DE102015009504A1

DE102015009504A1 - Wandelbare Struktur

Info

Publication number: DE102015009504A1
Application number: DE102015009504.8A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-07-22
Filing date: 2015-07-22
Publication date: 2017-01-26

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Wandelbare Struktur (1) umfassend eine bewegliche Seil-Netz-Struktur (4), die an einer Rahmen-Struktur (2) entlang des äußeren Umfangs einer beliebigen Fläche (3) befestigt ist und eine Flächen bildende Struktur (5), die an der beweglichen Seil-Netz-Struktur (4) befestigt ist. Die bewegliche Seil-Netz-Struktur (4) kann innerhalb der Rahmen-Struktur (2) vom Rand zur Mitte und umgekehrt bewegt werden. Sie besteht aus mehreren Radial-Seilen (6), die über Rollen- oder Gleit-Elemente (7) gegen Schlaufen-Ring-Seile (8) gespannt werden oder überwiegend aus Spannseilen (15) die gegeneinander verspannt werden. Sowohl die Radial-Seile (6) als auch die Schlaufen-Ring-Seile (8) sind am Rand der Rahmen-Struktur (2) derart befestigt, dass sie nach außen gezogen oder nach innen freigegeben werden können, dass also deren Länge über der Fläche (3) verändert werden kann, z. B. mit Hilfe von Zug-Einrichtungen (2a) wie Seil-Winden, Umlenkrollen, Seil-Traktoren, fahrbaren Schlitten u. s. w.. Zusätzlich kann die Struktur sich vom Rand zur Mitte hin zu einer räumlichen Struktur ausdehnen, die dennoch am Rand gefaltet werden kann. Die Wandelbare Struktur ist über der gesamten Fläche gleichmäßig verteilt angeordnet. Hierdurch können auch große Spannweiten sehr effizient flexibel überdacht werden, beispielsweise zur Beschattung, zum Schutz vor Regen, zur Klimatisierung und Belichtung, wobei der typische Charakter eines Freilichtraums beibehalten werden kann.

Description

Die Erfindung betrifft eine wandelbare Struktur, die sich innerhalb einer Rahmen-Struktur vom Rand zur Mitte und umgekehrt derart ausbreiten kann, dass die sich innerhalb des Rahmens befindliche Fläche wahlweise ganz, teilweise oder gar nicht überdeckt wird, wobei die Rahmen-Struktur jede beliebige Lage im Raum einnehmen kann.
Die wandelbare Struktur besteht dabei im Wesentlichen aus einer beweglichen Seil-Netz-Struktur sowie einer Flächen bildenden faltbaren Überdachungs-Struktur, die an der beweglichen Seil-Netz-Struktur geführt wird und mit dieser zusammen oder auch getrennt und kombiniert bewegt werden kann.
Eine wandelbare Struktur mit einer Flächen bildenden faltbaren Überdachungs-Struktur insbesondere über großen Stadien, Innen-Höfen, Plätzen oder Terrassen hat gegenüber einer statischen Konstruktion den Vorteil, dass sie nicht nur zur Beschattung oder zum Schutz vor Regen dienen, sondern beispielsweise auch zur Klimatisierung und Belichtung beitragen kann, wobei der typische Charakter eines Freilichtraums beibehalten werden kann.
Ein weiterer Vorteil einer solchen wandelbaren Struktur gegenüber einer statischen Konstruktion kann sich dadurch ergeben, dass die anzusetzenden Belastungskräfte durch Wind- und Wasser/Schnee/Eis möglicherweise reduziert werden können, wenn beispielsweise in Kombination mit Wetter-Frühwarnsystemen sichergestellt werden kann, dass sich die wandelbare Struktur in einer sicheren Parkposition am Rande der Fläche befindet, falls mit außergewöhnlich hohen Belastungen zu rechnen ist.
Eine solche wandelbare Struktur kann auch bei kleineren Objekten wie Pavillons, Zelten, Skulpturen, Lampen usw. Anwendung finden, sowie als Verschluss von Öffnungen dienen.
Bekannt sind wandelbare Dachelemente aus DE 10 2012 210 824 , DE 20 2012 102 348 U1 und DE 10 2013 210 406 .
Auf die in DE 10 2012 210 824 , DE 20 2012 102 348 U1 und DE 10 2013 210 406 aufgeführten Ausgestaltungen und die die Ausgestaltungen betreffende spezielle aber auch allgemeine vollständige Offenbarung wird hiermit voll umfänglich verwiesen.
Diese aus DE 10 2012 210 824 und DE 20 2012 102 348 U1 und DE 10 2013 210 406 bekannten wandelbaren Dachelemente dienen zur Beschattung eines Innenhofs und weisen jeweils mindestens ein Rand-Seil auf, das sich entweder am Rand der zu überdachenden Fläche befindet, oder diese quer überspannt. Am Rand-Seil sind jeweils Führungs-Seile befestigt an denen wiederum Schattenspendende Membran-Elemente geführt werden. Die Rand-Seil-Enden sind jeweils an einem verfahrbaren Schlitten befestigt, mittels dessen sie entlang der Umfangsstruktur verfahren werden können. Die Führungsseile sind vorzugsweise parallel angeordnet. Um eine flächendeckende Beschattung zu gewährleisten, werden mehrere wandelbare Dachelemente versetzt und übereinander angeordnet, die sich in ihrer Beschattungsposition teilweise überlappen.
Nachteilig an diesen vorher genannten Konstruktionen ist, dass alle Kräfte aus den Führungs-Seilen nur über das jeweilige Rand-Seil aufgenommen werden können und sich dort bündeln. Dies erfordert einerseits große Seilquerschnitte der Rand-Seile, und hat andererseits große Auswirkungen auf die Umfangsstruktur, da diese sehr hohen Kräfte aus den Rand-Seilen hier punktförmig und zusätzlich verfahrbar eingeleitet werden müssen.
Nachteilig an diesen vorher genannten Konstruktionen ist auch, dass sowohl die fahrbaren Konstruktionen, als auch die Dachelemente jeweils in einer Ebene liegen, und sich daher schon bei geringen Kräften – insbesondere Eigengewicht und Windlasten – stark verformen.
Nachteilig an diesen vorher genannten Konstruktionen ist auch, dass für eine möglichst flächendeckende Beschattung, mehrere wandelbare Dachelemente überlappend angeordnet werden, denn die vertikalen Abstände dieser Elemente müssen ausreichend groß gehalten werden, um Schäden durch Berührungen vorzubeugen, da sich die Elemente durch Wind, Schwingungen, Eigengewicht usw. unterschiedlich verformen können.
Aufgabe der Erfindung
Es ist Aufgabe der Erfindung die beschriebenen Nachteile zu beseitigen und eine wandelbare Struktur vorzuschlagen, die insbesondere auch bei großen Spannweiten eine effiziente Gesamtkonstruktion ermöglicht.
Kurze Beschreibung der Erfindung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Wandelbare Struktur gemäß den Ansprüchen 1 bis 7 gelöst.
Die Wandelbare Struktur umfasst eine Rahmen-Struktur, eine bewegliche Seil-Netz-Struktur und eine ein- oder mehr-teilige Flächen bildende Struktur.
Bei der vorgeschlagenen Version nach Patentanspruch 1 besteht die bewegliche Seil-Netz-Struktur im Prinzip aus einer beliebigen Anzahl ringsum angeordneter Radial-Seile die gegen mindestens ein Schlaufen-Ring-Seil gespannt werden. Sowohl die Radial-Seile als auch die Schlaufen-Ring-Seile sind am Rand der Rahmen-Struktur derart befestigt, dass deren Länge über der zu überdeckenden Fläche verändert werden kann, z. B. mit Hilfe von Zug-Einrichtungen wie Seil-Winden, Umlenkrollen, Seil-Traktoren, fahrbaren Schlitten u. s. w..
Die Schlaufen-Ring-Seile werden von der Rahmen-Struktur eine Schlaufe bildend derart durch Rollen- oder Gleit-Elemente umgelenkt, dass sie etwa im Zentrum der zu überdeckenden Fläche ein Vieleck bilden, wobei Rollen- oder Gleit-Elemente jeweils gerundete „Ecken” des Vielecks darstellen. Durch jedes Rollen- oder Gleit-Element führt mindestens ein Schlaufen-Ring-Seil. Dieses kann teilweise, ganz oder mehrfach im Kreis geführt werden, bevor es wieder nach außen zur Rahmen-Struktur geführt wird.
