DE102008014493A1 - Reversibel formveränderbare Pop-Up Konstruktion per Rotationsmechanismus - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine reversibel formveränderbare Pop-Up-Konstruktion, bestehend aus mindestens einem wölbungsfähigen Zuschnitt k-eckiger Flächenform und einem mit diesem verbundenen Rotationsmechanismus zur Ausübung der peripheren Kontraktion der Zuschnittflächenform, der aus zwei koaxial zueinander angeordneten, miteinander verbundenen und relativ zueinander verdrehbaren Scheiben (3 und 4) gebildet ist, die eine Basis für den Zuschnitt (1) bilden und jeweils eine gleiche Anzahl spiralmäßig geformter, sich annähernd vom Scheibenumfang aus einwärts erstreckender Schlitze (8) aufweisen, wobei die spiralmäßig geformten Schlitze (8) jeder Scheibe (3 bzw. 4) sich untereinander nicht schneiden, die Ausrichtung der spiralmäßig geformten Schlitze (8) der einen Scheibe (3) entgegengesetzt zur Ausrichtung der spiralmäßig geformten Schlitze (8) der anderen Scheibe (4) ist und an jedem Kreuzungspunkt (11) der jeweils übereinander angeordneten spiralmäßig geformten Schlitze (8) der beiden Scheiben (3 und 4) ein Durchlass (12) gebildet ist, in dem jeweils ein Fußpunkt (13) der k-eckigen Flächenform des Zuschnitts (1) führungsmäßig gehaltert ist, wobei der Betrag des Ortsvektors von der Mittelachse (5) der Scheiben (3 und 4) des Rotationsmechanismus (2) zum Durchlass (12) im ebenen Zustand des Zuschnitts (1) Rmax, n und in der selbsttragenden Raumform des Zuschnitts (1) Rmin, n ist und für jeden anderen Wölbungszustand des Zuschnitts (1) bestimmt ist durch: Rn epsilon ]R min, ...

