DE1684802A1

DE1684802A1 - Aus einer Vielzahl von Einzelzellen aufgebauter,unter einem gleichfoermigen Druck aplexischer oder quasiaplexischer Koerper

Info

Publication number: DE1684802A1
Application number: DE19661684802
Authority: DE
Inventors: Rene Leroux
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1965-07-13
Filing date: 1966-07-13
Publication date: 1971-10-14
Also published as: FR1463859A; US3414153A; GB1157522A; FR90619E

Description

Aus einer Vielzahl von Einzelzellen aufgebauter, unter einem gleichförmigen Druck aolexischer oder quasi-aplexischer Körper

Die Erfindung betrifft Körper mit einer Vielzahl von unter gleichförmigem Druck aplexischen oder quasi-aplexisehen

Zellen. W

Bekanntlich bezeichnet man einen Körper, auf den nach einem gewissen Gesetz verteilte Kräfte einwirken, dann als aplexisch, wenn die durch die von außen auf ihn einwirkenden Kräfte in seinem Inneren induzierten Kräfte in der Ebene seiner ebenen Flächen oder in den Tangentialebenen an seiner gekrümmten Oberfläche liegen.

Das Gleichgewicht eines solchen Systems, welches nur in Hich- λ tung der inneren Kräfte und in jedem Punkt proportional zu diesen ausgedehnt wird, ergibt sich aus der Kompensation der unter einem spitzen Winkel zu den Körper-Flächen einwirkenden Kräfte und der daraus resultierenden Momente. Wählt man die Metall-Stärke proportional zu diesen Kräften, so können die Verformungen des Systems nur so erfolgen, daß sämtliche Längen sich um den gleichen Faktor ändern, und daß die Spannung des Metalls an jedem Punkt die gleiche ist, wodurch dieses am

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besten genutzt wird. Infolgedessen haben aplexische Körper,

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deren Wandstärken genau derart berechnet sind, daß diese Proportionalität zu den inneren Kräften gewahrt bleibt, für eine gegebene Spannung und ein gegebenes Gewicht des Metalls das größte Volumen.

Die Wandstärke berechnet sich nach dem folgenden Gesetz: Δη jedem Punkt muß das Produkt aus der Wandstärke der Oberfläche und ihrer mittleren Krümmung (d.h. -k + ·7? , wobei E₁ und H₂ die Hauptkrümmungsradien sind) dem Verhältnis P/F proportional sein, wobei P der Druck und P die zulässige Spannung ist. Will man daher eine konstante Wandstärke erhalten, so verwendet man vorteilhaft Flächen mit konstanter mittlerer Krümmung, wie die von Seifenblasen dargestellten.· Die einfachsten derartigen Flächen sind die Kugel (Wandstärke = PB/2F mit R = Kugelradius) und der Zylinder (Wandstärke = PB/F); die Wandstärken der ebenen Trennwände oder Schotten, welche sich an den Schnittflächen der Kugeln oder der parallelachsigen Zylinder befinden, werden durch die gleichen Formeln gegeben, in welchen der Radius durch den Abstand der Kugelmittelpunkte oder der Zylinderachsen ersetzt wird.

Die Berechnung des Aufbaus derartiger Körper ist also sehr einfach und genau.

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V/endet man schließlich auf die so definierten Körper Eigenschaften derjenigen Volumina an, die sich aus den Überschneidungen von Kugeln und Zylindern mit zueinander parallelen Achsen ergeben, so gestattet die Erfindung die Herstellung sehr komplizierter, auf verschiedene Weise verwendbarer Behälter unter gleichzeitiger Bewahrung der Vorteile der Einz elvolumen.

In den deutschen Patentschriften 1 103 163,

(Akt.-Z. L 3^ 673 XI/65a²), (Akt.-Z. L 38 951 XI/65a¹)

und (Akt.-Z. L 4-8 995 XI/o5a ) sind aplexische

Körper beschrieben, die jedoch relativ einfach aufgebaut sind, da sie nur eine kleine Anzahl zylindrischer oder prismatischer Zellen besitzen und ausschließlich als Behälter von Flüssiggas transportierenden Schiffen gedacht sind. Die Erfindung betrifft Zellen in großer Anzahl, und zwar auf Vielecken mit geraden oder gekrümmten Seiten aufgebaute Viel- flächner mit ebenen und/oder gekrümmten Flächen.

Es hat sich nämlich gezeigt, daß das Gewicht der ebenen Flächen dieser Vielflächner dann gegenüber dem Gewicht der gekrümmten Flächen überwiegt, wenn die Anzahl der zylindrischen oder anderweitig ausgebildeten Zellen vermehrt wird. Hierdurch ergeben sich hinsichtlich Einfachheit der Herstellung und damit geringerer Herstellungskosten die Vorteile, daß

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einerseits die ebenen Flächen selbstverständlich nicht wie die gekrümmten Flächen geformt zu werden brauchen und daß andererseits die stärkere Krümmung der gekrümmten Flächen beträchtlich ihre Stärke sowie die Schwierigkeiten und den Preis der Formung, der Schweißung und des Ausglühens vermindert .

Weiterhin hat es sich gezeigt, daß infolge der aplexischen Anordnung unter gleichem Druck das Gesamtgewicht des Körpers genau gleich dem Gewicht einer einzigen Kugel oder eines einzelnen Zylinders gleichen Bauminhalts ist.

Die Erfindung betrifft also unter gleichförmigem Druck aplexische oder quasi-aplexische vielzellige Körper, deren Gewicht nicht merklich das der entsprechenden Kugel oder des entsprechenden Zylinder-Kugel-Systems überschreitet.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen aplexischen vielzelligen Körper liegt darin, daß sie durch sehr häufige Kombination einer sehr kleinen Anzahl verschiedener Elemente hergestellt werden können, wodurch eine Serienfabrikation mit den bekannten Vorteilen, insbesondere hinsichtlich Herstellungpreis, möglich wird.

Die Erfindung betrifft auch Einzelheiten der Auslegung und

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der Herstellung derartiger vielzelliger Körper.

Schließlich betrifft die Erfindung die Anwendungen derartiger aplexischer, vielzelliger Körper nicht nur als Tanks von Schiffen, sondern auch als ortsfeste Behälter, Rümpfe von Unterseebooten, Raketen, Baumfahrzeugeu,usw.

Kurz gesagt,basiert der Aufbau jedes der erfindungsgemäßen Körper auf einem senkrechten Schnitt, der als vollkommenes i4osaikmuster von in eine Umhüllende passenden Vielecken definiert ist. Dabei soll das Wort "Mosaikmuster" in seiner geometrischen Bedeutung verstanden werden, sich also auf eine Anzahl von nebeneinanderliegenden Flächen beziehen, die einen Teil einer Ebene vollständig bedecken, ohne sich zu überlappen oder zwischen sich Teile der Ebene frei zu lassen. Diese Vielecke können einander gleich oder ungleich und entweder gleichseitig oder ungleichseitig sein.