Eine Bewegung der Seil-Netz-Struktur vom Rand nach innen erfolgt dadurch, dass die Schlaufen-Ring-Seile nach außen gezogen/verkürzt werden und gleichzeitig die Radial-Seile freigegeben/verlängert werden. Eine Bewegung von innen zum Rand erfolgt dadurch, dass die Radial-Seile nach außen gezogen/verkürzt werden und gleichzeitig die Schlaufen-Ring-Seile freigegeben/verlängert werden.
Bei der vorgeschlagenen Version nach Patentanspruch 2 besteht die bewegliche Seil-Netz-Struktur im Wesentlichen aus einer oder mehreren Gruppen von jeweils genau 6 Spannseilen, die gegeneinander und gegen die Rahmen-Struktur gespannt werden, indem sie jeweils von der Rahmen-Struktur nach innen über ein Umlenkelement um 120° umgelenkt und zum rechts und/oder links benachbarten Umlenkelement geführt und dort befestigt werden.
Die Spannseile werden zwar an mindestens einem ihrer Enden so gelagert, dass sie gespannt werden können, beispielsweise indem die Endpositionen der Seile verstellt werden können oder indem sie an Federn befestigt werden, bei Bewegung der Seil-Netz-Struktur ergibt sich bei dieser Version aber keine Längenänderung der Spannseile, die Position der Umlenkelemente ist unabhängig von der Spannung der Spannseile, eine Bewegung der Seil-Netz-Struktur erfolgt dadurch, dass die Positionen der Umlenkelemente auf den jeweiligen Spannseilen verschoben werden.
Dies kann beispielsweise durch Antrieb der Rollen, die die Spannseile umlenken erfolgen oder durch Seil-Traktoren die die Umlenkelemente ziehen bzw. schieben. Die Bewegung der Seil-Netz-Struktur kann aber auch entsprechend wie im Anspruch 1 mit Hilfe von Radialseilen und mindestens einem Schlaufen-Ring-Seil erfolgen, wobei diese Seile in Anspruch 2 wesentlich dünner sein können als in Anspruch 1 und deshalb auch mit deutlich kleineren Umlenkungen auskommen, denn sie bewegen zwar die Struktur, spannen sie aber nicht. Das Schlaufen-Ring-Seil kann hier vorzugsweise radial nach außen geführt werden, dadurch können drehbare Kreuzungs-Führungs-Elemente zwischen Schlaufen-Ring-Seil und Radial-Seilen entfallen. Bei kleineren Ausführungen einer Seil-Netz-Struktur nach Patentanspruch 2 könnte die Bewegung auch manuell durch Verschieben der Umlenkelemente auf den jeweiligen Spannseilen erfolgen und auf einen Antrieb verzichtet werden.
Die vorliegende Erfindung zielt darauf, alle Kräfte sowohl innerhalb der beweglichen Seil-Netz-Struktur als auch an der äußeren Rahmen-Struktur möglichst gering zu halten.
Dies wird u. a. dadurch erreicht, dass die Seil-Netz-Struktur über der gesamten jeweils zu überdeckenden Fläche möglichst gleichmäßig verteilt wird, dass die Kräfte ringförmig mit kleinen Krümmungsradien umgelenkt werden und dass die Befestigungs- oder Umlenkpunkte der Seile an der Rahmen-Struktur über deren gesamten Umfang möglichst gleichmäßig verteilt werden.
Dabei kann sowohl die Rahmen-Struktur, als auch die innere Öffnung eine unregelmäßige Form aufweisen und an gegebene Umstände angepasst werden.
Weist ein vorgegebener unregelmäßiger Grundriss den erforderlichen Platz für eine zwar größere aber dafür regelmäßige Rahmen-Struktur (z. B. Kreis, regelmäßiges Vieleck) auf, kann diese möglicherweise effizienter ausgeführt werden als eine kürzere unregelmäßige, da hierbei ein ringsherum gleichförmig verlaufender Zug/Druck-Ring entsteht und dieser möglicherweise mit gleichen Elementen ausgeführt werden kann.
Die wandelbare Struktur lässt sich auch effizienter herstellen, wenn die Kräfte in gleichartigen Seilen möglichst gleich sind, wenn die Felder zwischen den radial verlaufenden Seilen gleich sind, sich die Winkel zwischen den Seilen auch während des Fahrvorgangs nicht verändern und das innere Vieleck während allen Bewegungspositionen eine regelmäßige Form bildet, deren gerundete „Ecken” auf einem gedachten Kreis liegen, dessen Mittelpunkt im Zentrum der zu überdeckenden Fläche liegt.
Dies lässt sich erfindungsgemäß nach Patentanspruch 3 dadurch erreichen, dass die Radial-Seile an der Rahmenstruktur im gleichen Winkelabstand befestigt werden und am inneren Kreis umgelenkt und jeweils zum rechts und/oder links benachbarten Rollen- oder Gleit-Element mit Umlenkung geführt und daran befestigt werden. Bildet die Rahmen-Struktur ein regelmäßiges Vieleck, können die Radial-Seile auf die gleiche Länge eingestellt werden, bei einer unregelmäßigen Rahmen-Struktur müssen die Längen der Radial-Seile entsprechend angepasst werden.
Zum Einstellen gleicher Abstände der Seile am inneren Kreis können auch diagonal angeordnete gekreuzte Stäbe herangezogen werden, wird die Flächen-bildende faltbare Überdachungs-Struktur beispielsweise mit einem diagonal gestellten Netz ausgeführt, kann auch dieses dazu herangezogen werden.
Die Schlaufen-Ring-Seile werden dabei erfindungsgemäß nach Patentanspruch 3 während des gesamten Bewegungsvorgangs vorzugsweise tangential an den gedachten Kreis geführt, um gleiche Spannungsverhältnisse während des gesamten Fahrvorgangs zu ermöglichen. Die Kreuzungspunkte zwischen Schlaufen-Ring-Seilen und Radial-Seilen sind vorzugsweise mit drehbaren Kreuzungs-Führungs-Elementen verbunden, um Schäden durch Berührungen vorzubeugen, die beispielsweise bei Wind, durch Schwingungen usw. entstehen könnten.
Bei der vorgeschlagenen Version nach Patentanspruch 4 wird im Bereich der Rahmen-Struktur ringsum ein Ring-Element derart ausgebildet, dass allein eine Drehbewegung dieses Ring-Elements eine Bewegung der gesamten Seil-Netz-Struktur vom Rand zur Mitte hin und umgekehrt bewirkt. Sowohl die Radial-Seile als auch die Schlaufen-Ring-Seile werden innerhalb der Rahmen-Struktur jeweils in entgegengesetzte Richtungen umgelenkt und am Ring-Element derart befestigt, dass ein in sich geschlossenes Seil-System entsteht.
Die Lagerung des Ring-Elements geschieht beispielsweise mit Hilfe von Schienen, Gleitelementen, Rollen, Kugeln oder Zahnrädern, das Ring-Element selbst kann aus festen Elementen, aus Seilen, Bändern, Ketten oder Kombinationen davon bestehen, für angepasste Längenänderungen können zusätzliche Umlenkungen im Bereich des Ring-Elementes vorgesehen werden.
Die Bewegung des Ring-Elements und damit die Bewegung der gesamten Seil-Netz-Struktur kann prinzipiell mit nur einem Antrieb erfolgen, bei größeren Strukturen kann man aber auch mehrere synchron gesteuerte Rollenantriebe, Seilwinden oder hydraulische Antriebs-Systeme einsetzen. Das öffnen und Schließen kleinerer Strukturen könnte auch ohne maschinellen Antrieb erfolgen.
Da leichte wandelbare Strukturen vornehmlich durch Wind- und Schnee-Lasten besonders beansprucht werden, die bei ebenen Konstruktionen schnell zu hohen Verformungen führen, werden nach Patentanspruch 5 bewegliche Seil-Netz-Strukturen derart kombiniert, dass eine räumliche Gesamt-Struktur entsteht, die Verformungen deutlich verringert, die aber dennoch am Rand der Rahmen-Struktur gefaltet werden kann.
Dazu können Radial-Seile, Schlaufen-Ring-Seile und Spannseile mehrfach und in verschiedenen Ebenen geführt werden. Die Systeme können aus mehreren Lagen sowohl der Seil-Netz-Strukturen als auch der Flächen-bildenden faltbaren Überdachungs-Struktur en bestehen, die in unterschiedlichen Höhen und Ausrichtungen zueinander angeordnet sein können, wobei die Verbindung an bereits vorhandenen Elementen erfolgen kann, wobei aber auch zusätzliche Verbindungselemente, Seile und Druckstäbe eingefügt werden können.
