DE1937461C

DE1937461C - Inflatable element that curves during inflation

Info

Publication number: DE1937461C
Authority: DE
Inventors: Eugene Ducrocq Clermont Ferrand Roger (Frankreich)
Original assignee: Pneumatiques Caoutchouc Manufacture et Plastiques Kleber Colombes, S A, Colombes (Frankreich)

Description

Die Erfindung betrifft ein aufblasbares, sich währenu des Auf'olasens krümmendes Element, bestehend aus mindestens zwei verschiedene Dehnungscharakteristiken aufweisenden, elastischen Teilen. Derartige Elemente können zur Bildung von Bogenbindern oder durch Nebeneinandersetzen zur Herstellung vollständiger Bauten verwendet werden. Sie. eignen sich beispielsweise für Bauten, die wie Zelte leicht transportiert, aufgebaut und abgebaut werden können müssen.The invention relates to an inflatable, self-contained des Auf'olasens curving element, consisting made of at least two different elongation characteristics exhibiting elastic parts. Such Elements can be used to form arch binders or by juxtaposing to manufacture of complete constructions. She. are suitable, for example, for structures that are light, like tents must be able to be transported, assembled and dismantled.

Es sind aus der USA.-Patentschrift 3 332 177 Elemente dieser Art bekannt, die aus Folien verschiedener Stärke aus thermoplastischem Material bestehen und keine Bewehrungen besitzen. In Ermangelung ausreichende mechanischer Festigkeit können derartige EIemente jedoch nur zur Herstellung leichter Bauten geringer Abmessungen verwendet werden und halten nur geringe Blasdrücke aus, welche ihnen jedoch keine ausreichende Steifigkeit verleihen. Da die elastische Ausdehnung von Thermoplasten gering ist, ao erfahren diese Elemente ferner beim Aufblasen im allgemeinen eine unerwünschte bleibende Dehnung. Da es außerdem nicht möglich ist, Folien mit zu unterschiedlichen Starken zu kombinieren, können manche Formen, beispielsweise Formen mit geringem as Krümmungsradius, nicht hergestellt werden.They are from U.S. Patent 3,332,177 elements known of this type, which consist of films of various thicknesses made of thermoplastic material and have no reinforcements. In the absence of sufficient mechanical strength, such elements can however, they can only be used and maintained for the production of lightweight structures with small dimensions only low blowing pressures, which, however, do not give them sufficient rigidity. Because the elastic The expansion of thermoplastics is low, these elements also experience when they are inflated generally an undesirable permanent elongation. Since it is also not possible to use transparencies Combining different strengths can be some forms, for example forms with a low as Radius of curvature, cannot be produced.

Ferner werden in der USA.-Patentschrift 2 743510 Elemente beschrieben, die aus zwei Teilen aus gummiertem Gewebe mit gekreuzt .1 Fäden bestehen, wobei das Gewebe des einen Teils andere Dehnungs-Charakteristiken als das des ändert , Teils besitzt. Das Gewebe besieht aus einem Polyamid, in dem einen Teil wird dieses Polyamid so behandelt, daß es sich nicht mehr oder nur gering ausdehnt, während es in dem anderen Teil nicht behandelt wird. Bei derartigen Elementen hängt der Unterschied der Dehnungseigenschaften ausschließlich davon ab, ob das Polyamid behandelt oder nicht behandelt wurde. Um (¹Ie Elemente krümmen zu können, müssen sie infolgedessen mit einem hohen Druck aufgeblasen werden, was die Verwendung schwerer Gewebe erfordert. Außerdem ist dieser Unterschied in üen Dehnungscharakteristiken stets derselbe, so daß alle Elemente mit einem bestimmten Durchmesser und bei einem bestimmten Aufblasdruck notwendigerweise denselben Krümmungsradius erhalten. Es können somit nicht Bauten beliebiger Formen hergestellt werden. Ferner wird die Dehnung eines Gewebes mit gekreuzten Fäden nicht nur durch die Ausdehnung der Fäden, sondern auch durch die unter der Krafteinwirkung sich zusammendrückenden Wellungen der sich kreuzenden Fäden hervorgerufen. Da diese Gewebe einfach nur gummict sind und somit keine Gummischicht die Kettfäden von den Schußfäden trennt, ist kein elastisches Element vorhanden, welches die Fäden dazu zwingt, wieder in ihre Ausgangsstellung zurückzukehren. Dies wirkt sich in einer bleibenden Verformung der Elemente aus, die um so größer ist, als das nicht behandelte Polyamid ein fließendes Material ist, d. h. ein Material, dessen Ausdehnung nicht elastisch, sondern bleibend ist. Furthermore, in US Pat. No. 2,743,510 elements are described which consist of two parts made of rubberized fabric with crossed .1 threads, the fabric of one part having different elongation characteristics than that of the changing part. The fabric consists of a polyamide, in one part this polyamide is treated in such a way that it no longer or only slightly expands, while it is not treated in the other part. In such elements, the difference in elongation properties depends solely on whether the polyamide has been treated or not. To be able to ⁽¹ Ie curve elements, they must consequently be inflated with a high pressure, which requires the use of heavier fabric. Moreover, this difference is always the same in ueen elongation characteristics so that all the elements of a particular diameter and for a given inflation pressure necessarily Structures of any shape cannot be produced. Furthermore, the stretching of a fabric with crossed threads is not only caused by the expansion of the threads, but also by the corrugations of the crossing threads compressing under the action of force are simply rubberized and thus no rubber layer separates the warp threads from the weft threads, there is no elastic element which forces the threads to return to their original position. This results in a permanent deformation of the elements, which is all the greater than that not treated polyamide is a flowing material, ie a material whose expansion is not elastic, but permanent.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein aus zwei Teilen mit verschiedenen Dehnungscharakteristiken bestehendes Element zu schaden, das die Nachteile bekannter Elemente nicht aufweist, vielmehr so aus- 6s gebildet ist, daß es ohne bleibende Verformung und ohne Verminderung der Steifigkeit einen beliebigen Krümmungsradius erhalten kann.The object of the invention is to provide one of two parts with different elongation characteristics To damage an existing element that does not have the disadvantages of known elements, but rather so from is formed that there is any one without permanent deformation and without a reduction in rigidity Can get radius of curvature.