Description

• Die Erfindung betrifft eine reversibel formveränderbare Pop-Up-Konstruktion, bestehend aus mindestens einem wölbungsfähigen Zuschnitt k-eckiger Flächenform und einem Mechanismus, der mit den k-Ecken der Flächenform des Zuschnitts verbunden ist und durch den der Zuschnitt peripher zu kontraktieren und zu einer selbsttragenden Raumform reversibel aufzuwölben ist.
• Bei einer aus der DE 101 55 914 C1 bekannten derartigen reversibel formveränderbaren Pop-Up-Konstruktion ist der wölbungsfähige Zuschnitt k-eckiger Flächenform mittels von einem Zentrum ausgehender, biegsamer Speichen gebildet, die im Zentrum starr und zumindest an ihren dem Zentrum gegenüberliegenden Enden durch eine Federspanneinrichtung in Form von Zugbändern aus Gummi untereinander verbunden sind. Bei Entlastung der vorgespannten k-eckigen Flächenform richtet sich diese automatisch unter zunehmender Entspannung der Federspanneinrichtung zu der selbsttragenden Raumform auf. Eine Steuerung der Geschwindigkeit der Aufwölbung ist bei dieser Pop-UP-Konstruktion nicht gegeben.
• Bekannt ist weiterhin aus der DE 10 2004 007 249 B3 eine selbsttragende Gewölbekonstruktion mit von einem punkt- oder linienförmig ausgeprägten Zentrum in Form einer zentralen Stütze ausgehenden biegsamen Streben, die im Zentrum starr und an ihren dem Zentrum gegenüber liegenden Enden durch eine Spanneinrichtung an der Umlauflinie der Gewölbekonstruktion miteinander verbunden sind. Die Spanneinrichtung weist zwischen den Streben Verbindungselemente auf, die in ihrer Länge zwischen einer Maximallänge und einer Minimallänge kontinuierlich veränderbar einzustellen sind, wobei eine von der zentralen Stütze aus getragene Dachkonstruktion zu einer Raumhülle gesteuert kontinuierlich und/oder stufenweise zu schließen und wieder zu öffnen ist.
• Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine reversibel formveränderbare Pop- Up-Konstruktion der eingangs erwähnten Art zur Verfügung zu stellen, deren mindestens einer Zuschnitt k-eckiger Flächenform ohne eine zentrale Stütze auf einfache Weise gesteuert kontinuierlich und/oder stufenweise in die selbsttragende Raumform aufzuwölben und aus dieser entsprechend in die anfängliche Flächenform rückzuführen ist.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Mechanismus zur Ausübung der peripheren Kontraktion der Flächenform des Zuschnitts von einem Rotationsmechanismus aus zwei koaxial zueinander angeordneten, miteinander verbundenen und relativ zueinander verdrehbaren Scheiben gebildet ist, die eine Basis für den Zuschnitt bilden und jeweils eine gleiche Anzahl spiralmäßig geformter, sich annähernd vom Scheibenumfang aus einwärts erstreckender Schlitze aufweisen, wobei die spiralmäßig geformten Schlitze jeder Scheibe sich untereinander nicht schneiden, die Ausrichtung der spiralmäßig geformten Schlitze der einen Scheibe entgegengesetzt zur Ausrichtung der spiralmäßig geformten Schlitze der anderen Scheibe ist und an jedem Kreuzungspunkt der jeweils übereinander angeordneten spiralmäßig geformten Schlitze der beiden Scheiben ein Durchlaß gebildet ist, in dem jeweils ein Fußpunkt der k-eckigen Flächenform des Zuschnitts führungsmäßig gehaltert ist, wobei der Betrag des Ortsvektors von der Mittelachse der Scheiben zum Durchlaß der sich kreuzenden spiralmäßig geformten Schlitze im ebenen Zustand des Zuschnitts R_max,n und in der selbsttragenden Raumform des Zuschnitts R_min,n ist und für jeden anderen Wölbungszustand des Zuschnitts bestimmt ist durch: R_n ∈ ]R_min,n, R_max,n[, und wobei bei einer relativen Verdrehung der beiden Scheiben zueinander um einen Winkel ϕ_max die in den jeweiligen Durchlässen der sich kreuzenden spiralmäßig geformten Schlitze der beiden Scheiben festgelegten Fußpunkte des k-eckigen Zuschnitts jeweils stets über einen gleichbleibenden Längenabschnitt l_n jedes zugeordneten spiralmäßig geformten Schlitzes der feststehenden Scheibe maximal einwärts zu versetzen sind und der Zuschnitt dabei kontinuierlich in seine selbsttragende Raumform zu überführen und aus dieser in die anfängliche Flächenform entsprechend rückzuführen ist.