Die vorgeschlagene wandelbare Struktur nach Patentanspruch 6 ist auch vom Design her eine besonders ansprechende Lösung. In dieser Version werden zwei gleichartige synchron bewegliche Seil-Netz-Strukturen mit regelmäßigem Vieleck im Zentrum derart übereinander aufgespannt, dass der gemeinsame Mittelpunkt übereinander liegt und die Radial-Seile oder Spannseile jeweils um die Hälfte des Winkels zwischen diesen Seilen verdreht angeordnet werden. Auf den radial verlaufenden Seilen werden bewegliche Verbindungselemente angeordnet, deren Abstände untereinander und zu den entsprechenden Rollen-Gleit-Umlenk-Elementen mit Hilfs-Seilen eingestellt werden können.
Jeweils ein oder mehrere Druckstäbe werden mit Hilfe der Verbindungselemente an jeweils gleicher Stelle zwischen den jeweils benachbarten radial verlaufenden Seilen abwechselnd zwischen der oberen und der unteren Struktur eingefügt. Die Länge der Druckstäbe wird jeweils so gewählt, dass sie in der Nähe der Rahmen-Struktur jeweils zwischen die benachbarten radial verlaufenden Seile passen, so dass die Druckstäbe flach liegen und eng zusammengeschoben sind, wenn sich die beweglichen Strukturen ringsum am äußeren Rand der zu überdeckenden Fläche befinden. Sobald die Flächen-bildende faltbare Überdachungs-Struktur und/oder die beweglichen Seil-Netz-Strukturen zur Mitte hin bewegt werden, beginnen die Druckstäbe sich zwischen den radial verlaufenden Seilen in einer Zick-Zack-Linie aufzustellen und spreizen die obere und untere Struktur zu einem räumlichen Netz auf. Werden die Seil-Netz-Strukturen maximal zur Mitte hin bewegt, so dass das innere gleichmäßige Vieleck minimal wird, dann stehen die inneren Druckstäbe nahezu senkrecht und geben damit die jeweils maximale Spreizhöhe entsprechend der Anzahl der radial verlaufenden Seile vor.
Werden mehrere gleiche Druckstäbe in entsprechenden Abständen angeordnet, lässt sich eine Struktur erzeugen, bei der die radial verlaufenden Seile an jedem Knotenpunkt den gleichen Abstand zueinander haben. Es entstehen hierbei räumlich verwundene Felder, die sich vorzugsweise mit doppelt gekrümmten Membranen oder Netzen bespannen lassen, die sich beim Fahrvorgang problemlos nach außen bewegen und falten lassen, da die Abstände gleich bleiben.
Wenn für die Spreizung gelenkig verbundene gekreuzte Doppel-Druckstäbe verwendet werden, kann die Spreizhöhe auch variiert werden. Dann werden die Felder zur Mitte hin allerdings wieder schmaler, wie dies auch bei allen Versionen ohne zusätzliche Spreizung der Fall ist.
Im Patentanspruch 7 wird deshalb für die ein- oder mehrlagige Flächen bildende faltbare Überdachungs-Struktur eine Netz-artige Struktur vor geschlagen, die vier- oder sechs-eckige Maschen hat oder aus Ringgewebe besteht, und deshalb durch Verdrehung der Maschen eine Längen- und Breiten-Änderung zulässt. Eine beliebige Anzahl der Knotenpunkte des Netzes kann über Verbindungselemente mit den Seilen der beweglichen Seil-Netz-Struktur verbunden sein.
Die Netze können beispielsweise aus Fäden, Seilen, Ketten, Stäben oder Ringen, sowie aus deren Kombinationen bestehen. Die Netzmaschen können gefüllt sein mit Platten, Membran-Elementen, Lamellen oder ähnlichem.
Ein diagonal gestelltes Netz mit vier-eckigen Maschen kann in einer beweglichen Seil-Netz-Struktur so ausgerichtet werden, dass jeweils zwei gegenüberliegende Eck-Punkte radial zum Mittelpunkt der Struktur angeordnet sind, die anderen senkrecht bzw. tangential dazu, so dass sich zwischen den Elementen des Netzes jeweils rautenförmige Öffnungen bilden.
Ein ringsum angeordnetes symmetrisches diagonal gestelltes Netz kann dazu beitragen, die Form eines regelmäßigen Vielecks in der Mitte der Struktur während des gesamten Fahrvorgangs zu halten.
Ein solches diagonal gestelltes Netz kann auch mit durchlaufenden dünnen biegbaren Stangen ausgeführt werden.
Die rautenförmigen Öffnungen des Netzes können jeweils mit drehbaren Platten bedeckt werden, die jeweils an einem Element des Netzes derart drehbar gelagert befestigt werden, dass sie sich in Position 1 etwa in einer Ebene mit dem Netz befinden und dabei zwei der Öffnungen teilweise überdecken und dass sie in Position 2 aufgestellt werden können, beispielsweise bei Wind oder wenn die bewegliche Seil-Netz-Struktur nach außen zur Rahmen-Struktur bewegt und gefaltet wird.
In die rautenförmigen Öffnungen des Netzes können auch jeweils mindestens vierteilige Platten eingefügt werden, die jeweils an mindestens drei Linien gelenkig miteinander verbunden sind, wobei deren radiale Ecken an den radialen Netzknoten befestigt werden und deren tangentiale Ecken mittels Gleitern beweglich derart auf dem Netz befestigt werden, dass die Öffnungen geschlossen sind, wenn die bewegliche Seil-Netz-Struktur die Fläche maximal überdeckt und dass sich die mehrteiligen Platten nach unten falten, wenn die bewegliche Seil-Netz-Struktur nach außen zur Rahmen-Struktur bewegt wird.
In die rautenförmigen Öffnungen des Netzes können auch rautenförmige Membran-Elemente eingefügt werden, die ebenso wie die vierteilige Platten an vier Punkten gehalten werden von denen zwei mittels Gleitern beweglich derart auf dem Netz befestigt werden, dass die Membran-Elemente gespannt sind, wenn die bewegliche Seil-Netz-Struktur die Fläche maximal überdeckt und dass sie sich nach unten falten, wenn die bewegliche Seil-Netz-Struktur nach außen zur Rahmen-Struktur bewegt wird.
In die rautenförmigen Öffnungen des Netzes können auch drehbare Lamellen eingefügt werden, die jeweils an zwei gegenüberliegenden Elementen des Netzes drehbar gelagert befestigt werden, wobei sich die drehbaren Lamellen in Position 1 etwa in einer Ebene mit dem Netz befinden und dabei die Öffnung größtenteils überdecken, und sie in Position 2 aufgestellt werden können, beispielsweise bei Wind oder wenn die bewegliche Seil-Netz-Struktur nach außen zur Rahmen-Struktur bewegt und gefaltet wird.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den Zeichnungen. Ebenso können die vorstehend genannten und die weiter aufgeführten Merkmale je für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.
