Spannendes Objekt - Elias Grieninger

Bei meiner Recherche fand ich dieses Tensegrityprinzip. Auf diesem Segment basiert meine Brücke. Der Plan war es, mehrere dieser Elemente zu einem Netzwerk zusammenzusetzen und in eine gebogene Brückenform zu wandeln. Außerdem war geplant, dass sich die Struktur „zusammenfalten“ ließ.

Nun galt es die Details auszutüfteln. Der erste Entwurf für die Gelenke bestand aus einem einfachen mit einer Schraube zusammengehaltenen Gelenk, welches an den Stabenden befestigt wurde. Eine weitere Idee war, die Schnüre durch Rohre durch die Struktur zu leiten, doch es erwies sich als zu kompliziert Stopper für die Schnüre an den Stabenden zu entwerfen, anstatt die Schnüre an den Enden einzuhängen. Ein weiterer Vorschlag (dritte Abbildung) bestand darin Stahlschnüre zu nehmen und in der benötigten Länge Ösen zu fertigen. In die Metallrohre könnte man Gewinde schneiden und eine Schraube zum fixieren der Schnüre einschrauben. Eine Möglichkeit diese Schnüre auf Maß zu fertigen, wäre eine 3D-gedruckte, oder anderweitig hergestellte Einstellhilfe. Die Idee Stahlschnüre zu verwenden wurde allerdings gekippt, da die Toleranzen für eine so kleine Tensegritystruktur sehr hoch sind und man sonst die Schnurlängen unter Einberechnung der Überlappung mehrerer Schnüre an den Stabenden anpassen müsste. Außerdem ist es nicht von Vorteil, dass Stahlschnüre sich nicht gut auf so kurze Distanzen spannen lassen, was essenziell für eine Tensegritystruktur ist. Die Aufhängung der Kugel sollte über ein additives Teil mit Magnet erfolgen, da mir ein Bearbeiten der Stahlkugel ohne die Werkstatt leider nicht möglich ist. Für die Stäbe bot es sich an, sie aus einer Platte zu lasern, da die Struktur möglichst leicht werden sollte. Als Material hatte ich am Anfang über Holz nachgedacht, aber Holz mit dunklen Laserschnittkanten ist etwas, das man mittlerweile schon kennt. Das Verbindungselement für die Stäbe könnte 3D-gedruckt und eingeclipst werden. Um mir der Bau der Struktur zu erleichtern, plante ich eine Stützstruktur aus Pappe.

Weiterhin habe ich mich mit Möglichkeiten zum Spannen der Schnüre beschäftigt. Ein weiteres additives Bauteil wollte ich auf keinen Fall hinzufügen und experimentierte daher mit der gelaserten Platte. Von einfachem Knoten kam ich bald darauf, einen Schlitz zum Einklemmen der Schnur innerhalb des Stabes zu integrieren. Ich habe ich an dem Verbindungselement Veränderungen vorgenommen, damit es sowohl als eine Führung der Schnüre, als auch für eine Verbindung der Stäbe zunutze ist. Außerdem plante ich nun, das Verbindungselement in die Stäbe zu clipsen.

Ich habe die Prinzipien, welche ich zuvor nur in der Theorie entwickelt habe, in einem Modell mit Plastikstrohhalmen, Heißkleber und Schnur umgesetzt. Mir wurde recht schnell klar, dass ich ohne eine Hilfsstruktur niemals die vollständige Brücke bauen könnte, da das Konstrukt erst stabil ist, wenn die letzte Schnur gespannt ist.

Im gleichen Zug habe ich die schon zuvor theoretisch betrachtete Methode des Einklemmens der Schnüre getestet. Die Schnur verklemmte sich so gut, dass ich sie mit bloßer Kraft nicht herausbekam. Außerdem bleibt sie auch im ungespannten Zustand eingeklemmt. Dass ich diese Methode benutzen würde, stand von nun an fest. Ich testete außerdem die Umlenkung rurch ein Loch.

Wie plant man eine solche Struktur? Mithilfe des 3D-Programms Rhinoceros habe ich die Brücke zunächst flach modelliert. Danach habe ich die Konstruktion mit einem Verzerrungstool gebogen. Durch den Verzerrungseffekt wurden die Verbindungselemente leider ebenfalls verzerrt. Allerdings ermöglichte mir dieses Mock-Up, in dem 3D Programm die Struktur zu vermessen und einige Hauptmaße zu entnehmen. Die Messung ergab mir die Winkel der steifen Verbindungsstäbe, ihre Länge und die Anzahl der Schnüre, die anliegen.

Dieses Element verbindet die Stäbe und verfügt über Kanäle, in denen die Schnüre zum verspannen laufen.

Die Verbindungsstäbe wurden aus 3mm starkem Plexiglas gelasert. Ich probierte unterschiedliche Clips-Mechanismen aus und testete diese Real.

Dies ist die fertige Struktur. Die Gewichtskraft der Kugel sorgt dafür, dass die Brücke nur auf zwei Punkten aufliegt.

Die visuelle Komplexität und das Chaos nimmt ab, wenn man den Blickwinkel auf die Struktur wechselt.