• Vorzugsweise entspricht die Anzahl der Schlitze jeder der beiden Scheiben des Rotationsmechanismus der Anzahl k der Ecken der Flächenform des wölbungsfähigen Zuschnitts, wobei die gleichbleibenden Längenabschnitte l_n der spiralmäßig geformten Schlitze der feststehenden Scheibe des Rotationsmechanismus untereinander gleich und/oder unterschiedlich lang und/oder maximal mit der Länge l_max auszulegen und die beiden Scheiben des Rotationsmechanismus um den Winkel ϕ_max relativ zueinander zu verdrehen sind.
• Für eine globusmäßige formveränderbare Pop-Up-Konstruktion ist erfindungsgemäß auf jeder Seite der aus den beiden Scheiben gebildeten Basis des Rotationsmechanismus identisch ein wölbungsfähiger Zuschnitt mit im wesentlichen kreisförmiger Flächenform vorgesehen, an deren Umfang eine Mehrzahl Fußpunkte mit sich radial nach auswärts erstreckenden Verbindungselementen vorgesehen ist, die umfangsmäßig im gleichen Abstand zueinander angeordnet sind, wobei die einander entsprechenden Fußpunkte der beiden einandergegenüberliegenden Zuschnitte kreisförmiger Flächenform jeweils in dem Durchlaß der zugeordneten sich kreuzenden spiralmäßig geformten Schlitze der beiden Scheiben des Rotationsmechanismus durch die Verbindungselemente miteinander verbunden und führungsmäßig gehaltert sind und bei einer Relativdrehung der beiden Scheiben des Rotationsmechanismus um den Winkel ϕ_max zueinander die in den jeweiligen Durchlässen der sich kreuzenden spiralmäßig geformten Schlitze der beiden Scheiben verbundenen Fußpunkte der beiden Zuschnitte stets über den gleichbleibenden Längenabschnitt l_max der spiralmäßig geformten Schlitze der feststehende Scheibe einwärts zu versetzen sind, die beiden einandergegenüberliegenden Zuschnitte kreisförmiger Flächenform sich jeweils zu einer Halbkugelform aufwölben und gemeinsam eine selbsttragende Globusform bilden.
• Bei dieser globusmäßigen reversibel formveränderbare Pop-Up-Konstruktion weist vorteilhafterweise jede der beiden Scheiben des Rotationsmechanismus zwölf spiralmäßig ge formte Schlitze im gleichen Abstand zueinander auf, und die miteinander über die Verbindungselemente verbundenen zwölf Fußpunkte der beiden einandergegenüberliegenden Zuschnitte kreisförmiger Flächenform sind an deren jeweiligem Umfang im Abstand von 30° zueinander vorgesehen.
• Der Zuschnitt k-eckiger Flächenform kann z. B. ein Grundriß eines Pkw's (VW-Käfer's), eines Buses oder Lkw's, einer menschlichen Gesichtsmaske, einer Fußballhälfte, einer Blüte oder eines anderen beliebigen Flächengebildes sein.
• Bevorzugt sind die beiden Scheiben des Rotationsmechanismus in dem auf der Mittelachse der Pop-Up Konstruktion liegenden Drehzentrum des Rotationsmechanismus miteinander drehbar verbunden, sie können jedoch auch peripher miteinander drehbar verbunden sein, wenn die reversibel formveränderbare Pop-Up-Konstruktion in ihrer Mittelachse eine Öffnung erfordert.
• Die beiden Scheiben des Rotationsmechanismus der erfindungsgemäßen Pop-Up-Konstruktion können grundrißmäßig unterschiedlich oder gleich, und zwar bevorzugt kreisförmig gestaltet sein. Vorzugsweise ist im Grundriß der Zuschnitt in seiner Flächenform größer als die beiden Scheiben des Rotationsmechanismus und in seiner vollständig aufgewölbten Raumform hinsichtlich seiner maximalen Abmessung mindestens gleich der maximalen Abmessung jeder Scheibe des Rotatiomsmechanismus bemessen derart, daß die beiden Scheiben des Rotationsmechanismus über den Umriß des Zuschnitts weder in seiner Flächenform, noch in seiner vollständig aufgewölbten Raumform vorragen. Hierbei erstrecken sich die Verbindungselemente, die die Fußpunkte des Zuschnitts jeweils mit dem entsprechenden Durchlaß in dem jeweiligen Kreuzungspunkt der spiralmäßig geformten Schlitze der beiden Scheiben des Rotationsmechanismus verbinden und die in dem entsprechenden Durchlaß führungsmäßig gehaltert sind, von der Umrißlinie des Zuschnitts in seiner Flächenform einwärts zur Umrißlinie der beiden Scheiben des Rotationsmechanismus.
• Das hauptsächliche Anwendungsgebiet der vorliegenden Erfindung entspricht dem der reversibel formveränderbaren Pop-Up-Konstruktionen gemäß der DE 101 55 914 C1 und der DE 10 2004 007 249 B3 , die ebenfalls auf den Erfinder der vorliegenden Erfindung zurückgehen. Hervorgehoben seien jedoch die Anwendungsbereiche als Grußkarten, z. B. mit sich aufrichtenden Blüten oder Masken, als Anschauungsmaterial, z. B. in Form eines sich aus einem Buchdeckel aufwölbender Globus, sowie als Geschenk- und Souvenirartikel, z. B. in Form eines aufrichtbaren Oldtimers oder einer sich aufwölbende berühmte Bauwerkskuppel. Bei der vorliegenden Erfindung kommen alle wölbungsfähigen Materialien und bevorzugt Pappe und/oder Kunststofffolien zur Anwendung.
