。
【００６８】
円筒の側面のような形の部品は、例えば円盤形の部品と一緒に鋳造するなど、円盤形の部品と一体的に製造することができ、又は例えば、筒状部分から製造でき、つまり図１１に図示するように、この部品の背面６６から、ドリル５７の軸に平行なネジ６８で円盤形の部品６３にネジ止めする。その前面の部分に、円筒の側面のような形の部品６４は、等距離に分布する多数の長方形の凹みが設けられているので、ほぼ冠の形状をなしている。
【００６９】
工具５７の縦軸に平行な、円筒の側面のような形の部品６４の多数の切削領域６９に、切断金具７０が１つづつ、好ましくは対応する切断金具７０の中央ボアを通るネジ７１で、固定される。図１１に図示するように、この切断金具７０の目的は、環状凹み９を、加工工具５６の回転中かつ二重の送り運動７２の影響下で、接続要素１、１４、２１、３４、３８の本体に食い込ませることである。それにより、切断金具７０の前に前面がくるドリル６０はガイド機能を引継ぐことができる。
【００７０】
本発明の他の実施例では、接続構造体の凹みを、全体が円錐形又はその底面で斜切する界接面で界接できる。上記凹みを作るためには、切削工具はそれに応じた形状をもたなければならない。必要なら、円筒の側面のような形の部品６４の断面を採用しなければならない。
【００７１】
前に説明したように、竹筒４の成長は必ずある程度は不ぞろいである。本発明による接続構造体３、２２、４３の環状凹み９は、軸５７を中心に回転する加工工具５６を使用するおかげで最適な丸みをもつため、通常竹筒４はぴったり合うように挿入できない。つまり、竹筒は指定の凹み９に全く合わないか、あるいはかなりきつくなり過ぎる又は―凹みの寸法が大きい場合には―ゆるすぎて、いずれにしても締着効果が生まれず、大量ののりが必要になり、コストが高くなるばかりか、硬化時間が増えるために労働時間も増える。
【００７２】
このため、本発明では、所望の長さに切断している竹筒４の端部７３を、トラス又は骨組５に取り付ける前に処理することが可能となる。そのため、規格化された形状をそれに当てはめて、対応する接続要素１、１４、２１、３４、３８の指定の凹み９にはめ込まなければならない。しかし、一般的に、切断した竹筒４の両端部７４は互いに同軸上にないことが多いため、これだけでは事前に厳密に計画したトラス５の製造には不十分である。これが、ひいてはトラス５内での変位および／又は張力につながり、建設中にそれが徐々に累積することになるので、大きな建物では建設の進行に伴い段々歪みが大きくなってくる。そのため、竹筒４の端部７３を加工するための装置７４の別の目的は、竹筒４の両端部分７３が選択した部分に円筒の側面（他の種類の継手に関しては、例えば円錐の側面）に沿って走る面７５、７６をもつだけでなく、両端部７３の円筒（円錐など）の部分の縦軸が、互いに同軸関係に心合わせすることである。これが可能な装置７４を図１２に示す。
【００７３】
正確には、この機械７４はほぼ半分しか見えていない。つまり、対称面７７に対して横反転している機械の左側の部分は、スペースの関係上割愛した。機械７４は基本的に、４つのコンポーネントから構成される。細長い剛直な異形材７８は、機械７４の縦軸の基準としてと、機械の他のコンポーネントの取り付けの基準として用いる。異形材７８のほぼ中央には、加工する竹筒４を締め付けるためのデバイス７９がそれに取り付けられている。最後に、２つの加工デバイス８０が締付デバイス７９の両側にあり、同様に異形材７８で支持している。簡素化するには、一方の加工デバイス８０が異形材８１の反対側に簡単に位置を変えられる場合、つまり、例えば、締付デバイスが締め付ける竹筒４といっしょに１８０°回転できるように設計される場合、残りのデバイスを省略することができる。
【００７４】
異形材７８として、市販の構造要素を使うことができる。好ましくは、図１３のように、これは四角形の断面を持つ角が４つある異形材から構成し、その長い側面８２がそれぞれT状に切り落とした取付溝８３を備え、異形材の縦方向に走る。図示していないブロックを、これら溝８３、例えば機械７４を支持するための異形材の両端部分に取り付けることができる。
【００７５】
締付デバイス７９は、２組のグリッパ８４と共通駆動機構８５を具備する。
【００７６】
１組のグリッパ８４を図１３に図示する。支持異形材７８の両端部に、支持異形材７８と平行なボルト８７がそれぞれ、横止めアングル８６によって、回転できないように固定されている。このように固定されたボルト８７の上に、垂直板８８がそれぞれ差し込まれている。垂直面はボルトの直径に対応する直径の貫通穴を備える。板８８は対応する止めアングル８６で制限されて、対応するボルト８７の他端に、例えば圧着するなど、ボルトで回らないように固定されるピニオン８９でそれぞれ固定されるので、対応するボルト８７を中心に枢動するが、それから緩むことはない。板８８は２つのアームをもつレバーとして具現されており、短いアーム９０は対応する取り付け穴から下側に突き出し、長いアーム９１は上側に突き出している。下部レバーアーム９０は両方とも互いに、支持異形材７８の下に経由する引張りばね９２で接続され、このように、支持異形材７８の長い側面８２で止まるまで互いに引き合う。この場合、板８８の上部アーム９１は最大に広げられた位置をとる。