Detaillierte Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen
Es zeigen:
1 eine Aufsicht auf eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen wandelbaren Struktur mit unregelmäßiger Rahmen-Struktur und teilweiser Überdeckung der inneren Fläche;
2 eine Aufsicht auf eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen wandelbaren Struktur mit regelmäßiger kreisförmiger Rahmen-Struktur, diagonal gestelltem Netz und teilweiser Überdeckung der inneren Fläche;
3 eine Aufsicht auf die wandelbare Struktur aus 2 bei größerer Überdeckung der inneren Fläche;
4 eine Aufsicht auf eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen wandelbaren Struktur mit regelmäßiger kreisförmiger Rahmenstruktur, diagonal gestelltem Netz und teilweiser Überdeckung der inneren Fläche sowie mehreren Schlaufen-Ring-Flächen-Seilen;
5 eine Detail-Aufsicht auf eine an der Rahmen-Struktur zusammengeschobene weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen wandelbaren Struktur;
6a, 6b, 6c verschiedene Flächen-Überdeckungs-Positionen einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen wandelbaren Struktur mit Spannseilen bei unregelmäßiger Rahmen-Struktur und unregelmäßiger Vieleck-Form;
7a eine Aufsicht auf das System einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen wandelbaren Struktur mit Spannseilen;
7b eine Detail-Aufsicht auf das System einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen wandelbaren Struktur mit mehreren Spannseil-Gruppen;
8 eine Detail-Aufsicht auf das erfindungsgemäße Umlenkungssystem der Radial-Seile am inneren Kreis sowohl bei Einzel- als auch bei Doppel-seilen;
9 eine Detail-Aufsicht auf eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen wandelbaren Struktur, die ein Umlenkungssystem der Radial-Seile und der Schlaufen-Ring-Seile am inneren Kreis zeigt;
10 eine Aufsicht auf eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen wandelbaren Struktur, wobei ein verdrehbares Ring-Element innerhalb der Rahmen-Struktur angeordnet ist;
11 eine Detail-Perspektive einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen wandelbaren Struktur mit doppelten Radial-Seilen, Gleit-Elementen und drehbaren Kreuzungs-Führungs-Elementen;
12 eine Perspektiv-Aufsicht auf eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen wandelbaren Struktur mit regelmäßiger kreisförmiger Rahmenstruktur und räumlicher Auf-Spreizung durch Druckstäbe;
13 eine Perspektiv-Detail-Aufsicht auf die wandelbare Struktur aus 12;
14 eine Perspektiv-Detail-Aufsicht auf eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen wandelbaren Struktur mit räumlicher Auf-Spreizung durch gelenkig verbundene gekreuzte Doppel-Druckstäbe;
15a, 15b, 15c Perspektiv-Detail-Aufsichten auf eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen wandelbaren Struktur mit drehbaren Platten für die Öffnungen der Netz-Maschen in verschiedenen Positionen;
16a, 16b, 16c Perspektiv-Detail-Aufsichten auf eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen wandelbaren Struktur mit mehrteiligen faltbaren Platten für die Öffnungen der Netz-Maschen in verschiedenen Positionen;
17a, 17b, 17c Perspektiv-Detail-Aufsichten auf eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen wandelbaren Struktur mit einem Faltsystem von Membran-Elementen für die Öffnungen der Netz-Maschen in verschiedenen Positionen;
18 eine Detail-Aufsicht auf eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen wandelbaren Struktur mit Ringgewebe zwischen radial verlaufenden Seilen, das eine Längen-Breiten-Änderung zulässt;
19 eine Detail-Aufsicht auf eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen wandelbaren Struktur mit diagonalem Netz mit drehbaren Lamellen.
1 zeigt die erfindungsgemäße wandelbare Struktur (1) entlang des äußeren Umfangs einer beliebigen Fläche (3) bzw. eines zu verschließenden Gegenstands, eine bewegliche Seil-Netz-Struktur (4), die an der Rahmen-Struktur (2) befestigt ist, und eine Flächen bildende Struktur (5), die an der beweglichen Seil-Netz-Struktur (4) und evtl. an der Rahmen-Struktur (2) befestigt ist.
Die bewegliche Seil-Netz-Struktur (4) besteht in diesem Beispiel aus 24 ein- oder mehrteiligen Radial-Seilen (6), die über 24 Rollen- oder Gleit-Elemente (7) gegen drei ein- oder mehrteilige Schlaufen-Ring-Seile (8) gespannt werden. Die Schlaufen-Ring-Seile (8) sind von der Rahmen-Struktur (2) tangential an den gedachten Kreis (12) geführt. Kreuzungspunkte zwischen Schlaufen-Ring-Seilen (8) und Radial-Seilen (6) sind vorzugsweise mit drehbaren Kreuzungs-Führungs-Elementen (13) verbunden.
2 zeigt eine wandelbare Struktur (1) mit regelmäßiger kreisförmiger Rahmen-Struktur (2), mit 48 Radial-Seilen (6), drei Schlaufen-Ring-Seilen (8) und diagonal gestelltem Netz (24). Die Fläche (3) wird teilweise überdeckt, das innere Vieleck (9) hat eine regelmäßige Form. Eines der drei Schlaufen-Ring-Seile wurde in der Zeichnung etwas dicker gezeichnet, damit die Schlaufenform erkennbar wird.
3 zeigt die Struktur aus 2. Die bewegliche Seil-Netz-Struktur (4) sowie das Netz (24) wurden hier weiter zur Mitte gefahren.
4 zeigt eine wandelbare Struktur (1) mit regelmäßiger kreisförmiger Rahmen-Struktur (2), mit 128 Radial-Seilen (6), vier Schlaufen-Ring-Seilen (8), weiteren 8 Schlaufen-Flächen-Seilen (8a) und diagonal gestelltem Netz (24).
5 zeigt eine an der Rahmen-Struktur (2) zusammengeschobene wandelbare Struktur (1).
Die Radial-Seile (6) werden in dieser Version als Doppelseile geführt und am inneren Kreis über die Rollen- oder Gleit-Elemente mit Umlenkung (10) zum jeweils benachbarten Rollen- oder Gleit-Element mit Umlenkung (10) und von dort zurück zur Rahmen-Struktur (2) geführt. Sie werden hier als zusammenhängende Schlaufe ausgebildet und jeweils an einer gemeinsamen Zug-Einrichtung (2a) in der Rahmen-Struktur (2) angeschlossen.
Das Schlaufen-Ring-Seil (8) wird vom Umlenk-Element in der Rahmen-Struktur (2) quer über das Netz (24) geführt und ist in dieser Version nicht mit den Radial-Seilen (6) mittels drehbaren Kreuzungs-Führungs-Elementen (13) verbunden. Um das Schlaufen-Ring-Seil (8) während des gesamten Fahrvorgangs tangential an den inneren Kreis zu führen, müsste es hinter dem Rollen- oder Gleit-Element mit Umlenkung (10) durch drehbare Kreuzungs-Führungs-Elemente (13) auf den Radial-Seilen (6) geführt werden.
Das zusammengeschobene Netz (24) ist hier mit diagonaler Maschenstellung und jeweils einer Kreuzung auf und jeweils einer Kreuzung zwischen den Radial-Seilen (6) dargestellt. Das Netz kann auch mit Stab-Elementen ausgeführt werden. Wie eng das Netz (24) zusammen geschoben werden kann, hängt wesentlich von der Anzahl der Verbindungspunkte zwischen Netz (24) und Radial-Seilen (6) ab und von der Größe der Verbindungselemente (19).
6a, 6b, 6c zeigen eine bewegliche Seil-Netz-Struktur (4a) mit Spannseilen (15) in einer unregelmäßigen Rahmen-Struktur (2) mit unregelmäßiger Vieleck-Form in der Mitte in drei unterschiedlichen Positionen.
Jeweils genau 6 Spannseile (15) werden von der unregelmäßigen Rahmen-Struktur (2) über 6 Umlenkelemente (16) im 120°-Winkel zum jeweils rechts oder links benachbarten Umlenkelement (16) geführt und gegeneinander gespannt. Die Spannseile (15) können auch als ein- oder mehrteilige Doppel-Seile geführt werden und jeweils nach rechts und nach links zum benachbarten Umlenkelement (16) geführt werden. In diesem Falle muss das Umlenkelement (16) mindestens zwei Rollen haben.
Die Spannseile (15) werden an mindestens einem ihrer Enden derart gelagert, dass sie gespannt werden können. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass die Endpositionen der Seile mit oder ohne Umlenkung verstellt werden können. Oder die Spannseil-Längen können verändert werden, oder die Enden der Spannseile (15) werden an Feder, bzw. Spann-Elementen (18) befestigt.
Die Position der Umlenkelemente (16) ist unabhängig von der Spannung der Spannseile (15), eine Bewegung der Seil-Netz-Struktur (4a) erfolgt dadurch, dass die Positionen der Umlenkelemente (16) auf den jeweiligen Spannseilen (15) verschoben werden, dabei bleiben die Spannseil-Längen konstant.
Die 6 Umlenkelemente (16) bewegen sich immer gemeinsam nach innen oder außen. Eine Verschiebung kann beispielsweise durch Antrieb der Rollen auf den Umlenkelementen (16), die die Spannseile (15) umlenken hervorgerufen werden, oder durch Seil-Traktoren die die Umlenkelemente (16) schieben oder ziehen können. Bei kleinen Strukturen könnte dies auch manuell erfolgen.
Die Spannseile (15) könnten beispielsweise auch als Ketten ausgeführt sein und jeweils über Zahnräder im Umlenkelement (16) angetrieben werden.
7a zeigt eine bewegliche Seil-Netz-Struktur (4a) mit Spannseilen (15) mit regelmäßiger Sechseck-Form in der Mitte. Wie bei 6a, 6b und 6c beschrieben werden jeweils genau 6 Spannseile (15) nach innen über jeweils ein Umlenkelement (16) bzw. (17) zum jeweils rechts benachbarten Umlenkelement (16) geführt und dort befestigt.