Die erfindungsgemäßen Körperformen lassen sich aus dem genannten senkrechten Querschnitt in der Weise bilden, daß eine beliebige Anzahl von Scheiben nebeneinander angeordnet wird, die durch zwei parallel zueinander geführte Schnitte enstanden sind. In jedem senkrechten Querschnitt und in jeder Scheibe besitzen in Kugeln passende Vielflächner als ebene Fläche eines der genannten Vielecke, welches in eine Umhüllende paßt·

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Diejenige Fläche jedes seitlichen Vielecks, welche einer freien Seite des Vielecks des senkrechten Schnitts entspricht und weder diesem Vieleck noch irgend einem anderen Vieleck angehört, ist ein ! sphärischer Oberflächenteil und besitzt die Form einer Kugelfläche, wobei diese Kugel durch die Eckpunkte der freien Seite der beiden Vielecke der senkrechten Schnitte verläuft. Ebenso ist die Fläche jedes an der Kante angeordneten Vielflächners, welcher zwei freien Seiten eines Vielecks des senkrechten Schnitts entspricht, ein Teil der sphärischen Fläche, wobei die Kugel durch die Eckpunkte der freien Seiten der beiden Vielecke der senkrechten Schnitte verläuft. Darüberhinaus üegen an jedem Ende der Vielflächner des senkrechten Schnitts jenseits von diesem Kugelflächen und für die an den Seiten und an den Ecken liegenden Vielecke ¹SeHe von Kugelflächen fest.

Ausgehend von dieser räumlichen Anordnung ist der erfindungsgemäße Körper in seinem Inneren durch ebene Trennwände bzw. Schotten bestimmt, welche die Flächen der genannten Vielflächner bilden, und durch die genannten Kugelflächen, welche die Außenhaut bilden. Die Trennwände bzw. Schotten liegen in den

Schnittflächen je zweier wirklich vorhandener oder nur angein welche
nommender Kugeln,/die Vielflächner passen, und sind daher in ihrer Anzahl und Lage vollständig festgelegt, so daß jede Änderung der Anzahl der Trennwände bzw. Schotten das Gleich-

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gewicht des Systems zerstören und seine Verwendimg verhindern würde. Die Wandstärken und Krümmungen sind auf später noch genauer erläuterte Weise festgelegt.

Erfindungsgemäß können die Kugelflächen durch kugelähnliche Flächen und können die ebenen Trennwände bzw. Schotten ganz oder teilweise durch Zugstangen, Rohre oder Bögen bestimmten Querschnitts ersetzt werden, die in der Ebene der Trennwände M bzw. Schotten oder in der Schnittlinie je zweier Trennwände bzw. Schotten liegen.

Auch können erfindungsgemäß gewisse ebene Trennwände bzw. Schotten oder gewisse Zugstangen oder Bohre über die Außenhaut hinaus verlängert sein, um den Behälter und seinen Inhalt zu befestigen und zu tragen.

In der mathematischen Bedeutung des Wortes lassen sich beim er-

findungsgemäßen Körper zwei Grenzfälle unterscheiden, nämlich ^ einerseits der Wegfall der äußersten Scheiben der Kugeln, welche zwei gegenüberliegende Flächen des Körpers bilden, und andererseits die Vervrendung nur dieser äußersten Scheiben.

Vorstehend wurden bereits Scheiben von zwischen zwei parallelen senkrechten Schnitten eingeschlossenen Vielflächnern erwähnt, also von Vielflächnern, die zwischen Ebenen eingeschlossen sind,

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die sich im Unendlichen schneiden. Wenn die Schnittlinie dieser Ebene jedoch ins Endliche verlegt wird, dann werden die senkrechten Schnitte zu Axialschnitten und die Scheiben zu Kugelsektoren bzw. -zweiecken. Der Winkel jedes Kugelzweiecks ist gleich dem Quotienten aus 36O⁰ und der Anzahl der Kugelzweiecke. Der Körper schließt sich zu einem Torus und im Grenzfall zu einer Kugel, wenn man die Kugelflächen der beiden Enden eliminiert.

Umgekehrt kann eine Kugel, also ein Körper der beschriebenen Form, quergeschnitten und die so erhaltenen getrennten Halbkugeln durch Zwischenkörper miteinander vereinigt werden, die entweder Teile von Kreiszylindern sind, welche sich tangential an diejenigen Kugeln anschließen, deren äquatorialen Großkreis sie als Basis besitzen, und welche die seitliche Außenhaut des Körpers bilden, oder die Prismen sind, i^elche in der Verlängerung an diejenigen Vielflächner-Flächen anschließen, die zur Schnittebene senkrecht stehen. In diesem Fall bleibt der gesamte Körper aplexisch, besitzt aber eine Diskontinuität des Querschnitts Γη der Ebene der Auftrennung der beiden Kugelhälften, denn die Längsspannungen sind für die Außenhäute und die Trennwände bzw.Schotten des Systems die gleichen wie für die Außenhäute und die Segmente der Trennwände der Kugel, und bekanntlich sind die Transversalspannungen dieser Elemente im Fall des Zylinders doppelt so groß.

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Hieraus folgt, daß von der einen Seite der Schnittfläche zur anderen die Wandstärken ebenfalls vom einfachen auf den doppelten Wert zunehmen. An den beiden Enden bleiben die Kugelgewölbe, Kugelflächen u.dgl. unverändert, wenn nur diese sphärischen Flächen (an den Seiten und an den Ecken) tangential an die Kreiszylinder anschließen. In diesem Fall müssen die Kugelmittelpunkte in ein und derselben Querebene liegen, um den tangentialen Anschluß der Halbkugeln an die Zylinder zu gestatten, ohne daß ein Schnitt zwischen einer Kugel und einem Zylinder ins Spiel kommt, welcher keine ebene Kurve ist. Schließlich verschwinden die durch die Überschneidung der Kugeln entstandenen Quer-Trennwände bzw. Scho:t:fcen völlig, wodurch das Zellensystem zweidimensional wird. Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, daß ihre Anwesenheit den Aplexismus des zylindrischen Bereichs zerstören und Brüche infolge anormaler Spannungen hervorrufen würde. Für gewisse Anwendungsfälle, beispielsweise bei Körpern mit zylindrischer Grundform oder falls die Länge der inneren Vielflächner vergrößert werden soll, führt die Erfindung zur Überschneidung mehrerer Kugeln, von je drei Kugeln mit drei Kugeln; selbstverständlich verlaufen in diesem Fall die in den Schnittflächen liegenden Trennwände bzw. Schotten durch die Hauptachse, welche die Kräfte zusammenfaßt. Die von einer Einhüllenden umschlossenen Hechtecke sind verstümmelt, da aber die Vielflächner weiterhin

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in die Kugeln passen, bleiben die Verteilung der Kräfte sowie die Berechnung der Wandstärken unverändert. Das entsprechende gilt auch für die Körper mit zylindrischen Außenflächen

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In der folgenden Beschreibung sind einige Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein aus Quadraten zusammengesetztes Mosaikmuster im wesentlichen rechteckiger Form,

Fig. 2 ein aus Rechtecken zusammengesetztes Mosaikmuster im wesentlichen rechteckiger Form,

Fig. 3 eine Teilansicht eines aus Sechsecken zusammengesetzten Mosaikmusters im wesentlichen sechseckiger Form,

Fig. 4 eine Teilansicht eines aus Quadraten, Sechsecken und unregelmäßigen Fünfecken zusammengesetzten Mosaikmusters, das eine für einen Schiffsbehälter geeignete Form besitzt,