• Durch den Rotationsmechanismus kann die erfindungsgemäße reversibel formveränderbare Pop-Up-Konstruktion kontinuierlich und/oder stufenmäßig gesteuert aus der Flächenform in die selbsttragende Raumform und vis versa überführt werden, indem lediglich die bewegliche Scheibe z. B. von Hand gegenüber der feststehenden Scheibe über den Drehwinkel ϕ_max verdreht wird. Die Relativdrehung der Scheiben des Rotationsmechanismus zueinander bewirkt eine Kontraktion des zu errichtenden Flächengebildes nach innen und somit dessen Aufrichtung bzw. Aufwölbung des Flächengebildes in einfach steuerbarer Weise. Weist ein wölbungsfähiger Zuschnitt jedoch konkave Abschnitte auf, so müssen an diesen Abschnitten Zugbänder vorgesehen werden, um an den Umfangslinien der konkaven Abschnitte sozusagen für eine Kontraktion „auf Stoß" zu sorgen, damit in diesen Bereichen keine Öffnungen auftreten, wenn das Flächengebilde an der Basis zur Kontraktion gebracht wird.
• Einzelne Ausführungsformen der Erfindung werden nun anhand der Zeichnungen erläutert. In diesen sind:
• 1 eine Aufrißansicht einer schematisch dargestellten Ausführungsform der reversibel formveränderbaren Pop-Up-Konstruktion mit zwei miteinander verbundenen Zuschnitten kreis förmiger Flächenform jeweils im Zustand der selbsttragenden Raumform unter Bildung eines Globus,
• 2 eine Draufsicht auf den Zuschnitt kreisförmiger Flächenform,
• 3 und 4 jeweils eine Draufsicht auf eine der beiden Scheiben des Rotationsmechanismus der Ausführungsform nach 1, wobei die Ausrichtung der Schlitze der Scheibe in 3 entgegengesetzt zur Ausrichtung der Schlitze in 4 ist,
• 5 eine Draufsicht auf die beiden koaxial übereinander angeordneten Scheiben des Rotationsmechanismus einer weiteren Ausführungsform der reversibel formveränderbaren Pop-Up-Konstruktion im Ausgangsstadium des Rotationsantriebs zum Aufwölben des Zuschnitts in eine selbsttragende Raumform,
• 6 eine der 5 entsprechende Draufsicht auf die beiden koaxial übereinander angeordneten Scheiben des Rotationsmechanismus der Ausführungsform nach 5 in einem Zwischenstadium des Rotationsantriebs zum Aufwölben des Zuschnitts in die selbsttragende Raumform,
• 7 eine weitere der 5 entsprechende Draufsicht auf die beiden koaxial übereinander angeordneten Scheiben des Rotationsmechanismus im Endstadium des Rotationsantriebs, in dem der Zuschnitt in die selbsttragende Raumform aufgerichtet ist,
• 8 eine Draufsicht auf einen Zuschnitt in Form eines Lkw-Grundrisses k-eckiger Flächenform, wobei der Zuschnitt eben auf der oberen Scheibe des Rotationsmechanismus der Pop-Up-Konstruktion aufliegt, und
• 9 eine Draufsicht auf den Zuschnitt nach 8, wobei sich der Zuschnitt im aufgewölbten Zustand auf der oberen Scheibe des Rotationsmechanismus der Pop-Up-Konstruktion befindet und in einer Lage gezeigt ist, die zu seiner Lage in 8 um einen Winkel α = 45° versetzt ist.
• Wie aus 1 hervorgeht, die schematisch eine globusmäßige Ausführungsform der reversibel formveränderbaren Pop-Up-Konstruktion im Aufriß zeigt, weist diese zwei einandergegenüberliegende Zuschnitte 1 kreisförmiger Flächenform auf, zwischen denen als jeweilige Basis ein Rotationsmechanismus 2 aus zwei koaxial übereinander angeordneten Scheiben 3 und 4 vorgesehen ist. Die beiden Scheiben 3 und 4 sind in ihrem auf der Mittelachse 5 der Pop-Up-Konstruktion liegenden Drehzentrum 6 relativ zueinander drehbar verbunden. Der Rotationsmechanismus 2 ist randmäßig in einem Rahmen 7 gehaltert, der z. B. von dem Anschauungsmaterial gebildet ist, aus dem die flächenförmigen Zuschnitte 1 aufzuwölben sind. In 2 ist der Zuschnitt 1 kreisförmiger Flächenform in der Draufsicht dargestellt.