Eine Verschiebung der Umlenkelemente (16), (17) wird in diesem Beispiel hervorgerufen mit Hilfe von Radial-Seilen (6), die von der Rahmen-Struktur (2) jeweils zu den Umlenkelementen (16) führen und diese durch Zug nach außen bewegen können. Die Bewegung nach innen erfolgt durch mindestens ein Schlaufen-Ring-Seil (8), das von der Rahmen-Struktur (2) über ein erweitertes Umlenkelement (17) eine Schlaufe bildend durch die Umlenkelemente (16) führt und wiederum am Umlenkelement (17) ankommend an diesem befestigt wird. Durch Zug am Schlaufen-Ring-Seil (8) zieht sich die innere Schlaufe um das Sechseck zu und die Umlenkelemente (16), (17) bewegen sich nach innen. Die Form des Sechsecks und alle Winkel bleiben erhalten.
Das Schlaufen-Ring-Seil (8) kann dabei vorzugsweise über ein erweitertes Umlenkelement (17) radial nach außen geführt werden, um Kreuzungspunkte zu vermeiden. Da die großen Kräfte über die Spannseile abgetragen werden, können sowohl die Radial-Seile (6), als auch die Schlaufen-Ring-Seile (8) bei dieser Version mit wesentlich kleineren Querschnitten ausgeführt werden als bei einer wandelbaren Struktur (1) ohne Spannseile (15) mit gleicher Größenordnung.
7b zeigt eine bewegliche Seil-Netz-Struktur (4a) mit Spannseilen (15) wie in 7a, wobei in diesem Beispiel vier Gruppen A, B, C und D von jeweils 6 Spannseilen (15) zu einer Gesamt-Struktur kombiniert werden. Ein Schlaufen-Ring-Seil (8), das beispielsweise im Bereich des gedachten Kreises (12) geführt wird kann alle Gruppen gleichzeitig nach innen bewegen.
8 zeigt das Umlenkungssystem der Radial-Seile (6) der wandelbaren Struktur (1) am inneren Kreis sowohl bei Einzel- als auch bei Doppel-seilen;
Auf der linken Seite der Zeichnung werden die Radial-Seile (6) als ein- oder mehrteilige Einzelseile am inneren Kreis über die Rollen- oder Gleit-Elemente mit Umlenkung (10) zum jeweils rechts benachbarten Rollen- oder Gleit-Element mit Umlenkung (10) geführt.
Auf der rechten Seite der Zeichnung werden die Radial-Seile (6) als ein- oder mehrteilige Doppel-Seile am inneren Kreis über die Rollen- oder Gleit-Elemente mit Umlenkung (10a) zum jeweils rechts und links benachbarten Rollen- oder Gleit-Element mit Umlenkung (10a) geführt.
9 zeigt eine Möglichkeit eines Umlenkungssystems der Radial-Seile (6) und der Schlaufen-Ring-Seile (8) am inneren Kreis.
Durch die Größe der Rollen- oder Gleit-Elemente mit Umlenkung (10) (10a) kann es schwierig sein die Schlaufen-Ring-Seile (8) genau tangential an den Kreis (12) zu führen, dann können verbundene Umlenkrollen (14) für die Positionierung der Schlaufen-Ring-Seile (8) eingesetzt werden. Im Beispiel ist die gekreuzte Schlaufen-Ring-Seil-Führung (8) dargestellt, bei Verwendung der verbundenen Umlenkrollen (14) können die Schlaufen-Ring-Seile (8) aber auch kreuzungsfrei um die Rollen geführt werden.
Ebenfalls dargestellt ist eine Kombination der verbundenen Umlenkrollen (14) mit einem Rollen- oder Gleit-Element mit Umlenkung (10a) auf einem Element.
Dargestellt ist auch eine Version des Rollen- oder Gleit-Elements mit Umlenkung (10a), bei dem die Kraftübertragung auf das Schlaufen-Ring-Seil (8) über mehrere kleine Rollen erfolgt.
Das Netz (24) ist hier mit diagonaler Maschenstellung und jeweils einer Kreuzung auf und jeweils vier Kreuzungen zwischen den zwischen den Radial-Seilen (6) dargestellt.
10 zeigt das System eines verdrehbaren Ring-Elements (22) anhand einer beispielhaften beweglichen Seil-Netz-Struktur (4) mit 12 Radial-Seilen (6) und 4 Schlaufen-Ring-Seilen (8), die alle über entgegengesetzte Umlenkungen am Ring-Element (22) befestigt sind.
Wird das Ring-Element (22) im Uhrzeigersinn gedreht, bewegt sich die bewegliche Seil-Netz-Struktur (4) zur Rahmen-Struktur (2) nach außen.
Wird das Ring-Element (22) gegen den Uhrzeigersinn gedreht, ziehen die Schlaufen-Ring-Seile (8) die Seil-Netz-Struktur (4) nach innen.
11 zeigt einen Ausschnitt einer räumlichen beispielhaften beweglichen Seil-Netz-Struktur (4) am inneren Kreis (12) bzw. regelmäßigen Vieleck (9): bestehend aus jeweils doppelten Radial-Seilen (6), vier jeweils doppelten Schlaufen-Ring-Seilen (8), Gleit-Elementen (7) mit denen die inneren Enden der Radial-Seile (6) auf dem aus den Schlaufen-Ring-Seilen (8) gebildeten regelmäßigen Vieleck (9) befestigt sind, sowie drehbaren Kreuzungs-Führungs-Elementen (13), die die Kreuzungen von Radial-Seilen (6) und Schlaufen-Ring-Seilen (8) definieren, damit hier keine ungewollten Berührungen stattfinden.
Die Seile werden in 10 verschiedenen Höhen symmetrisch derart geführt, dass sich das Gesamt-System bei ausgewogenem Kräfte-Verhältnis mittig einstellt. Die Radial-Seile (6) belegen die Höhen 1 und 10, das erste Schlaufen-Ring-Seil (8) belegt beispielsweise die Höhen 2 und 9, das zweite Schlaufen-Ring-Seil (8) die Höhen 4 und 7, das dritte Schlaufen-Ring-Seil (8) die Höhen 3 und 8 und das vierte Schlaufen-Ring-Seil (8) die Höhen 5 und 6.
12 zeigt eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der wandelbaren Struktur (1), (1a).
Zwei gleichartige synchron bewegliche Seil-Netz-Strukturen (4) (4a) mit regelmäßigem Vieleck (9) sind derart übereinander aufgespannt, dass der gemeinsame Mittelpunkt (11) übereinander liegt und die Radial-Seile (6) oder Spannseile (15) um die Hälfte des Winkels zwischen den Radial-Seilen (6) oder Spannseilen (15) verdreht sind.
Auf den Radial-Seilen (6) oder Spannseilen (15) sind bewegliche Verbindungselemente (19) angeordnet, deren Abstände untereinander und zu den entsprechenden Rollen-Gleit-Umlenk-Elementen (7), (10), (10a), (16), (17) mit Hilfsseilen eingestellt werden können.
Jeweils an gleicher Stelle zwischen den jeweils benachbarten Radial-Seilen (6) oder Spannseilen (15) sind mehrere Druckstäbe (20) mit Hilfe der Verbindungselemente (19) abwechselnd zwischen der oberen und der unteren Struktur eingefügt.
Die Länge der Druckstäbe (20) wird so gewählt, dass sie in der Nähe der Rahmen-Struktur (2) jeweils zwischen die benachbarten Radial-Seile (6) oder Spannseile (15) passen.
Wenn die bewegliche Seil-Netz-Struktur (4) ringsum am äußeren Rand der zu überdeckenden Fläche (3) gefaltet ist, liegen die Druckstäbe (20) flach. Sowie sich die Struktur zur Mitte hin bewegt, stellen sich die Druckstäbe (20) zwischen beiden beweglichen Seil-Netz-Strukturen (4) (4a) in einer Zick-Zack-Linie auf und spreizen die Struktur zu einem räumlichen Netz. Je weiter sich die Struktur zur Mitte hin bewegt, desto steiler stehen die Druckstäbe (20).
Die radial verlaufenden Seilen (6), (15) bilden jeweils eine nach außen gekrümmte Kurve.
Da diese räumlich gekrümmte bewegliche Seil-Netz-Struktur (4) (4a) zwischen den radial verlaufenden Seilen (6), (15) überall den gleichen Abstand aufweist, kann sie vorzugsweise mit doppelt gekrümmten Membran- oder Netzflächen (5), (24) bespannt werden, die sich leicht zum Rand hin raffen lassen.
13 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt der 11.
14 zeigt eine weitere Ausführungsform der der wandelbaren Struktur (1), (1a) mit räumlicher Auf-Spreizung.