Fig. 5 eine Teilansicht eines aus zwölf ein Zwölfeck umgebenden Trapezen zusammengesetzten Mosaikmusters,

Fig. 6 eine Teilansicht eines aus zwei Reihen von Trapezen, die ein Sechzehneck umgeben, zusammengesetzten Mosaikmusters,

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Pig. 7 eine perspektivische Innenansicht der ebenen Trennwände bei einem aus dem Mosaikmuster gemäß Pig. I zusammengesetzten Körper,

Fig. 8 eine perspektivische Ansicht der Außenhaut des Körpers gemäß Fig. 7,

Fig. 9 eine auseinandergezogene Ansicht einer Eckzelle des Körpers gemäß Fig. 7 in vergrößertem Maßstab, zwecks Erläuterung der Herstellung aller Kugelflächen aus nur zwei Typen von Einzelelementen,

Fig.10 eine perspektivische Ansicht einer Eckzelle mit äquidomoidalen Oberflächen auf quadratischer Grundfläche,

Fig.11 eine perspektivische Innenansicht der Trennwände bei einem aus Zellen gemäß Fig. 10 zusammengesetzten äquidomoidalen Körper,

Fig.12 eine perspektivische Ansicht der Außenhaut des Körpers gemäß Fig. 11,

Fig.13 eine perspektivische Darstellung, bei welcher die Trennwände durch Zugstangen oder Rohre ersetzt sind,

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Pig. I^ einen Schnitt durch einen auf dem Mosaikmuster gemäß Pig. 5 aufgebauten Körper,

ig, 15 und 16 einen senkrechten bzw. einen Axialschnitt durch einen tor.usförmigen Körper, der auf einem Mosaikrauster gemäß Fig. 2 aufgebaut ist,

Fig. 17 und 18 einen Schnitt bzw. eine Seitenansicht eines kugelförmigen Körpers,

Fig. 19 und 20 Schnitte durch einen aus vier Kugeln zusammengesetzte Körper, wobei die Einzelkugeln auf einem Mosaikmuster gemäß Fig. 6 aufgebaut sind,

Pig. 21 eine der Darstellung gemäß Pig. 7 ähnelnde perspektivische Ansicht aller.ebenen Trennwände eines anderen aus dem Mosaikmuster gemäß Fig. 1 zusammengesetzten Körpers,

Fig. 22 eine der Darstellung gemäß Fig. 8 ähnelnde perspektivische Ansicht der Außenhaut des Körpers gemäß Fig. 21,

Fig. 23 eine der Darstellung gemäß Fig. 9 ähnelnde auseinandergezogene Ansicht einer Eckzelle des Körpers gemäß Fig. 21,

10984 2/0337 "^lk'

Fig. 24 eine der Darstellung gemäß Pig. IO ähnelnde perspektivische Ansicht einer Eckzelle mit äquidomoidalen ' Flächen auf quadratischer Grundfläche für den Körper gemäß Fig. 21 und 22,

Fig. 25 einen Schnitt durch einen auf dem Mosaikmuster gemäß Fig. 6 aufgebauten Körper,

Fig. 26 eine der Darstellung gemäß Fig. 13 ähnelnde perspektivische Ansicht, bei welcher die Trennwände durch Zugstangen oder Rohre ersetzt sind,

Fig. 27 perspektivische Darstellungen verschiedener Arten der Verbindung der Verstrebungen untereinander,

Fig. 28 und 29 den Darstellungen gemäß Fig. 15 bzw. 16 ent* sprechende Schnitte durch einen anderen toroidalen Körper,

Fig. 30 einen der Darstellung gemäß Fig. 19 ähnelnden Schnitt durch einen anderen Körper, der auf dem Mosaikmuster gemäß Fig. 6 aufgebaut ist,

Fig. 31 eine perspektivische Ansicht eines Körpers, bei welchem die Trennwände durch Verstrebungen und Bögen ersetzt sind, und

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Fig. 32 eine Ansicht der Verstrebungen, der Bögen und der Außenhaut des Körpers gemäß Fig. 31.

In den Fig. 1-6 sind einige Mosaikmuster dargestellt, aus denen sich die erfindungsgemäßen vielzelligen Körper herstellen lassen. Das in Fig. 1 dargestellte Mosaikmuster setzt sich aus Quadraten 1 zusammen und "besitzt einen im wesentlichen rechteckigen Umriß, während das in Fig. 2 dargestellte Mosaikmuster auch Rechtecken 2 zusammengesetzt ist und einen im wesentlichen rechteckigen Umriß besitzt. Das Mosaikmuster gemäß Fig. 3 setzt sich aus Sechsecken 3 zusammen und besitzt im wesentlichen Sechseckform. Ersichtlicherweise stellt das Sechseck dasjenige Vieleck dar, welches die einfachsten Verschweißungen aufweist', weil jeweils nur drei Schweißnähte zusammenstoßen. Fig. b zeigt ein Mosaikmuster, das aus Quadraten 1, Sechsecken 3 und unregelmäßigen, in eine Umhüllende passenden Fünfecken k zusammengesetzt ist und eine der Raumform eines strichpunktiert eingezeichneten Schiffstanks mit geneigten Wänden angepaßte allgemeine Form besitzt; verschiedene, aufeinanderfolgene Querschnitte durch den Schiffsrumpf sind mit 5 und das Schiffsdeck sind mit 6 bezeichnet. Fig. 5

ein
zeigt aus einem von einem Ring von zwölf Trapezen 8 umgebenen regelmäßigen Zwölfeck zusammengesetztes Mosaikmuster, während Fig. ο ein Mosaikmuster zeigt, das in ähnlicher Weise aus einem von zwei Reihen von ineinander passenden Trapezen 8 bzw. 9

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umgebenen regelmäßigen Sechzehneck 11 zusammengesetzt ist und einen im wesentlichen kreisförmigen Umriß hat. Selbstverständlich können auch andere Mosaikmuster zur Erzeugung der erfindungsgemäßen Körper dienen, sofern sie abgeschlossen sind und sich aus in eine Umhüllende passenden Vielecken zusammensetzen.

Die erfindungsgemäßen Körperformen lassen sich aus den beschriebenen Mosaikmustern in der V/eise bilden, daß eine beliebige Anzahl von Scheiben nebeneinander angeordnet wird, die durch zwei parallel zueinander geführte senkrechte Schnitte entstanden sind, deren jeder das gleiche, identisch angeordnete llosaikmuster aufweist. Aus Gründen der Verständlichkeit wird auf eine Gesamtheit kubischer Vielflächner ABCDA¹B¹G¹D¹, wie

Bezug genommen sie in den Fig. 7 und 8 dargestellt sind; "Fig. 7 stellt die Gesamtheit der ebenen Wände (bzw. bei Bezugnahme auf den Schiffbau: Schotten) ohne Außenhaut und Fig. 8 die Außenhaut dar. Diese Figuren zeigen, daß die Außenhaut Kugelflächen 22 für : die an der Außenfläche der räumlichen Struktur angeordneten Vielflächner A₁B₁C₁D₁A ^B ^C ^D¹ ^, Kugelflächen 25 für die auf einer Kante angeordneten Vielflächner A₂B₂C₂DgA'₂B'₂C'2^D'ζ und Kugelflächen 27 für die an den Endpunkten der räumlichen Struktur angeordneten Vielflächner AoBoC-D^A'^B'-C'-D¹,, aufweist.