【００７７】
各板８８のほぼ上端には、回転軸９３がそこで枢動するための別の貫通穴がある。これら回転軸９３はそれぞれ一端にピニオン９４を担持し、他端に、外周に例えば双曲線のような軌跡をもつ凹面９６を備える板９５がある。
【００７８】
ギア９４と板９５はそれぞれ回転軸９３に回らないように固定され、それぞれ圧着、締付（締付ネジ）、はんだ付け、および／又は溶接される。そうでない場合、ピニオン９４は、デバイス９８で張力を保っている歯付きベルト９７を通す固定ボルト８７で、回転運動に関してピニオン８９と接続される。このように、上板９５の空間的な向きは、下板８８の枢支位置とは独立して維持される。この機能は、互いに平行な２つの枢動可能な棒をもつ梃子による平行ガイドと同じ効果をもつ。
【００７９】
上板９５は、その凹面９６が向き合うような方法で心合わせする。そのため、下板８８の上部レバーアーム９１を寄せると、これらの面９６は、その間にある竹筒４を締め付けるために互いに近づくことができる。
【００８０】
付属部材、例えばそれぞれ下側に突き出しているネジボルト９９が、１組の上記グリッパ８４を作動させるために、板８８のレバーアーム９０の下面側に設けられる。ここで、駆動デバイス８５がかみ合う。
【００８１】
駆動デバイス８５は、支持異形材７８の下に位置し、それと平行に心合わせする空圧シリンダ１００を具備する。軸方向に外側に向いている円錐の先端１０４、１０５はそれぞれ、シリンダ１０１の外枠と、シリンダの軸と同軸のそれぞれロッド１０２、１０３を通るピストンに固定される。２つのロッド１０２、１０３はそれぞれ１つの軸受ブロック１０６、１０７を貫通し、それから駆動デバイス８５一式が支持異形材７８の下側に支持されるので、案内されながらその縦方向に動くことができる。
【００８２】
シリンダ１０１の外枠自体は固定しないため、支持異形材７８の縦方向にある程度動くことができる。空圧シリンダ１００を空気作用によって延ばす場合、円錐形の先端１０４、１０５はそれぞれ１組のグリッパ８４の対の下側に突き出す付属部材の間、特にボルト９９の間を動いて、それを離すように押す。このように上部レバー９１は内側に枢動し、竹筒４は、それぞれ２つの凹形のブラケット９５、９６の間に、その両端部７３の部分に締め付けられる。それにより、円錐形の先端１０４、１０５が１組のグリッパ８４の２つのアームに均等に作用するので、支持異形材７８の垂直な縦面に対称をなす２つの端部７３に中心作用が生じる。高さに関しての中心作用は、締付ブラケット９６の凹形によって得られる。それにより、空圧シリンダ１００がアーム９０全部に均等な力がかかるまで、それ自体が縦方向に動くので、正確な寸法、例えば竹筒４の直径は重要でなくなる。
【００８３】
このように中心に置かれた竹筒４はその後、その両端部の領域が機械加工される、つまり所定の寸法の上に突き出ている表面７５、７６が除去される。これはそれぞれ１つの機械加工デバイス８０で行なわれる。
【００８４】
各機械加工デバイスはスライド１０８を具備し、スライド１０８は支持異形材７８に沿って動くことができ、加工軸と同軸上にあるドリルチャックを同時に心合わせした状態でボール盤１１０を取り付けるためのデバイス１０９をもち、支持異形材７８の上かつ凹形の締付ブラケット９６の最も引っ込んだ領域で決まる高さで、中心を走る。
【００８５】
例えば、縦溝８３とかみ合う横ロール１１１を通る平行な向きで動くことのできるスライド１０８が、締め付けた竹筒４の対応する端部７３まで動くと、ボール盤１１０のチャック１１２に締め付けられる機械加工工具１１３の回転軸は、必ず、これ以前に説明した締め付けで予め決められた竹筒４の縦軸と同軸上になる。
【００８６】
竹筒４の内側と外側７５、７６に同時に作用する機械加工工具１１３の正面図を図１４に図示する。これは内側および外側の切削工具１１４、１１５を具備し、そこに竹筒４の外側７６のそれぞれ内側７５が割当てられる。
【００８７】
内側切削工具１１４はフライス、特にシェルエンドミルの形をとり、それをチャック１１２に締め付けるための後方取付付属部材を備える。この切削工具１１４は竹筒４の中空部に侵入して、その内壁７５の少なくとも選択した領域を円筒形に加工する。
【００８８】
切削工具１１４のシャフトに、工具５６の外側と同じようなベル形の形状をしている別の部品を固定する。これは例えば一体的に鋳造できるが、図示する実施例は、一方が環状リング１１６のような形の部品と、他方がそれに固定する円筒形部品１１８から構成する。
【００８９】
環状リング１１６のような形の部品に、締付ネジを収容するために、半径方向に走るネジ穴が貫通する後方の円筒形の付属部材１１７が配置されている。この締付ネジで、環状リングのような形の部品１１６を切削工具１１４のシャフトに固定する。