In diesem Beispiel sind nur im Bereich des inneren Vielecks (9) Druckstäbe (20), (20a) jeweils zwischen den benachbarten radial verlaufenden Seilen (6), (15) abwechselnd zwischen der oberen und der unteren Struktur eingefügt.
Die radial verlaufenden Seilen (6), (15) bleiben hierbei zunächst gerade gespannt.
Werden nun beispielsweise zusätzliche Seile, Netze oder Membranen (5), (24) zwischen den benachbarten radial verlaufenden Seilen (6), (15) gespannt, bilden diese je nach Spannung jeweils eine nach innen gekrümmte Kurve.
Diese Seile, Netze oder Membranen (5), (24) lassen sich nicht mehr so einfach nach außen raffen wie in 12, 13, denn ihr Abstand ist im gespannten Zustand in der Mitte der radial verlaufenden Seilen (6), (15) kleiner als am Rand. Hier wird für die Flächen-bildende faltbare Überdachungs-Struktur (5), wieder beispielsweise ein Netz (24) verwendet, dessen Länge und Breite sich verändern kann.
In diesem Beispiel sind für die Spreizung gelenkig verbundene gekreuzte Doppel-Druckstäbe (20a) dargestellt. Diese können durch Veränderung ihres Kreuzungswinkels auch auf eine geringere Spreizhöhe eingestellt werden, als durch den Abstand der radial verlaufenden Seile (6), (15) an der Rahmen-Struktur (2) vorgegeben wird.
15a, 15b und 15c zeigen, wie beispielsweise drehbare Platten (26) in Kombination mit einem diagonal gestellten Netz mit viereckigen Maschen eingesetzt werden können, um die Öffnungen der Netz-Maschen (24), (25) derart zu bedecken, dass das Netz (24) raff-bar ist sowie gezielt geöffnet und geschlossen werden kann, beispielsweise zur Klimatisierung oder zur Verminderung der Windangriffsfläche.
15a zeigt einen Ausschnitt in der Nähe der Rahmen-Struktur.
15b zeigt einen Ausschnitt an einer Position weiter im Zentrum der zu überdachenden Fläche (3). Die drehbaren Platten (26) in den rautenförmigen Öffnungen (25) sind hier in geöffneter Position dargestellt.
15c zeigt denselben Ausschnitt wie 15b, wobei die drehbaren Platten (26) in den rautenförmigen Öffnungen (25) hier in geschlossener Position dargestellt sind.
16a, 16b, 16c zeigen entsprechend, wie beispielsweise faltbare mehrteilige Platten (27) in Kombination mit einem diagonal gestellten Netz (24) mit viereckigen Maschen eingesetzt werden können. Die mehrteiligen Platten (27) sind jeweils an zwei Ecken Punktförmig am Netz befestigt, während die beiden anderen Ecken an Gleitern (30) verschiebbar auf jeweils gegenüberliegenden Netz-Elementen befestigt sind.
17a, 17b, 17c zeigen entsprechend, wie beispielsweise faltbare Membran-Elemente (28) in Kombination mit einem diagonal gestellten Netz (24) mit viereckigen Maschen eingesetzt werden können. Die Membran-Elemente (28) sind beispielsweise entsprechend wie in 16a, 16b, 16c an zwei Ecken an Gleitern (30) verschiebbar auf jeweils gegenüberliegenden Netz-Elementen befestigt.
Solche Faltungen können insbesondere auch bei räumlichen wandelbaren Strukturen (1), (1a) eingesetzt werden, indem die Membran-Befestigungs-Punkte auf unterschiedlichen Ebenen gewählt werden. Dies ist besonders vorteilhaft, da sich Membranen besser spannen lassen, wenn deren Eck-Punkte nicht auf der gleichen Ebene liegen.
18 zeigt einen Ausschnitt, wie Ringgewebe (23) beispielsweise zwischen enger werdenden Seilen so angeordnet werden kann, dass es dennoch zur breiter werdenden Seite hin gerafft werden kann. Beispielsweise könnten auf dem Markt befindliche Edelstahl-Ringgewebe in die bewegliche Seil-Netz-Struktur (4), (4a) integriert werden und – da diese relativ schwer sind – als relativ windunempfindliche Hängenetze wirken. Denkbar sind aber auch ganz leichte Ringgewebe (23), die wie Netze oder Membranen gespannt werden können, deren Längen und Breiten sich ändern können.
19 zeigt entsprechend den 15a, 15b, 15c, wie beispielsweise drehbare Lamellen (29) in Kombination mit einem diagonal gestellten Netz mit viereckigen Maschen eingesetzt werden können.
In diesem Beispiel ist auch dargestellt, wie gelenkig verbundene gekreuzte Doppel-Druckstäbe (20a) in Verbindung mit den Rollen- oder Gleit-Element (7) an denen die Radial-Seile (6) mit den Schlaufen-Ring-Seilen (8) verbunden sind eine Struktur bilden können, bei der sich ein gleichmäßiger Abstand der Rollen- oder Gleit-Element (7) auf dem gedachten Kreis (12) automatisch einstellt.
Durch die erfindungsgemäßen wandelbaren Strukturen können insbesondere auch große Spannweiten sehr effizient überdacht werden, da die Seil-Netz-Struktur über der gesamten jeweils zu überdeckenden Fläche gleichmäßig verteilt wird, die Kräfte ringförmig mit kleinen Krümmungsradien umgelenkt werden und die Befestigung der Seile an der Rahmen-Struktur über deren gesamten Umfang gleichmäßig verteilt erfolgt und somit alle Kräfte möglichst gering gehalten werden, wobei sich die wandelbare Struktur jeweils in einer sicheren Parkposition am Rande der Fläche befindet, wenn sie nicht benötigt wird, oder wenn mit außergewöhnlich hohen Belastungen zu rechnen ist.
Bezugszeichenliste

1: Wandelbare Struktur
1a: Wandelbare Struktur
2: Rahmen-Struktur
2a: Zug-Einrichtung
3: zu überdeckende Fläche
4: bewegliche Seil-Netz-Struktur
4a: bewegliche Seil-Netz-Struktur
5: Flächen-bildende faltbare Überdachungs-Struktur
6: Radial-Seile
7: Rollen- oder Gleit-Element
8: Schlaufen-Ring-Seile
8a: Schlaufen-Flächen-Seile
9: Vieleck
10: Rollen- oder Gleit-Element mit Umlenkung
10a: Rollen- oder Gleit-Element mit Umlenkung
11: gemeinsamer Mittelpunkt
12: gedachter Kreis
13: drehbare Kreuzungs-Führungs-Elemente
14: verbundene Umlenkrollen
15: Spannseile
16: Umlenkelement
17: Erweitertes Umlenkelement
18: Federelement
19: Verbindungselement
19a: Verbindungselement
20: Druckstab
20a: gelenkig verbundene gekreuzte Doppel-Druckstäbe
21: Ring-Struktur
21a: Lager
22: Ring-Element
23: Ringgewebe
24: Netz
25: rautenförmige Öffnung
26: drehbare Platte
27: mehrteilige Platte
28: Membran-Element
29: drehbare Lamelle
30: Gleiter

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102012210824 [0006, 0007, 0008]
DE 202012102348 U1 [0006, 0007, 0008]
DE 102013210406 [0006, 0007, 0008]

Claims