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Ersichtlicherweise besteht ein bedeutender Vorteil der Erfindung darin, daß jede Kugelfläche 25 oder 27 durch Zusammenbau nur zweier Typen von Elementen erhalten werden kann, nämlich zum einen aus Elementen, die gleich den Kugelflächen 22 der Außenflächen des Körpers sind, und zum anderen aus untereinander gleichen Kugelzweiecken. Pig. 9 zeigt eine auaeinandergezogene Darstellung einer Kugelfläche 27 gemäß Fig. 8. Ersichtlicherweise setzt sich die Kugelfläche 27 aus drei Kugelflächen 22», 22", 22 ^w, die einander und der Kugelfläche 22 gemäß Fig. 8 gleich sind , und aus drei identischen Kugelzweiecken 28·, 28", 28^m zusammen. Ebenso setzt sich die Kugelfläche 25 gemäß Fig. 8 aus zwei Kugelflächen 22· und 22" und einem Kugelzweieck 28· zusammen. Im Endergebnis können also die beiden kugelförmigen Oberflächenteile 25 und 27 durch geeignetes Zusammensetzen lediglich von Elementen der beiden Typen 22 und 28 erhalten werden. Überdies sind die Kugelflächen 22 und die Zweiecke 28 nicht sehr hoch und daher durch einfaches Tiefziehen leicht in Serie zu fertigen.

Wie eingangs ausgeführt, können die genannten kugelförmigen Oberflächenteile durch Flächen ersetzt werden, die Kugelflächen ähnlich, also aplexisch oder quasi-aplexisch sind. Unter diesen letzteren kann man sehr begrenzte Abschnitte aus einem Ellipsoid oder Paraboloid verstehen. Wie erwähnt, kann man als völlig aplexische Oberflächen solche mit konstanter mittlerer

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Krümmung verwenden, wie sie beispielsweise von einer auf einem festen Träger befestigten, einem Innendruck unterworfenen Seifenblase bekannt sind. Zu dieser Art der aplexischen Oberflächen gehören auch die Aquidomoiden (equidomoides), d.h., die Körperflächen, die mehreren aufrechten Kreiszylindern gleichen Durchmessers gemeinsam angehören und deren in einer Ebene liegende Achsen sich in einem Punkt schneiden. Fig. 10 zeigt ein regelmäßiges Äquidomoid mit aufeinander senkrecht stehenden Zylinderachsen; die Oberfläche dieses Körpers kann für eine Eckzelle den Kugelabschnitt gemäß Fig. 9 ersetzen. Die Schnittpunkte zwischen den einzelnen Bogenlinien, beispielsweise der Schnittpunkt der Bögen AG oder BD der Oberfläche 31» können in ihren Ebenen durch ein flaches Segment verstärkt werden, welches im übrigen mit einer inneren Struktur verbunden

die
ist. Ersichtlicherweise sind drei äquidomoidalen Flächen identisch und setzen sich jeweils aus vier identischen Kugelsektoren 32 zusammen, die im übrigen einfach gekrümmte Flächen sind und können daher durch einfaches Auswalzen hergestellt werden. Die Kanten-Zellen des. Körpers weisen jeweils zwei äquidomoidale Flächen 31 und die an einer Fläche des Körpers angeordneten Zellen weisen jeweils nur eine einzige äquidomoidale Fläche 31 der beschriebenen Form auf, welche die beschriebenen Vorteile besitzt. Es sei darauf hingewiesen, daß die Auswahl derartiger Oberflächen konstanter mittlerer Krümmung und äquidomoidaler Form es gestattet, beispielsweise in Fig. 7

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die Kreisbogenzweiecke wegzulassen, welche die Trennwände bzw. Schotten begrenz^jaa, indem man die räumlichen Flächen direkt an die geraden Schnittflächen der Zellkörper anpaßt, wie dies perspektivisch in der der Fig. 7 entsprechenden Fig. 11 dargestellt ist; die der Fig. ö entsprechende Fig. 12 zeigt perspektivisch die Außenhaut des entsprechenden Körpers.

Bei allen beschriebenen Oberflächen sind Aplexie (aplexisme) und die gleichförmige Verformung genau vorhanden: Die Stärken der Kugelflächen und der ebenen Trennwände bzw. Schotten sind jeweils proportional den Radien der reellen oder imaginären Kugeln bzvi. dem Abstand der Zentren der Kugeln, deren Überschneidung die ebene Trennwand ergeben; infolgedessen verforrat sich der Körper unter dem Einfluß eines inneren oder äußeren Drucks derart, daß sich alle seine Abmessungen um den gleichen Faktor ändern. Ein viesentlicher Vorteil eines derartigen Körpers besteht darin, daß er bei gleichem Volumen genau das gleiche Gewicht besitzt wie eine einzelne Kugel, jedoch weitaus geringere Wandstärken benötigt, sich also leichter in die gewünschte Form bringen läßt und eine allgemeine Form besitzt, die viel leichter in jedes verfügbare Kaliber einzupassen ist.

Ein weiterer bedeutender Vorteil dieser Körper besteht darin, daß das Vorhandensein ebener, transversaler, longitudinaler und horizontaler Trennwände bzw. Schotten ihr eine hohe Steifigkeit in allen Richtungen verleiht.

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Für gewisse Anwendungen empfiehlt es sich, alle oder einige Trennwände über die Außenhaut nach außen fortzusetzen, so daß sie als Stützelemente für den Körper und deren Inhalt dienen können, welche das Gesamtgewicht auf den Unterbau übertragen; eine derartige Anordnung wird später unter Bezugnahme auf die Fig. 2k und 25 noch genauer beschrieben. Diese Fortsätze können einen Behälter im überschwemmten Laderaum eines Schiffs halten oder ihn gegen die Schiffswände abstützen.

Ersichtlicherweise gestattet es auch die Verwendung der erfindungsgemäßen Kugelflächen, frei zugängliche Schnittlinien zwischen den einzelnen Kugelflächen zu erhalten, wodurch die Schweißarbeit beträchtlich erleichtert wird.

Gegebenenfalls kann ein Druckausgleich zwischen den in den einzelnen Teilkörpern herrschenden Drucken durch in den Trennwänden bzw. Schotten vorgesehene Öffnungen oder äußere Leitungen vorgenommen werden.

Die erfindungsgemäßen Körper sind besonders dafür geeignet, 4a*-ihre Trennwände bzw. Schotten durch Zugstangen oder Rohre

wie

und durch Bögen ganz oder teilweise zu ersetzen, dies beispielsweise aus der deutschen Patentschrift 1 103 168 bekannt ist.

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Gemäß Fig. 13 sind diese Zugstangen bzw. Rohre 33 vorzugsweise längs der Schnittlinien der Trennwände bzw. Schotten in das aplexische System eingebaut. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß großräumige Volumia geschaffen werden, die mit einer durchgehenden Innenverkleidung versehen werden können, andererseits ist aber das Gewicht derartiger Körper größer als dasjenige von Körpern bzw. Behältern mit Schotten, weil die Zugstangen nur in einer Richtung wirken, wogegen die Trennwände bzw. Schotten, bei gleichem Gewicht des Metalls, in zwei Richtungen wirken.