• Wie aus den 3 und 4 ersichtlich ist, weisen die beiden Scheiben 3 und 4 des Rotationsmechanismus 2 jeweils zwölf spiralmäßig geformte Schlitze 8 auf, die sich aus der Nähe des Scheibenumfangs einwärts erstrecken derart, daß die äußeren Enden 9 der Schlitze 8 jeweils auf einem Kreis mit dem Radius R_max und die inneren Enden 10 der Schlitze 8 jeweils auf einem Kreis mit dem Radius R_min liegen, wobei für jeden Schlitz 8 ein Winkel ϕ = 30° zwischen den durch die Enden 9 und 10 des Schlitzes 8 verlaufenden Radien R_max bzw. R_min vorgesehen und die Ausrichtung der spiralmäßig geformten Schlitze 8 der Scheibe 3 (3) entgegengesetzt zur Ausrichtung der spiralmäßig geformten Schlitze 8 der Scheibe 4 (4) ist. Die spiralmäßig geformten Schlitze 8 jeder Scheibe 3 bzw. 4 sind in einem solchen Abstand angeordnet, daß die Schlitze 8 einer Scheibe 3 bzw. 4 sich nicht schneiden.
• Bei der in 1 dargestellten Ausführungsform der reversibel formveränderbaren Pop-Up-Kon struktion sind die beiden koaxial übereinander angeordneten Scheiben 3 und 4 des Rotationsmechanismus 2 identisch wie die in den 3 und 4 dargestellten Scheiben 3 und 4 mit spiralmäßig geformten Schlitzen 8 ausgeführt. Hierbei ist an jedem Kreuzungspunkt 11 (5) der jeweils übereinander angeordneten spiralmäßig geformten Schlitze 8 entgegengesetzter Ausrichtung der beiden Scheiben 3 und 4 ein Durchlaß 12 gebildet, in dem jeweils ein Fußpunkt 13 eines der beiden einandergegenüberliegenden Zuschnitte 1 kreisförmiger Flächenform führungsmäßig gehaltert ist. Da in 1 die beiden einander gegenüberangeordneten Zuschnitte 1 im aufgewölbten Zustand unter Bildung eines Globus im Aufriß dargestellt sind, sind in jeder der beiden Scheiben 3 und 4 jeweils nur zwei Durchlässe 12 sichtbar, die in den Kreuzungspunkten 11 (5) der zugeordneten Schlitze 8 unterschiedlicher Ausrichtung der beiden Scheiben 3 und 4 gebildet sind, die auf einem Kreis jeder Scheibe 3 bzw. 4 mit dem gleichen Radius R_min liegen. Die in den jeweiligen Durchlässen 12 führungsmäßig gehalterten entsprechenden Fußpunkte 13 der einandergegenüberliegenden Zuschnitte 1 sind durch ein Verbindungselement 14 verbunden, so daß bei einer relativen Verdrehung der beiden Scheiben 3 und 4 zueinander die identischen Zuschnitte 1 gleichzeitig reversibel formveränderbar sind, m.a.W., die Zuschnitte 1 kreisförmiger Flächenform sind auf sehr einfache Weise z. B. von Hand beliebig steuerbar kontinuierlich und/oder stufenweise zu einer Globusform aufzuwölben und vis versa in ihre kreisförmige Flächenform zurückzuführen. Allgemein gilt für diese Steuerbarkeit des Bewegungsablaufes, daß der Betrag des Ortsvektors von der durch das Drehzentrum 6 der Scheibe 3 und 4 des Rotationsmechanismus 2 verlaufenden Mittelachse 5 der Pop-Up-Konstruktion zum Durchlaß 13 im ebenen Zustand des Zuschnitts 1 Rmax und in der selbsttragenden Raumform des Zuschnitts 1 R_min ist und für jeden anderen Wölbungszustand des Zuschnitts 1 bestimmt ist durch: R_n ∈ ]R_min,n, R_max,n[, und daß bei einer relativen Verdrehung der beiden Scheiben 3 und 4 des Rotationsmechanismus 2 um einen Winkel ϕ_max die in den jeweiligen Durchlässen 12 der sich kreuzenden spiralmäßig geformten Schlitze 8 der beiden Scheiben 3 und 4 festgelegten Fußpunkte 13 der k-eckigen Zu schnitte 1 jeweils über einen gleichbleibenden Längenabschnitt l_n jedes zugeordneten spiralmäßig geformten Schlitzes 8 der feststehenden Scheiben 3 oder 4 des Rotationsmechanismus 2 maximal einwärts zu versetzen sind.
• Dieser Bewegungsablauf der Fußpunkte 12 eines Zuschnitts 1 kreisförmiger Flächenform während dessen kontraktionsbedingter Aufwölbung zu einer selbsttragenden Raumform infolge der relativen Verdrehung der beiden Scheiben 3 und 4 des Rotationsmechanismus 2 der reversibel formveränderbaren Pop-Up-Konstruktion um den Winkel ϕ_max wird aus den 5 bis 7 sichtbar. Die 5 bis 7 geben jeweils eine Draufsich auf die koaxial übereinander angeordneten Scheiben 3 und 4 des Rotationsmechanismus 2 im Ausgangsstadium, in einem Zwischenstadium und im Endstadium dieses Bewegungsablaufes wieder, wobei die spiralmäßig geformten Schlitze 8 der oberen Scheibe 3 durchgezogen und die entsprechenden spiralmäßig geformten Schlitze 8 entgegengesetzter Ausrichtung der unteren Scheibe 4 gestrichelt dargestellt sind und wobei der Zuschnitt 1 kreisförmiger Flächenform nicht sichtbar unterhalb der aus den beiden Scheiben 3 und 4 gebildeten Basis angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform der reversibel formveränderbaren Pop-Up-Konstruktion ist der Winkel ϕ_max = 60°.