Wandelbare Struktur (1) umfassend eine Rahmen-Struktur (2) entlang des äußeren Umfangs einer beliebigen Fläche (3) bzw. eines zu verschließenden Gegenstands, eine bewegliche Seil-Netz-Struktur (4), die an der Rahmen-Struktur (2) befestigt ist, eine ein- oder mehr-teilige Flächen bildende Struktur (5), die an der beweglichen Seil-Netz-Struktur (4) und evtl. an der Rahmen-Struktur (2) befestigt ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: – die bewegliche Seil-Netz-Struktur (4) kann sich innerhalb der Rahmen-Struktur (2) vom Rand zur Mitte und umgekehrt derart ausbreiten, dass sich die Seil-Netz-Struktur (4), sowie die Flächen-bildende Struktur (5) – getrennt oder kombiniert – entweder ringsum am äußeren Rand der zu überdeckenden Fläche (3) befindet, oder diese ganz oder teilweise überdeckt, – die bewegliche Seil-Netz-Struktur (4) besteht aus mehreren ein- oder mehrteiligen Radial-Seilen (6), die über Rollen- oder Gleit-Elemente (7) gegen mindestens ein ein- oder mehrteiliges Schlaufen-Ring-Seil (8) gespannt werden, – sowohl die Radial-Seile (6) als auch die Schlaufen-Ring-Seile (8) sind am Rand der Rahmen-Struktur (2) derart befestigt, dass sie nach außen gezogen oder nach innen freigegeben werden können, dass also deren Länge über der Fläche (3) verändert werden kann, z. B. mit Hilfe von Zug-Einrichtungen (2a) wie Seil-Winden, Umlenkrollen, Seil-Traktoren, fahrbaren Schlitten u. s. w., – die Schlaufen-Ring-Seile (8) werden von der Rahmen-Struktur (2) eine Schlaufe bildend derart durch die Rollen- oder Gleit-Elemente (7) umgelenkt, dass sie innerhalb der Rahmen-Struktur (2) ein beliebiges Vieleck (9) bilden, wobei die Rollen- oder Gleit-Elemente (7) gerundete „Ecken” des Vielecks (9) darstellen, wobei durch jedes Rollen- oder Gleit-Element (7) mindestens ein Schlaufen-Ring-Seil (8) führt, wobei die Schlaufen-Ring-Seile (8) teilweise, ganz oder mehrfach im Kreis bzw. Vieleck (9) geführt werden, bevor sie wieder nach außen zur Rahmen-Struktur (2) geführt werden, wobei auch weitere Schlaufen-Flächen-Seile (8a) in der Fläche zwischen Vieleck (9) und der Rahmen-Struktur (2) und angeordnet sein können, – die Schlaufen-Ring-Seile (8) werden am inneren Vieleck über verbundene Umlenkrollen (14) geführt, wobei sie hier sowohl gekreuzt als auch kreuzungsfrei geführt werden können, wobei die Umlenkrollen (14) vorzugsweise mit den Rollen- oder Gleit-Elementen (7) kombiniert werden, – die Spannung und Fixierung der gesamten Seil-Netz-Struktur (4) in ihrer jeweiligen Position erfolgt entweder dadurch, dass alle Schlaufen-Ring-Seile (8) nach außen gezogen und alle Radial-Seile (6) fixiert werden oder dadurch, dass umgekehrt alle Radial-Seile (6) nach außen gezogen und alle Schlaufen-Ring-Seile (8) fixiert werden, – eine Bewegung der Seil-Netz-Struktur (4) vom Rand nach innen erfolgt dadurch, dass die Schlaufen-Ring-Seile (8) nach außen gezogen/verkürzt werden und gleichzeitig die Radial-Seile (6) freigegeben/verlängert werden, was eine Verkleinerung des inneren Vielecks (9) zur Folge hat, – eine Bewegung der Seil-Netz-Struktur (4) von innen zum Rand erfolgt dadurch, dass die Radial-Seile (6) nach außen gezogen/verkürzt werden und gleichzeitig die Schlaufen-Ring-Seile (8) freigegeben/verlängert werden, was eine Vergrößerung des inneren Vielecks (9) zur Folge hat, – alle als Seil bezeichneten Elemente sind auf Zug belastbar und biegbar und können auch aus Material-Kombinationen und aus kombinierten Einzel-Elementen bestehen, wie beispielsweise Ketten und Bänder, – die wandelbare Struktur (1) lässt sich vorzugsweise vorteilhaft zur Überdachung und Beschattung großer Innenhöfe anwenden.
Wandelbare Struktur (1a) umfassend eine Rahmen-Struktur (2) entlang des äußeren Umfangs einer beliebigen Fläche (3) bzw. eines zu verschließenden Gegenstands, eine bewegliche Seil-Netz-Struktur (4a), die an der Rahmen-Struktur (2) befestigt ist, eine ein- oder mehr-teilige Flächen bildende Struktur (5), die an der beweglichen Seil-Netz-Struktur (4) und evtl. an der Rahmen-Struktur (2) befestigt ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: – die bewegliche Seil-Netz-Struktur (4a) kann sich innerhalb der Rahmen-Struktur (2) vom Rand zur Mitte und umgekehrt derart ausbreiten, dass sich die Seil-Netz-Struktur (4a), sowie die Flächen-bildende Struktur (5) – getrennt oder kombiniert – entweder ringsum am äußeren Rand der zu überdeckenden Fläche (3) befindet, oder diese ganz oder teilweise überdeckt, – die bewegliche Seil-Netz-Struktur (4a) besteht aus einer oder mehreren Gruppen von jeweils genau 6 ein- oder mehrteiligen Spannseilen (15), die gegeneinander gespannt werden, indem sie von der Rahmen-Struktur (2) nach innen über jeweils ein Umlenkelement (16) zum jeweils rechts und/oder links benachbarten Umlenkelement (16) geführt und dort befestigt werden, – die Längen der Spannseile (15) werden jeweils so gewählt, dass sich zwischen allen 6 Spannseilen (15) der jeweiligen Gruppe jeweils genau 120°-Winkel bilden, – die Spannseile (15) werden an mindestens einem ihrer Enden derart gelagert, dass sie gespannt werden können, indem entweder die Endpositionen der Seile mit oder ohne Umlenkung verstellt werden können, die Seil-Längen verändert werden können, oder die Enden der Spannseile (15) an Feder, bzw. Spann-Elementen (18) befestigt werden, – die Position der Umlenkelemente (16) ist unabhängig von der Spannung der Spannseile (15), – eine Bewegung der Seil-Netz-Struktur (4a) erfolgt dadurch, dass die Positionen der Umlenkelemente (16) auf den jeweiligen Spannseilen (15) verschoben werden, – eine Verschiebung der Umlenkelemente (16) wird hervorgerufen entweder durch Antrieb der Rollen, die die Spannseile (15) umlenken, durch Seil-Traktoren die die Umlenkelemente (16) ziehen bzw. schieben, manuell (bei kleineren Ausführungen) oder mit Hilfe von Radial-Seilen (6), die von der Rahmen-Struktur (2) zu den Umlenkelementen (16) führen und diese durch Zug nach außen bewegen können, sowie mindestens ein Schlaufen-Ring-Seil (8), das von der Rahmen-Struktur (2) eine Schlaufe bildend durch die Umlenkelemente (16) führt und diese durch Zug nach innen bewegen kann, wobei das Schlaufen-Ring-Seil (8) vorzugsweise über ein erweitertes Umlenkelement (17) radial nach außen geführt wird, – alle als Seil bezeichneten Elemente sind auf Zug belastbar und biegbar und können auch aus Material-Kombinationen und aus kombinierten Einzel-Elementen bestehen, wie beispielsweise Ketten und Bänder, – die wandelbare Struktur (1a) lässt sich vorzugsweise vorteilhaft zur Überdachung und Beschattung großer Innenhöfe anwenden.
Bewegliche Seil-Netz-Struktur (4) oder (4a) gemäß Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass das innere Vieleck (9) während allen Bewegungspositionen eine regelmäßige Form bildet, deren gerundete „Ecken” auf einem gedachten Kreis (12) liegen, dessen Mittelpunkt (11) im Zentrum der Fläche (3) liegt, wobei die Randpunkte der Radial-Seile (6) bzw. der Spannseile (15) auf der Rahmen-Struktur (2) entsprechend so gewählt werden, dass die Radial-Seile (6) im gleichen Winkel zueinander stehen und auf den gemeinsamen Mittelpunkt (11) weisen, wobei die Rollen- oder Gleit-Elemente (7) der Wandelbaren Struktur (1) entfallen und ersetzt werden durch jeweils ein Rollen- oder Gleit-Element mit Umlenkung (10) oder (10a), wobei die ein oder mehrteiligen Radial-Seile (6) von der Rahmen-Struktur (2) kommend jeweils über die Rollen- oder Gleit-Elemente mit Umlenkung (10) oder (10a) auf den Kreis (12) umgelenkt werden und jeweils zum rechts und/oder links benachbarten Rollen- oder Gleit-Element mit Umlenkung (10) geführt und daran befestigt werden, wobei die Schlaufen-Ring-Seile (8) bei der beweglichen Seil-Netz-Struktur (4) von der Rahmen-Struktur (2) vorzugsweise tangential an den gedachten Kreis (12) geführt werden, wobei Kreuzungspunkte zwischen Schlaufen-Ring-Seilen (8) und Radial-Seilen (6) vorzugsweise mit drehbaren Kreuzungs-Führungs-Elementen (13) verbunden sind.