Erfindungsgemäß ist es auch möglich, ein System paralleler

Ebenen als ebene Trennwände bzw, Schotten und ein System von auf diesen Ebenen senkrecht stehenden Zugstangen vorzusehen, welche ihrerseits abnehmbar sein können, wodurch die Erfindung eine für Behälter kleiner Kapazität besonder geeignete Lösung darstellt.

Die Körper können auch so beschaffen sein, daß sie keine Ecken aufweisen. Beispielsweise ist in Fig. | ein Mosaikmuster dargestellt, das sich aus einem von einem Ring von zwölf Trapezen 8 umgebenen regulären Zwölfeck 7 zusammensetzt; die entsprechende räumliche Struktur ist im Schnitt in Fig. 14 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform weist jedes Ende des Körpers eine Abschlußkugel 37 von größerem Ki mmungsradius bzw. Durchmesser

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als derjenige der anderen Kugeln 38 auf. Erfindungsgemäß können die Mittelpunkte aller Kugeln in der dargestellten Weise in derselben Ebene liegen oder es können die Mittelpunkte der Kugeln 37 größeren Durchmessers außerhalb der Ebene der Mittelpunkte der Kugeln 38 kleineren Durchmessers liegen. In letzterem Fall bleiben die Schnittlinien der Kugeln untereinander ebene Kurven, aber die ebenen Trennwände bilden dann einen Vielflächner mit geneigten Flächen, wie dies noch näher beschrieben werden wird. Da der in Fig. lh dargestellte Körper keine Ecken aufweist, besitzt er nur an der Umfangsflache Kugelflächen 39 und an der Kante Kugelflächen 38, wobei die letzteren ebenfalls aus zwei Kugelschalen und einem Kugelzweieck zusammengesetzt werden können.

Anstelle von Scheiben von Vielfläehnern zwischen zwei senkrechten Schnitten in parallelen Ebenen können erfindungsgemäß auch Scheiben von Vielfläehnern zwischen je zwei sich im Endlichen schneidenden Ebenen verwendet werden. In diesem Fall v/erden die senkrechten Schnitte zu Axialschnitten durch eine allen Schnitten gemeinsame, im Endlichen liegende Achse, die Scheiben werden zu Keilen und das Ganze schließt sich zu einem Torus. Bekanntlich besitzt ein Torus keine aplexische Oberfläche; dennoch bleibt ein derart aus zusammengesetzten Kugeln ausgebildeter Torus aplexisch.

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In Pig. 15 ist ein axialer Teilschnitt und in Fig. 16 ist ein senkrechter Teilschnitt durch einen derartigen Torus dargestellt, wobei die im Unendlichen bzw. im Endlichen liegende Achse des Torus mit X-X bzw. X bezeichnet ist. Aus der Darstellung gemäß Fig. 15 ist ersichtlich, daß ein solcher Torus ausgehend von einem Mosaikmuster mit Hechtecken gemäß Fig. 2 erhalten wird. Bekanntlich ist beabsichtigt, Raumstationen in dynamischem Gleichgewicht auf einer Erdumlaufbahn zu bauen, welche als Stützpunkt und als Ausgangspunkt für Baumfahrzeuge gedacht sind. Diesen Stationen muß das Äquivalent eines eigenen Gravitations Zentrums gegeben werden, um den Zustand der Schwerelosigkeit zu verbessern, und man hat bereits den Bau von Torussen großen Durchmessers in Betracht gezogen, die sich um ihre Symmetrieachse drehen und so durch Zentripetalbeschleunigung ein Gravitationsfeld erzeugen. Unter Berücksichtung des enormen Energieverbrauchs, der erforderlich ist, um jede Tonne eines Baumschiffs auf seine Umlaufbahn zu bringen, ist es leicht einzusehen, wie wichtig es ist, am Baugewicht zu sparen. Nun ist die Wandstärke des vorgesehenen Torus durch die Notwendigkeit gegeben, einem gleichförmigen Innendruck von etwa einer Atmosphäre zu widerstehen. Gleichzeitig soll der allgemeine Widerstand gegen Verformung gut sein. Eine herkömmliche Berechnung ergibt für einen Torus von etwa 10 m Durchmesser eine Wandstärke von etwa 4 mm und ein Gewicht von etwa 1 t Je Meter Umfang. Dieser herkömmliche Torus jedoch

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wird keinerlei Widerstandsfähigkeit gegen Verformung haben, vielmehr muß er noch wesentlich verstärkt werden, wodurch sich sein Gewicht auf ein Mehrfaches, zumindest aber um einen Faktor zwei, vervielfacht, so daß man für einen Radius von 40 m ein Gesamtgewicht von etwa 480 t erhält. Demgegenüber hat ein aus Kugeln aufgebauter erfindungsgemäßer Torus gleicher Abmessungen einschließlich der Trennwände gewöhnlich nur 3/4 des theoretischen Gewichts des herkömmlichen Torus, also ein Gewicht von 180 t, also ein sehr viel geringeres Gewicht. Überdies sind in diesem Gewicht des erfindungsgemäßen Torus die beschriebenen Trennwände einbegriffen, welche ihm einen großen allgemeinen Widerstand gegen Verformung sichern. Der Vorteil der Erfindung ist daher bedeutend.

Nähert man die allen Schnitten gemeinsame Achse noch weiter dem Körper selbst, wird der Torus praktisch zu einer Kugel. In Fig. 17 ist ein Grundriß und in Fig. 18 ist ein senkrechter Axialschnitt durch eine derartige Kugel dargestellt. Dieser Körper weist einen von äußeren Zellen 44 umgebenen Vielflächner 43 mit ebenen Oberflächen auf. In Fig. 18 sind auf die schon erwähnte Weise einigeder Trennwände bei 45 über die Außenhaut hinaus verlängert, wo sie auf Pfeilern 46 des Unterbaus ruhen.

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Mit Hilfe einer solchen Kugel, deren Oberfläche aus vielen einzelnen Kugelflächen aufgebaut ist, lassen sich behälter im wesentlichen kugelförmiger Gestalt mit vie3re»-größeren Abmessungen bauen, als dies bisher möglich war. Mit den bisher bekannten Techniken ist die Größe des Durchmessers durch die Möglichkeiten der Formung und des Zusammenbaus der Bleche begrenzt, welche nicht zu dick sein dürfen» Demgegenüber hängt beim erfindungsgemäßen Kugelkörper die Blechstärke nur noch ausschließlich von den Abmessungen der EinzelMjerzellen ab, welche man beliebig klein wählen kann. Darüberhinaus weist der erfindungsgemäße Kugelkörper eine außerordentlich widerstandsfähige Innenversteifung aus ebenen Trennwänden bzw. Schotter auf, welche an der Aplexie und der Ausdehnung des Ganzen teilnimmt, und bleibt das Gesamtgewicht des Körpers einschließlich Außenhaut und Trennwänden gleich dem einer einfachen Kugel gleichen Volumens. Ersichtlicherweise gestattet diese Steifheit der Trennwände die Körperform unter ausgezeichneten Bedingungen aufrechtzuerhalten, ohne daß, wie beim Stand der Technik, gekrümmte Flächen verwendet zu werden brauchen.