• Wie aus 5 hervorgeht, die die Anordnung der beiden koaxial übereinander angeordneten Scheiben 3 und 4 des Rotationsmechanismus 2 im Ausgangsstadium des oben erwähnten Bewegungsablaufes zur Bildung der selbsttragenden Raumform zeigt, befinden sich die Kreuzungspunkte 11 der jeweiligen entsprechenden Schlitze 8 unterschiedlicher Ausrichtung der Scheiben 3 und 4, in den die jeweiligen Durchlässe 12 gebildet sind, in denen jeweils die zugeordneten Fußpunkte 13 des nicht sichtbaren Zuschnitts 1 kreisförmiger Flächenform führungsmäßig gehaltert sind, im unaufgewölbten Zustand des Zuschnitts 1 am äußeren Ende 9 der zugeordneten Schlitze 8 jeweils auf einem Kreis mit dem Radius R_max.
• 6 zeigt eine der 5 entsprechende Draufsicht auf die koaxial übereinander angeordneten Scheiben 3 und 4 des Rotationsmechanismus 2 in einem Zwischenstadium des oben erwähnten Bewegungsablaufes nach einer relativen Verdrehung der beiden Scheiben 3 und 4 derart zueinander, daß die Fußpunkte 13 des nicht sichtbaren, teilweise aufgerichteten Zuschnitts 1 nach Verschiebung der Kreuzungspunkte 11 der zugeordneten spiralmäßig geformten Schlitze 8 unterschiedlicher Ausrichtung in den entsprechenden Durchlässen 12 auf einem Kreis mit dem Radius R liegen, wobei R_max > R > R_min ist.
• 7 zeigt ebenfalls eine der 5 entsprechende Draufsicht der beiden koxial übereinander angeordneten Scheiben 3 und 4 des Rotationsmechanismus 2 im Endstadium des oben erwähnten Bewegungsablaufes nach relativer Verdrehung der beiden Scheiben 3 und 4 um den Winkel ϕ_max = 60°, wobei die Fußpunkte 13 des nicht sichtbaren, nunmehr in die selbsttragende Raumform aufgerichteten Zuschnitts 1 nach Verschieben der Kreuzungspunkte 11 der jeweils zugeordneten spiralmäßig geformten Schlitze 8 unterschiedlicher Ausrichtung jeweils an deren inneres Ende 10 in den entsprechenden Durchlässen 12 angeordnet sind, die auf einem Kreis mit dem Radius R_min liegen.
• 8 zeigt eine Draufsicht auf einen Zuschnitt 1 in Form eines Lkw-Grundrisses k-eckiger Flächenform, wobei der Zuschnitt 1 eben auf der oberen Scheibe 3 des Rotationsmechanismus 2 der Pop-Up-Konstruktion aufliegt. Hierbei sind die am weitesten außen liegenden Fußpunkte 13 des Lkw-Zuschnitts 1 in seiner Flächenform jeweils im Durchlaß 12 im Kreuzungspunkt 11 am äußeren Ende 9 der entsprechenden spiralmäßig geformten Schlitze 8 der beiden Scheiben 3 und 4 des Rotationsmechanismus 2 auf einem Kreis mit dem Radius R_max,1 geführt gehaltert, während die inneren Enden 10 dieser entsprechenden spiralmäßig geformten Schlitze 8 der beiden Scheiben 3 und 4 auf einem Kreis mit dem Radius R_min,1 liegen. Zugleich sind die am weitesten innen liegenden Fußpunkte 13 des Lkw-Zuschnitts 1 in seiner Flächenform jeweils im Durchlaß 12 im Kreuzungspunkt 11 am äußeren Ende 9 der entsprechend spiralmäßig geformten Schlitze 8 der beiden Scheiben 3 und 4 des Rotationsmechanismus 2 auf einem Kreis mit dem Radius R_max,2 geführt gehaltert, während die inneren Enden 10 dieser entsprechenden spiralmäßig geformten Schlitze 8 der beiden Scheiben 3 und 4 auf einem Kreis mit dem Radius R_min,2 liegen.
• 9 zeigt den Lkw-Zuschnitt 1 nach 8 in der Draufsicht, wobei sich der Zuschnitt 1 in seiner wölbungsmäßig aufgerichteten Raumform auf der oberen Scheibe 3 des Rotationsmechanismus 2 der Pop-Up-Konstruktion befindet und in einer Lage gezeigt ist, die zu seiner in 8 gezeigten Lage um einen Winkel α = 45° versetzt ist. Hierbei sind die am weitesten außen liegenden Fußpunkte 13 des Lkw-Zuschnitts 1 in seiner aufgerichteten Raumform jeweils im Durchlaß 12 im Kreuzungspunkt 11 am inneren Ende 10 der entsprechenden spiralmäßig geformten Schlitze 8 der beiden Scheiben 3 und 4 des Rotationsmechanismus 2 auf dem Kreis mit dem Radius R_min,1 geführt gehaltert, während die äußeren Enden 9 dieser entsprechend spiralmäßig geformten Schlitze 8 der beiden Scheiben 3 und 4 auf dem Kreis mit dem Radius R_max,1 liegen. Zugleich sind die am weitesten innen liegenden Fußpunkte 13 des Lkw-Zuschnitts 1 in seiner aufgerichteten Raumform jeweils im Durchlaß 12 im Kreuzungspunkt 11 am inneren Ende 10 der entsprechend spiralmäßig geformten Schlitze 8 der beiden Scheiben 3 und 4 des Rotationsmechanismus 2 auf dem Kreis mit dem Radius R_min,2 geführt gehaltert, während die äußeren Enden 9 dieser entsprechenden spiralmäßig geformten Schlitze der beiden Scheiben 3 und 4 auf dem Kreis mit dem Radius R_max,2 liegen.