【００９０】
環状リング１１６のような形の部品を貫通するネジによって、これは円筒形の部品に固定される。円筒形の部品の前側１１９では、数個の歯１２０が切り取られて、その先端がそれぞれわずかに内側に曲がっている。加工工具１１３を送る際、竹筒４の外面７６がこれら歯１２０によって機械加工されて、シリンダの側面に沿って走る表面を少なくとも選択した領域に作り、竹筒の端部７３を接続要素１、１４、２１、３４、３８の対応する凹み９に挿入できる。
【００９１】
不ぞろいな成長のために、この機械加工中に竹筒４の端部７３に必然的に非対称に作用する切削工具１１４、１１５が、機械加工工具１１３に振動を発生させないようにするために、これをさらに円筒形の部品１１８の外側側面１２１で支持する。これは支持異形材７８に固定する別のトレッスル１２２で行い、トレッスル１２２は円筒形の部品１１８を包み、数個、好ましくは３個か４個のロール１２３を具備して、支持異形材７８の縦軸に平行な加工工具１１３の回転軸にそれぞれ平行な回転軸１２４を中心に回転できる。これらロール１２３が機械加工工具１１３の外側側面１２１に、様々な側から、例えば、互いに９０°や１２０°ずれた方向から押しあてるので、振動が確実に防げる。
【００９２】
竹筒４を製造し、接続要素１、１４、２１、３４、３８、５２を互いに嵌め込むとき、切断で機械加工した竹筒４の端部７３の軸方向の長さは、それを収容することになる対応する接続要素１、１４、２１、３４、３８、５２の環状の凹み９の深さと等しくするか、又は好ましくはそれよりわずかに短くして、このように露出する、つまり撥水被覆をとった竹筒４の端部７３を接続要素１、１４、２１、３４、３８、５２および該当する場合にはのりなどの層で覆うようにすることを念頭においておくべきである。
【００９３】
竹筒４に加えて、本発明によるシステムに木製、例えばソフトウッドの棒１２５、１２６も棒要素として使用でき、中実の木製棒として直接使用するか、又は例えば乾燥中に割れのない収縮を容易にするために、完全又は部分的にそれを貫通する同軸穿孔１２７を備えることもできる。
【００９４】
必要なら、上記木製の棒１２５、１２６は、図１５に図示するように、長く延ばすために、同軸上のアライメントに接合することができる。このため、接合することになる隣接する棒１２５、１２６の端部は、互いに嵌まりこむ態様をもつ。例えば、環状の溝１２８を一方の棒１２５の前面に配置し、もう一方の棒の前面１２６に相補的な環状突起を配置する。これらを合わせてぴったり合う差込継手を形成し、これを、例えば、差込要素１２８、１２９の表面にのりを塗って固定できる。さらに、中心ドリルホール１２７にネジ付き要素をひとつづつ押し付け又はのり付けして―一方がネジ付きナットで、もう一方がネジ付きボルト―、上記棒要素１２５、１２６も、ぴったり合う差込継手に加えて、一緒にネジ止めできる。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明によるトラスシステムの第１の接続要素の透視図を示す。
【図２】図１に対応する図の接続要素の変型実施例を示す。
【図３】互いに固定した、図２による２つの接続要素の断面を示す。
【図４】図２の接続要素の変型の透視図を示す。
【図５】図４の接続要素と差込可能継手と、部分的に切断して分解した竹筒の分解図である。
【図６】継手の組み立て後の図５の組立図を示す。
【図７】本発明の別の構成を示す。
【図８】例えばベース要素で使用できる接続要素の透視図を示す。
【図９】本発明に従ってシステムで組み立てた平面トラスの側面図である。
【図１０】図９のトラスの接続要素を、分解して部分的に切断した図で、竹筒を受け止めるための中空部を作る側面に当てた工具と一緒に示す。
【図１１】図１０の工具を通る縦断面図である。
【図１２】竹筒の端部を締め付け、処理するための装置の分解側面図である。
【図１３】図１２の装置の締付デバイスの透視図である。
【図１４】図１２の工具を矢印XIVの方向に切り取った正面図である。
【図１５】同軸上に接合した２つの棒要素を通る断面図である。
【符号の説明】
【００９６】
１    接続要素
３    構造体
４    竹筒
５    骨組（トラス）
８    合板
９    凹み
１０・１１  界接面
１２  芯
１３  穿孔
１４  接続要素
１７  中心穿孔
１８  合板
１９  ネジ付きボルト
２１  接続要素
２２  三次元構造体
２３  芯
２４  割目
２７  皿ネジ
３４  接続要素
３５  リング
３７  リング内側
３８  接続要素
３９  直方体
４０  垂直穿孔
４１  基礎
４３  三次元構造体
４５  穿孔
５２  接続要素
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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