Von den erfindungsgeraaßen Kugelkörpern können mehrere zu einem einzigen Körper vereint werden, indem die Kugeln beispielsweise derart angeordnet werden, daß je'zwei von Ihnen eine Innenfläche des Vielflächners gemeinsam haben. Fig. 19 und 20 zeigen eine derartige Korabination von vier Kugeln im Schnitt längs

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der durch die Kugelmittelpunkte verlaufenden Achse X-X bzw. in einem zu dieser Achse senkrechten Schnitt, wobei jede Einzelkugel ausgehend von einem Mosaikmuster gemäß Fig. 6 gebildet ist. In Fig. 19 sind Vielflächner mit geneigten . Flächen kQ und 4-9 zu erkennen. Ersichtlicherweise vermindert sich die Anzahl der inneren Längsschotten (bei gleichzeitiger Zunahme ihrer Stärke) was in gewissen Fällen Vorteile bietet. Der auf diese Weise gebildete Körper hat eine längliche Form, welche einem hohen gleichförmigen AuSendruck zu widerstehen vermag, in allen Richtungen gut versteift ist und beispielsweise einen sehr Widerstandsfähigen und leichten Schiffsrumpf für tief tauchende Unterseeboote bildet, deren falscher bzw. äußerer Rumpf bei 50 angedeutet ist. Dieser Körper ist unter der Wirkung eines gleichförmigen AuSendrucks völlig aplexisch, was für diese Konstruktionsart einen beträchtlichen Vorteil darstellt. Ein anderer nicht zu vernachlässigender Vorteil liegt darin, daß diese Bauweise die Berechnungen des Widerstands sowohl gegen Druck als auch ^egen Knickung erheblich erleichtert. Die ebenen Trennwände bzw. Schotten ergeben sich aus der Schnittlinie der äuSeren Kugeln mit den zentralen Kugeln. Der Widerstand des Ganzen gegen· Knickung läßt sich durch Einteilung in Zellen (caissonnage) begünstigen, indem alle Schnittflächen als Trennwände bzw. Schotten ausgebildet werden. Wenn andererseits die großen Trennwände bzw. Schotten, welche dia inneren Vielflächner voneinander trennen, nicht stark genug

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sind, um einer Knickung zu widerstehen, kann man sie verstärken, ohne ihr Gewicht zu erhöhen, indem man sie als Doppelwände halber Stärke ausbildet, beispielsweise in Form einer viel-

ig
flächen Linse 51·

Weiterhin lassen sich Körper mit den Merkmalen der Erfindung dadurch herstellen, daß jeweils einen Vielflächner einschließende Kugeln gemäß vorstehend beschriebener Ausführungsform aufgeschnittenen und die so erfindungsgemäß erhaltenen getrennten Halbkugeln durch Zwiscnenkörper miteinander vereinigt werden, die entweder Teile von Kreiszylindern, deren BaaLsflachen die Äquitorialkreise der Kugeln an denjenigen Stellen darstellen, an denen sie tangential aneinander anschließen, oder Prismen sind, welche in der Verlängerung an diejenigen Vielflächner-Flächen anschließen, die zur Schnittebene senkrecht stehen. Hierbei bleiben die Endflächen im Vergleich zu den bisher beschriebenen Körper gemäß Fig. 7 und 8 unverändert, oder die Seitenflächen werden durch die genannten Zylinder ersetzt; außerdem bleiben die Längswände unverändert, während die Querwände verschwinden. Ein derartiger Körper ist in den Fig. 21 und 22 entsprechend den Fig. 7 und 8 dargestellt.

Selbstverständlich weist ein solcher Körper dieselben Vorteile wie ein aus nur zwei Kugelfläehenelenienten 22 und 28 aufgebauter Körper auf. Fig. 23 stellt, ähnlich wie Fig. 9 eine auseinander-

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gezogene Darstellung einer der Kugelfläche entsprechend der Fläche 65 in Pig. 22 dar. Die Fläche 65 setzt sich aus einer der Kugelfläche 22 gemäß Fig. 9 entsprechenden gewölbten Fläche 22", zwei jeweils der Hälfte der Kugelfläche 22 entsprechenden gewölbten Flächen 67 und 67', zwei dem Kugelzweieck 28 gemäß Fig. 9 entsprechenden Zweiecken 28' und 28" und einem dem halben Kugelzweieck 28 entsprechenden halben Zweieck 68 zusammen. In gleicher Weise setzt sich die Kugelfläche 61 in Fig. 22 aus einer der Kugelfläche 22 entsprechenden gewölbten Fläche 22', einer der Hälfte der Kugelfläche 22 entsprechenden gewölbten Fläche 67* und einem den Kugelzweieck 28 entsprechenden Zweieck 28' zusammen.

Die Stärken der Kugeln, Zylinder und ebenen Trennwände müssen den halben Kugelradien, den Radien der Zylinder bzw. dem Abstand der Achsen der Zylinder proportional sein, deren Schnittflächen durch die ebenen Trennwände gebildet werden. Infolgedessen besitzen die Kugelflächen die halbe Stärke der Zylinder, an die sie sich längs eines Äquatorbogens anschließen.

Ersichtlicherweise ist infolge des Aplexismus des Ganzen und unter Berücksichtigung des Dicken-Gesetzes das Gesamtgewicht des Körpers genau gleich demjenigen eines einzigen Zylinders gleichen Volumens bei gleichem Druck und mit dem gleichen Verhältnis zwischen dem Durchmesser der sphärischen Teile und der

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Länge der zylindrischen Teile. Im Vergleich zur Kugel hat der Zylinder ein um 33$ höheres Gewicht, wenn das genannte Verhältnis Null ist; hat dagegen das Verhältnis den gängigen V/ert 5» so liegt die Gewichtserhöhung in der Größenordnung von 30 bis 40$, je nach dem, ob man den Kugelflachen die theoretische Stärke oder die doppelte theoretische Stärke gibt. Die erfindungsgemäßen Körper weisen, wenn ihre Außenhaut ausschließlich aus Kugelflächen aufgebaut ist, drei Sätze von Trennwänden auf; besteht dagegen die Außenhaut teilweise aus Zylinderflächen, so besitzt der Körper zwei Sätze von Trennwänden bzw. Schotten, die doch doppelt so stark sein müssen wie im vorher genannten Pail. Insgesamt verhalten sich die effektiven Gewichte etwa wie 3 zu 4. Wie bei den eingangs beschriebenen Ausführungsformen können auch hier die Kugelflachen durch Teile zweifach gekrümmter Oberflächen oder andere der Kugel analoge Flächen ersetzt werden. Fig. 24, v/eiche eine Eckzelle mit Äquidomoiden rechteckiger Grundfläche zeigt, entspricht sowohl Fig. 10 als auch Fig. 23 mit den gleichen Erläuterungen und schon beschriebenen Vorteilen.