1

Zuschnitt

2

Rotationsmechanismus

3

Scheibe

4

Scheibe

5

Mittelachse der Pop-Up-Konstruktion

6

Drehzentrum der Scheiben

7

Rahmen

8

spiralmäßig geformten Schlitze

9

äußere Enden der Schlitze

10

innere Enden der Schlitze

11

Kreuzungspunkte der Schlitze

12

Durchlässe

13

Fußpunkte des Zuschnitts

14

Verbindungselemente gegenüberliegender Fußpunkte

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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• Zitierte Patentliteratur
• - DE 10155914 C1 [0002, 0012]
• - DE 102004007249 B3 [0003, 0012]

Claims (13)

1. Reversibel formveränderbare Pop-Up-Konstruktion, bestehend aus mindestens einem wölbungsfähigen Zuschnitt k-eckiger Flächenform und einem Mechanismus, der mit den k-Ecken der Flächenform des Zuschnitts verbunden ist und durch den der Zuschnitt peripher zu kontraktieren und zu einer selbsttragenden Raumform reversibel aufzuwölben ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Mechanismus zur Ausübung der peripheren Kontraktion der Flächenform des Zuschnitts (1) von einem Rotationsmechanismus (2) aus zwei koaxial zueinander angeordneten, miteinander verbundenen und relativ zueinander verdrehbaren Scheiben (3 und 4) gebildet ist, die eine Basis für den Zuschnitt (1) bilden und jeweils eine gleiche Anzahl spiralmäßig geformter, sich annähernd vom Scheibenumfang aus einwärts erstreckender Schlitze (8) aufweisen, wobei die spiralmäßig geformten Schlitze (8) jeder Scheibe (3 bzw. 4) sich untereinander nicht schneiden, die Ausrichtung der spiralmäßig geformten Schlitze (8) der einen Scheibe (3) entgegengesetzt zur Ausrichtung der spiralmäßig geformten Schlitze (8) der anderen Scheibe (4) ist und an jedem Kreuzungspunkt (11) der jeweils übereinander angeordneten spiralmäßig geformten Schlitze (8) der beiden Scheiben (3 und 4) ein Durchlaß (12) gebildet ist, in dem jeweils ein Fußpunkt (13) der k-eckigen Flächenform des Zuschnitts (1) führungsmäßig gehaltert ist, wobei der Betrag des Ortsvektors von der Mittelachse (5) der Scheiben (3 und 4) des Rotationsmechanismus (2) zum Durchlaß (12) im ebenen Zustand des Zuschnitts (1) R_max,n und in der selbsttragenden Raumform des Zuschnitts (1) R_min,n ist und für jeden anderen Wölbungszustand des Zuschnitts (1) bestimmt ist durch: R_n ∈ ]R_min,n, R_max,n[, und wobei bei einer relativen Verdrehung der beiden Scheiben (3 und 4) des Rotationsmechanismus (2) zueinander um einen Winkel ϕ_max die in den jeweiligen Durchlässen (12) der sich kreuzenden spiralmäßig geformten Schlitze (8) der beiden Scheiben (3 und 4) festgelegten Fußpunkte (13) des k-eckigen Zuschnitts (1) jeweils stets über einen gleichbleibenden Längenabschnitt l_n jedes zugeordneten spiralmäßig geformten Schlitzes (8) der feststehenden Scheibe (4) maximal einwärts zu versetzen sind und der Zuschnitt (1) dabei kontinuierlich in seine selbsttragende Raumform zu überführen und aus dieser in die anfängliche Flächenform entsprechend rückzuführen ist.
2. Reversibel formveränderbare Pop-Up-Konstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Schlitze (8) jeder der beiden Scheiben (3 und 4) des Rotationsmechanismus (2) der Anzahl k der Ecken der Flächenform des wölbungsfähigen Zuschnitts (1) entspricht, und daß die gleichbleibenden Längenabschnitte l_n der spiralmäßig geformten Schlitze (8) der feststehenden Scheibe (4) des Rotationsmechanismus (2) untereinander gleich und/oder unterschiedlich lang und/oder maximal mit der Länge l_max auszulegen und die beiden Scheiben (3 und 4) des Rotationsmechanismus (2) um den Winkel ϕ_max relativ zueinander zu verdrehen sind.
3. Reversibel formveränderbare Pop-Up-Konstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf jeder Seite der aus den beiden Scheiben (3 und 4) gebildeten Basis des Rotationsmechanismus (2) identisch ein wölbungsfähiger Zuschnitt (1) mit im wesentlichen kreisförmiger Flächenform vorgesehen ist, an deren Umfang eine Mehrzahl Fußpunkte (13) mit sich radial nach auswärts erstreckenden Verbindungselemente (14) vorgesehen ist, die umfangsmäßig in gleichem Abstand zueinander angeordnet sind, wobei die einander entsprechenden Fußpunkte (13) der beiden einandergegenüberliegenden Zuschnitte (1) kreisförmiger Flächenform jeweils in dem Durchlaß (12) der zugeordneten sich kreuzenden spiralmäßig geformten Schlitze (8) der beiden Scheiben (3 und 4) des Rotationsmechanismus (2) miteinander verbunden und führungsmäßig gehaltert sind und bei einer Relativdrehung der beiden Scheiben (3 und 4) des Rotationsmechanismus (2) um den Winkel ϕ_max zueinander die in den jeweiligen Durchlässen (12) der sich kreuzenden spiralmäßig geformten Schlitze (8) der bei den Scheiben (3 und 4) verbundenen Fußpunkte (13) der beiden Zuschnitte (1) stets über den gleichbleibenden Längenabschnitt l_max der spiralmäßig geformten Schlitze (8) der feststehende Scheibe (4) einwärts zu versetzen sind, die beiden einandergegenüberliegenden Zuschnitte (1) kreisförmiger Flächenform sich jeweils zu einer Halbkugelform aufwölben und gemeinsam eine selbsttragende Globusform bilden.