Wandelbare Struktur (1), (1a) gemäß den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Rahmen-Struktur (2) ringsum mindestens eine Ring-Struktur (21) derart ausgebildet wird, dass mindestens ein Ring-Element (22) gegen die Rahmen-Struktur (2) sowie die Ring-Struktur (21) verdreht werden kann, wobei sowohl die Radial-Seile (6) als auch die Schlaufen-Ring-Seile (8) innerhalb der Rahmen-Struktur (2) jeweils in entgegengesetzte Richtungen umgelenkt und am Ring-Element (22) derart befestigt werden, dass ein in sich geschlossenes Seil-System entsteht, wobei ein Verdrehen des Ring-Elements (22) gleichzeitig eine entgegengesetzte Längenänderung sowohl der Radial-Seile (6) als auch der Schlaufen-Ring-Seile (8) innerhalb der Fläche (3) bewirkt, wodurch jeweils eine Bewegung der Seil-Netz-Struktur (4) (4a) vom Rand zur Mitte hin und umgekehrt stattfindet, wobei die Ring-Elemente (21) (22) beispielsweise mit Hilfe von Schienen, Gleitelementen, Rollen, Kugeln oder Zahnrädern gegeneinander gelagert sein und aus festen Elementen, aus Seilen, Bändern, Ketten oder Kombinationen davon bestehen können, wobei für angepasste Längenänderungen zusätzliche Umlenkungen auf den Ring-Elementen (21) (22) vorgesehen werden können.
Wandelbare Struktur (1), (1a) gemäß den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine räumlichen Struktur aufweist, wobei Radial-Seile (6), Schlaufen-Ring-Seile (8) und Spannseile (15) durch mehrfache Seilführung in verschiedenen Ebenen geführt werden können, wobei die bewegliche Seil-Netz-Struktur (4), (4a) aus mehreren Lagen bestehen kann, wobei die Flächen-bildende faltbare Überdachungs-Struktur (5) aus mehreren Lagen bestehen kann, wobei mehrere Lagen der beweglichen Seil-Netz-Struktur (4), (4a) und der Überdachungs-Struktur (5) in unterschiedlichen Höhen und Ausrichtungen zueinander angeordnet sein können, wobei die Verbindung an bereits vorhandenen Elementen erfolgen kann, wobei zusätzliche Verbindungselemente (19), (19a), Seile und Druckstäbe (20), (20a) eingefügt werden können.
Wandelbare Struktur (1), (1a) gemäß den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass zwei gleichartige synchron bewegliche Seil-Netz-Strukturen (4) (4a) mit regelmäßigem Vieleck (9) nach Anspruch 3 derart übereinander aufgespannt werden, dass der gemeinsame Mittelpunkt (11) übereinander liegt, wobei die Radial-Seile (6) oder Spannseile (15) um die Hälfte des Winkels zwischen den Radial-Seilen (6) oder Spannseilen (15) verdreht angeordnet werden, wobei auf den Radial-Seilen (6) oder Spannseilen (15) bewegliche Verbindungselemente (19) angeordnet werden, deren Abstände untereinander und zu den entsprechenden Rollen-Gleit-Umlenk-Elementen (7), (10), (10a), (16), (17) mit Hilfsseilen eingestellt werden können, wobei jeweils ein oder mehrere Druckstäbe (20) mit Hilfe der Verbindungselemente (19) an jeweils gleicher Stelle zwischen den jeweils benachbarten Radial-Seilen (6) oder Spannseilen (15) abwechselnd zwischen der oberen und der unteren Struktur eingefügt werden, wobei die Länge der Druckstäbe (20) jeweils so gewählt wird, dass sie in der Nähe der Rahmen-Struktur (2) jeweils zwischen die benachbarten Radial-Seile (6) oder Spannseile (15) passen, wobei die Druckstäbe (20) flach liegen, wenn sich die bewegliche Seil-Netz-Struktur (4) und die Flächen-bildende faltbare Überdachungs-Struktur (5) ringsum am äußeren Rand der zu überdeckenden Fläche (3) befinden, wobei sich die Druckstäbe (20) zwischen beiden beweglichen Seil-Netz-Strukturen (4) (4a) in einer Zick-Zack-Linie aufstellen, und diese zu einem räumlichen Netz spreizen, sowie sich die Strukturen zur Mitte hin bewegen, wobei die mittleren Druckstäbe (20) bei einer maximalen Bewegung zur Mitte hin bei minimaler Vieleckgröße (9) nahezu senkrecht stehen können, wobei die Spreizhöhe variiert werden kann, wenn gelenkig verbundene gekreuzte Doppel-Druckstäbe (20a) verwendet werden, wobei diese räumlich gekrümmte bewegliche Seil-Netz-Struktur (4) (4a) vorzugsweise mit doppelt gekrümmten Membran- oder Netzflächen bespannt wird.
Wandelbare Struktur (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ein- oder mehrlagige Flächen bildende faltbare Überdachungs-Struktur (5) aus Netzen (24) mit vier- oder sechs-eckigen Maschen oder aus Ringgewebe (23) besteht, wobei eine beliebige Anzahl der Knotenpunkte des Netzes (24) über Verbindungselemente (19a) mit den Schlaufen-Ring-Seilen (8), den Radial-Seilen (6), oder den Spannseilen (15) verbunden sein kann. wobei die Netze (24) aus Fäden, Seilen, Ketten, Stäben oder Ringen (23) sowie aus deren Kombinationen bestehen können, wobei ein diagonal gestelltes Netz (24) mit vier-eckigen Maschen in einer bewegliche Seil-Netz-Struktur (4) oder (4a) nach Anspruch 3 so ausgerichtet werden kann, dass jeweils zwei gegenüberliegende Eck-Punkte radial zum Mittelpunkt (11) angeordnet sind, die anderen senkrecht bzw. tangential dazu, wobei sich zwischen den Elementen des Netzes (24) jeweils rautenförmige Öffnungen (25) bilden, wobei dieses diagonal gestellte Netz (24) auch mit durchlaufenden dünnen biegbaren Stangen ausgeführt werden kann, wobei dieses diagonal gestellte Netz (24) auch nur im Bereich des inneren Vielecks (9) angewendet werden kann um gemäß Patentanspruch 3 die Form eines regelmäßigen Vielecks während des gesamten Fahrvorgangs zu halten, wobei die rautenförmigen Öffnungen (25) jeweils mit drehbaren Platten (26) bedeckt werden können, die jeweils an einem Element des Netzes (24) derart drehbar gelagert befestigt werden, dass sie sich in Position 1 etwa in einer Ebene mit dem Netz (24) befinden und dabei zwei der Öffnungen teilweise überdecken und dass sie in Position 2 aufgestellt werden können, beispielsweise bei Wind oder wenn die bewegliche Seil-Netz-Struktur (4) nach außen zur Rahmen-Struktur (2) bewegt und gefaltet wird, wobei in die rautenförmigen Öffnungen (25) jeweils mindestens vierteilige Platten (27) eingefügt werden können, die jeweils an mindestens drei Linien gelenkig miteinander verbunden sind, wobei deren radiale Ecken an den radialen Netzknoten befestigt werden und deren tangentiale Ecken mittels Gleitern (30) beweglich derart auf dem Netz (24) befestigt werden, dass die Öffnungen geschlossen sind, wenn die bewegliche Seil-Netz-Struktur (4), (4a) die Fläche (3) maximal überdeckt und dass sich die mehrteiligen Platten (27) nach unten falten, wenn die bewegliche Seil-Netz-Struktur (4), (4a) nach außen zur Rahmen-Struktur (2) bewegt wird, wobei in die rautenförmigen Öffnungen (25) jeweils rautenförmigen Membran-Elementen (28) eingefügt werden können, die an vier Punkten gehalten werden, wobei deren radiale Ecken an den radialen Netzknoten befestigt werden und deren tangentiale Ecken mittels Gleitern (30) beweglich derart auf dem Netz (24) befestigt werden, dass die Membran-Elemente (28) gespannt sind, wenn die bewegliche Seil-Netz-Struktur (4), (4a) die Fläche (3) maximal überdeckt und dass sich die rautenförmigen Membran-Elemente (28) nach unten falten, wenn die bewegliche Seil-Netz-Struktur (4), (4a) nach außen zur Rahmen-Struktur (2) bewegt wird, wobei in die rautenförmigen Öffnungen (25) jeweils mehrere drehbare Lamellen (29) eingefügt werden können, die jeweils an zwei gegenüberliegenden Elementen des Netzes (24) drehbar gelagert befestigt werden, wobei sich die drehbaren Lamellen (29) in Position 1 etwa in einer Ebene mit dem Netz (24) befinden und dabei die Öffnung größtenteils überdecken, und sie in Position 2 aufgestellt werden können, beispielsweise bei Wind oder wenn die bewegliche Seil-Netz-Struktur (4) nach außen zur Rahmen-Struktur (2) bewegt und gefaltet wird.