Auch hier können die Kugeln ungleich sein, wie in Fig. 25 dargestellt ist, die ebenso der Fig. 6 entspricht, wie die schon beschriebene Fig. 14 der Fig. 5. Selbstverständlich treffen die unter Bezugnahme auf diese Figuren gemachten Bemerkungen auch hier zu. Ebenso wie bei den früher beschriebenen

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Ausführungsformen können die ebenen Trennwände bzw. Schotten ganz oder teilweise durch Zugstangen bzw. Bohre 33 und Bögen ersetzt werden, wie in Fig. 26 dargestellt ist. Diese Organe haben den gleichen Querschnitt wie die durch sie ersetzten Trennwände und erstrecken sich längs der Schnittlinien der Trennwände untereinander und mit den gekrümmten Flächen. Die einander gegenüberliegenden seitlichen Schnittlinien der Zylin-

zug
der werden durch a Querstangen miteinander verbunden.

ein Auf diese Weise bildet das Ganze ein System, das wie rohrförmiges Baugerüst aussieht, wobei jedoch die ProfilstückeaLer Rohre auf Zug beansprucht werden. Die Fig. 27 zeigt verschiedene Möglichkeiten für den Schnitt der Zugstangen.

Ähnlich wie bei den früher beschriebenen Ausführungsformen können mehrere Anordnungen erfindungsgemäSer Körper miteinander kombiniert werden. Beispielsweise ist in den Fig. 28 und 29 ein aus einer Anzahl einzelner Torusse zusammengesetzter Torus dargestellt, der auf dem gleichen Mosaikmuster aufgebaut ist wie der Torus gemäß Fig. 15 und 16; die Verwendung richtiger Torusse hat zur Folge, daß der Aplexismus nur angenähert ist. Als weiteres Beispiel zeigt Fig.-30 die Kombination einer in zwei Halbkugeln aufgeteilten Kugel, wobei die beiden Halbkugeln durch einen vielfachen Zylinder miteinander verbunden sind. Ebenso wie der in Fig. 19 dargestellte Körper ist auch dieser Körper auf dem Mosaikmuster gemäß Fig. ό aufgebaut. Die zu

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Fig. 19 gegebenen Erläuterungen treffen wegen der Ähnlichkeit der beiden Körper auch auf die Ausführungsform gemäß Fig. 30 zu.

Ersichtlicherweise können die erfindungsgemäßen Körper in allen Stellungen angeordnet werden, wobei die Schnittlinien der ebenen Trennwände beispielsweise senkrecht oder waagerecht verlaufen können. Bei Verwendung der Körper als Behälter bzw. Tanks eignet sich die senkrechte Lage dieser Schnittlinien besonders gut dazu, das Gewicht des Behälters und seines Inhalts auf den Unterbau zu übertragen.

Selbstverständlich muS der Druck in den einzelnen Zellen gleich gehalten werden, beispielsweise durch öffnungen in den Trennwänden oder durch äußere Leitungen. Bei Körpern mit drei Systemen aufeinander senkrecht stehender Trennwände können den Öffnungen erfindungsgemäß vom Behälteräußeren zum Behälterinneren abnehmende Querschnitte gegeben werden, so daß bei einem durch einen Unfall verursachten Austritt des Behälterinhalts der Druckabfall progressiv erfolgt und seinen explosiven Charakter verliert. Dies bildet einen zusätzlichen Vorteil der Erfindung.

Die erfindungsgemäßen Körper können aus Metall, wie Stahl oder Leichtmetall, aus (evtl. plastischem) Kunststoff, der gegebenen

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falls aus armiertem oder geschichtetem Material bestehen kann, aus armiertem Beton oder aus einem undruchlässigen Stoff oder Gewebe hergestellt sein. Im letzteren Fall ermöglicht die Erfindung den Bau von Kapazitäten hoher Abmessungen aus dem gleichen Gewebe; die inneren Verbindungen können aus Zugstangen gebildet werden, die aus Kabeln aus Textilmaterial bestehen.

Der Zusammenbau der ebenen Trennwände untereinander und mit der Außenhaut kann auf beliebige Weise erfolgen, beispielsweise im Fall von Metall oder Kunststoff durch Schweißen, oder durch andere auf dem Gebiet der Metallverarbeitung bekannte Verfahren. Beispielsweise können Mannlöcher in den ebenen Trennwänden bzw. Schotten vorgesehen sein, welche den Zugang zu den Einzelzellen ermöglichen. Sind die Zellen zu klein, um einen Mann aufzunehmen, so wird das System gemäß bekannten Verfahren der Metallverarbeitung auseinandernehmbar ausgeführt, beispielsweise durch Verschraubung mit vollen Löchern (Boulonnage a pleins trous). Für die Kugelflächen der Außenhaut, die dicht sein müssen,, kann man die bekannten Prinzipien des Autoklavenbaus anwenden. Selbstverständlich kann die Außenhaut eines in Kon-

und/oder einem Inhalt takt mit einer umgebenden Atmosphäre/4ioher oder niederer Temperatur stehender erfindungsgemäßer Körper, beispielsweise ein als Flüssiggasbehälter verwendeter Körper, außen oder innen mit einer wärmeabäämmenden Schicht verkleidet sein kann. Ersetzt man die ebenen Trennwände durch Rohre, so kann man den

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ganzen körper der Einwirkung dieser höheren oder niedrigeren Temperatur dadurch entziehen, daß man die Isolation zwischen dem Körper und dem thermisch agressiven Inhalt anordnet.

Die erfindungsgemäßen Körper vermögen sowohl Innen- als auch Außendrucken standzuhalten. Der Bereich der Verformung bleibt der gleiche, wenn auch in verschiedener Sichtung. Selbstverständlich muß man Sorge tragen, daß keine Knickung auftritt. Dies ermöglicht die Verwendung auch in großen Meerestiefen, wie dies im Zusammenhang mit der Beschreibung der Pig. 19, 20 und 30 erwähnt wurde.

In dem Spezialfall, daß bei niedrigem Druck und bei sehr tiefer Temperatur verflüssigte Gase, wie Methan oder Äthylen, transportiert oder gelagert werden sollen, muß der Behälter erstens einen inneren Dampfdruck auszuhalten vermögen, der in diesem Fall meistens jedoch nicht sehr hoch ist, zweitens einen inneren Unterdruck von 80$ auszuhalten vermögen, um ein möglichst vollständiges Austrocknen zu ermöglichen, und drittens Kontraktionen und Ausdehnungen auszuhalten vermögen, die aufgrund von Temperaturunterschieden zwischen verschiedenen Teilen des Behälters besonders bei der Abkühlung auftreten können.

Für viele Zwecke ist besonders der Behältertyp mit einer Viel-

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zahl von. Zellen geeignet, dessen Trennwände durch Verstrebungen, fiohre und Bögen ersetzt sind, denn für niedere Drucke.

Struktur sind die Trennwände aufweisende^* dünn, um geschweißt werden zu können und um andererseits dem Unterdruck hinreichend zu widerstehen. Wenn, dagegen das Metall an den Schnittlinien der ebenen Trennwände und der Kugelflächen zusammengefaßt wird, ergibt sich eine dicke Armierung, die sich leicht schweißen läßt und der man eine beträchtliche transversale Steifigkeit verleihen kann, welche die Widerstandsfähigkeit gegen Unterdruck günstig beeinflußt.