4. Reversibel formveränderbare Pop-Up-Konstruktion nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede der beiden Scheiben (3 und 4) des Rotationsmechanismus (2) zwölf spiralmäßig geformte Schlitze (8) im gleichen Abstand zueinander aufweist, und daß die miteinander über die Verbindungselemente (14) verbundenen zwölf Fußpunkte (13) der beiden einandergegenüberliegenden Zuschnitte (1) kreisförmiger Flächenform an deren jeweiligem Umfang im Abstand von 30° zueinander vorgesehen sind.
5. Reversibel formveränderbare Pop-Up-Konstruktion nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuschnitt (1) k-eckiger Flächenform ein Grundriß eines Pkw's (VW-Käfer's), eines Busses oder Lkw' s, einer menschlichen Gesichtsmaske, einer Fußballhälfte, einer Blüte oder eines anderen beliebigen Flächengebildes ist.
6. Reversibel formveränderbare Pop-Up-Konstruktion nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Scheiben (3 und 4) des Rotationsmechanismus (2) in ihrem auf der Mittelachse (5) der Pop-Up-Konstruktion liegenden Drehzentrum (6) miteinander drehbar verbunden sind.
7. Reversibel formveränderbare Pop-Up-Konstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Scheiben (3 und 4) des Rotationsmechanismus (2) peripher miteinander drehbar verbunden sind.
8. Reversibel formveränderbare Pop-Up-Konstruktion nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben (3 und 4) des Rotationsmechanismus (2) im Grundriß gleich oder unterschiedlich gestaltet sind.
9. Reversibel formveränderbare Pop-Up-Konstruktion nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Grundriß der Zuschnitt (1) in seiner Flächenform größer als die beiden Scheiben (3 und 4) des Rotationsmechanismus (2) und in seiner vollständig aufgewölbten Raumform hinsichtlich seiner maximal Abmessung mindest gleich der maximalen Abmessung jeder Scheibe (3 bzw. 4) des Rotationsmechanismus (2) derart bemessen ist, daß die beiden Scheiben (3 und 4) des Rotationsmechanismus (2) über den Umriß des Zuschnitts (1) weder in seiner Flächenform, noch in seiner vollständig aufgewölbten Raumform vorragen, und daß die Verbindungselemente (14), die die Fußpunkte (13) des Zuschnitts (1) jeweils mit dem entsprechenden Durchlaß (12) in dem jeweiligen Kreuzungspunkt (11) der zugeordneten spiralmäßig geformten Schlitze (8) der beiden Scheiben (3 und 4) des Rotationsmechanismus (2) verbinden und die in dem entsprechenden Durchlaß (12) jeweils führungsmäßig gehaltert sind, sich von der Umrißlinie des Zuschnitts (1) in seiner Flächenform einwärts zur Umrißlinie der Scheiben (3 und 4) erstrecken.
10. Reversibel formveränderbare Pop-Up-Konstruktion nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben (2 und 3) und der Zuschnitt (1) im Grundriß kreisförmig gestaltet sind, wobei die beiden Scheiben (3 und 4) gleichen Außendurchmesser aufweisen.
11. Reversibel formveränderbare Pop-Up-Konstruktion nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben (3 und 4) des Rotationsmechanismus (2) im Grundriß gleich oder unterschiedlich gestaltet sind.
12. Reversibel formveränderbare Pop-Up-Konstruktion nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Grundriß der Zuschnitt (1) in seiner Flächenform größer als die beiden Scheiben (3 und 4) des Rotationsmechanismus (2) und in seiner vollständig aufgewölbten Raumform hinsichtlich seiner maximal Abmessung mindest gleich der maximalen Abmessung jeder Scheibe (3 bzw. 4) des Rotationsmechanismus (2) derart bemessen ist, daß die beiden Scheiben (3 und 4) des Rotationsmechanismus (2) über den Umriß des Zuschnitts (1) weder in seiner Flächenform, noch in seiner vollständig aufgewölbten Raumform vorragen, und daß die Verbindungselemente (14), die die Fußpunkte (13) des Zuschnitts (1) jeweils mit dem entsprechenden Durchlaß (12) in dem jeweiligen Kreuzungspunkt (11) der zugeordneten spiralmäßig geformten Schlitze (8) der beiden Scheiben (3 und 4) des Rotationsmechanismus (2) verbinden und die in dem entsprechenden Durchlaß (12) jeweils führungsmäßig gehaltert sind, sich von der Umrißlinie des Zuschnitts (1) in seiner Flächenform einwärts zur Umrißlinie der Scheiben (3 und 4) erstrecken.
13. Reversibel formveränderbare Pop-Up-Konstruktion nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben (2 und 3) und der Zuschnitt (1) im Grundriß kreisförmig gestaltet sind, wobei die beiden Scheiben (3 und 4) gleichen Außendurchmesser aufweisen.