Diese Körper sind gemäß Pig. 31 und 32 aus Verstrebungen 71 und dicken Bögen 72 zusammengesetzt, die von einer Außenhaut umgeben sind. Für die Verstrebungen 71 kann man ein Kreuz-Profil verwenden, dessen Gesamtquerschnitt gleich dem der ersetzten Trennwände ist; die Flügel dieses Profils 71 setzen sich als Bögen 72 fort, welche die Kugelflächen 73 tragen. Diese Form des Profils soll jedoch kei' 3 Z '.nschränkung der Erfindung darstellen. Fu.g* 27 zeigt als Beispiele Verstrebungen mit rechteckigem oder zylindrischem Querschnitt und wie diese Elemente miteinander verschweißt sind. Auch können sie bei 7^ verschraubt oder vernietet sein. Ersichtlicherweise ist das Gewicht des Innenaufbaus eines solchen Körpers etwa doppelt so groß wie das eines mit Trennwänden versehenen Körpers, da die Verstrebungen das Metall nur in einer Richtung arbeiten lassen. In diesem

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Falle bleibt jedoch das dem Arbeitsdruck proportionale Gewicht deshalb erträglich, weil dieser Druck gering ist. Demgegenüber ist der Gewinn an Steifheit bemerkenswert und ermöglicht es, die aufgrund des Unterdrucks auf die Kugelflächen wirkenden Kräfte auf die Bögen und Verstrebungen zu übertragen. Es genügt, wenn man einerseits überprüft, ob diese Elemente nicht knicken, und andererseits, ob ihr Kompressionsverhältnis nicht die zulässige Grenze überschreitet. Die Zusammenfassung des Metalls in den Verstrebungen und Bögen ermöglicht es, dieser zi*eifachen Bedingung zu genügen.

Die Trennwände bzw. Schotten der Behälter können dann durch gerade innere Verstrebungen und durch die Außenhaut unterstützende Bögen ersetzt werden, wenn diese Behälterflächen Zylinder- und Kugelflächen aufweisen, wie dies in Fig. 26 dargestellt ist, deren Gegenstand äußerlich die in Fig. 22 dargestellte Form besitzt. Die geraden inneren Verstrebungen sind genau diejenigen, die für ein System mit Kugelflächen beschrieben wurden; das gleiche gilt für die Bögen, die auf den Flächen liegen, welche Kugeln aufweisen. Demgegenüber müssen die Schnittlinien der äußeren Zylinder untereinander durch Längsträger gebildet sein, auf welche einerseits die Belastung der Außenwände und andererseits die Belastung der inneren Querverstrebungen einwirkt. Diese Maßnahme hat aber den Vorteil, genau die Anordnung und die Abmessungen des inneren Systems

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der gekreuzten Verstrebungen zu bestimmen. Die Längsträger müssen derart ausgelegt sein, daß sie sich zwischen zwei Verstrebungen unter der Wirkung des Über- oder Unterdruckes nicht verbiegen.

Die erfindungsgemäßen Körper haben zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten, zu denen u.a. die Verwendung als Behälter bzw. Tanks, insbesondere als an der Erdoberfläche ortsfeste Tanks für die Lagerung von Flüssigkeiten, als Tanks auf Fahrzeugen, Schiffen, Flugzeugen, und insbesondere als Tanks für Flüssiggas transportierende Schiffe, als Außenhaut von Ballons, als Tanks für Raketen in und außerhalb der Atmosphäre, als im Heer lagernde Tanks, beispielsweise für die Lagerung von Kohlenwasserstoffen, als Schiffsrümpfe, insbesondere für tiefgehende Unterseeboote, oder als Baumfahrzeuge wie die schon beschriebenen Torusse zählen, behälter zur Aufnahme von Flüssigkeiten sehr niederer Temperatur sollten zweckmäßigerweise aus Nickelstahl, aus einer Aluminiumlegierung oder einem armierten Kunststoff bestehen, während man für Behälter zur Aufnahme von Flüssigkeiten von Normaltemperatur in der Regel Stahl, oft hochelastischen Stahl, Leichtmetalle, Spannbeton, gewisse widerstandsfähige und dichte Gewebe, usw. verwendet.

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Claims

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Patentansprüche

1. Aus einer Vielzahl von Einzelzellen aufgebauter, unter einem gleichförmigen Druck aplexischer oder quasi-aplexiseher Körper, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einer Mehrzahl nebeneinander angeordneter Scheiben von Vielflächnern besteht, von denen jede durch zwei senkrechte Schnitte gebildet ist, die ihrerseits vollkommene Mosaikmuster von in eine Umhüllende passenden Vielecken darstellen, wobei die Vielflächner jeder Scheibe in Kugeln passen und in jedem senkrechten Schnitt die genannten Vielecke als ebene Flächen haben, daß die freien Flächen der Vielflächner Flächen konstanter mittlerer Krümmung sind, und daß der Körper durch ebene innere Trennwände bzw. Schotten, welche auf den ebenen Flächen der Vielflächner liegen, und durch eine Außenhaut gebildet ist, welche alle gekrümmten Flächen umfaßt,

2. Körper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke der ebenen Trennwände bzw. Schotten proportional dem halben Abstand der Mittelpunkte der den Körper festlegenden Kugeln ist und daß die Dicke der gekrümmten Flächen im gleichen Verhältnis proportional dem Kehrwert der mittleren Krümmung der betrachteten Fläche ist.

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3. Körper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die senkrechten Schnitte in einer im Endlichen liegenden Achse schneiden.

•k, Körper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Scheibe in zwei halbkugelförmige Halb-Scheiben aufgetrennt ist, die durch Teile von "-reiszylindern, Vielehe sich tangential an die Kugeln anschließen, deren äquatoriale Großkreise sie als Basis besitzen, und welche die seitliche Außenhaut des Körpers bilden, sowie durch Prismen untereinander verbunden sind, welche die senkrecht zur Schnittebene liegenden ebenen Flächen der Vielflächner fortsetzen.

5. Körper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächen konstanter mittlerer Krümmung Teile der die Vielflächner umschreibenden Kugeln sind.

6. Körper nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile von Kugeln durch den Zusammenbau von nur zwei Typen von Flächenelementen, nämlich Kugelvierecken und Kugelzweiecken, aufgebaut sind.

7. Körper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß diese Flächen konstanter mittlerer Krümmung Teile von Ä'quidomoiden sind.

109842/0337 ~³⁹~

8. Körper nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Teile von /iquidomoiden allein durch Zusammenbau von äquidomoidalen Zweiecken gebildet wird.

9. Körper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

daß die ebenen Trennwände bzw. Schotten zumindest teilweise durch Zugstangen ersetzt sind, welche vorzugsweise längs der Schnittlinien der Trennwände bzw. Schotten angeordnet sind.

10. Körper nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß Bögen in den Schnittlinien der gekrümmten Flächen angeordnet sind.

11. Körper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ebenen Trennwände bzw. Schotten über die Außenhaut hinaus verlängert sind.

12. Körper nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Zugstangen über die Außenhaut hinaus verlängert sind.

13. Körper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere nach den Ansprüchen 1 oder 2 gebaute Körper miteinander kombiniert sind, die eine ebene Fläche eines der Vielflächner gemeinsam haben.

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Ik-. Körper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ebenen Trennwände bzw. Schotten Öffnungen aufweisen, deren Durchmesser vom Äußeren zum Inneren Körpers

abnimmt.

15. Körper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Mosaikmuster Vielecke aufweist, die sich aus der Überschneidung dreier Umfange ergeben und deren Ecken auf diesen Umfangen liegen, mit Ausnahme einer gemeinsamen Ecke, die im Hauptzentrum der drei Umfange liegt.

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Le e rs e i t e