Erfindungsgemüü wird dies dadurch erreicht, daß die elastischen Teile mit mindestens zwei von zueinander parallelen Fäden gebildeten, überemandergelegten und bezüglich der Längsrichtung symmetrisch gekreuzten Bahnen bewehrt sind, wobei die Bahnen des einen Teils in einem anderen Winkel zur Längsrichtung als die Bahnen des anderen Teils angeordnet sind.In accordance with the invention this is achieved in that the elastic parts with at least two overlapping threads formed by mutually parallel threads and with respect to the longitudinal direction symmetrically crossed tracks are reinforced, wherein the Paths of one part are arranged at a different angle to the longitudinal direction than the paths of the other part are.

Während die elastischen Teile au« Gummi bestehen können, bestehen die gekreuzten Bahnen aus »Korde-Geweben. Unter »Kord«-Gewebe wird ein Körper verstanden, der aus zueinander parallelen, in ein elastisches Material eingebetteten Elementen, wie Drähten, Seilen oder Litzen, besieht. Derartige Gewebe sind in der Gummindustrie bekannt. Die Drähte Seile oder Litzen können aus natürlicher, künstlicher oder synthetischer Textüfaser, aus Glas oder Metall bestehen.While the elastic parts can be made of rubber, the crossed tracks are made of “Cord fabrics. “Cord” is understood to mean a body made up of parallel, in an elastic material embedded elements, such as Wires, ropes or strands. Such fabrics are known in the rubber industry. the Wires Ropes or strands can be made from natural, artificial or synthetic textile fibers, from glass or metal.

In einem Teil des aufblasbaren Elements ist ein Kordgewebe so angeordnet, daß seine Bewehrungselemente mit der Längsrichtung einen Winkel bilden Auf dieses ist ein zweites Kordgewebe so gelegt, daß es mit der Längsrichtung einen gleichen, aber negativen Winkel bildet. In dem anderen Teil des aufblas baren Elementes sind zwei Bahnen aus Kordgewebe auf dieselbe Weise angeordnet, wobei sie jedoch mit der Längsrichtung einen vom ersten Winkel abweichenden Winkel bilden. Auf diese Weist werden in jedem der Teile Rauten gebildet, deren Diagonalen zur Längsrichtung parallel bzw. senkrecht sind Diese in ein elastisches Material eingebetteten Rauten sind verformbar, wenn eine Kraft auf sie einwirkt, und gelangen wietler in ihre Ausgangsform, wenn die Krafteinwirkung aufhört.In a part of the inflatable element, a cord fabric is arranged so that its reinforcing elements form an angle with the longitudinal direction A second cord fabric is placed on top of this in such a way that it is the same, but negative, with the longitudinal direction Angle forms. In the other part of the inflatable element there are two lengths of cord fabric arranged in the same way, but with the longitudinal direction at an angle deviating from the first angle Make angles. In this way, diamonds are formed in each of the parts, their diagonals These diamonds are embedded in an elastic material, parallel or perpendicular to the longitudinal direction are deformable when a force acts on them and return to their original shape when the Force stops.

Durch Unterdrucksetzen wird eine unterschiedliche Änderung der Län^e jedes Teils des aufblasbaren Elementes bewirkt, was eine Krümmung des Elementes zur Folge hut. Unter gleichen Umständen hängt die Längenänderung jedes der Teile von den unterschiedlichen Winkeln und der Krümmungsradius des infolge des Aufblasens gewölbten Elements von dem Unterschied zwischen den Winkeln ab.Pressurizing causes a different change in the length of each part of the inflatable Element causes what a curvature of the element hat result. Under the same circumstances the change in length of each of the parts depends on the different angles and the radius of curvature of the member bulged due to inflation depends on the difference between the angles.

Bekanntlich entspricht die theoretische Gleichgewichtsstellung bei wendelförmig gerollten Bewehrungselementen in einem aufgeblasenen Rohr einem Winkel von 54 44' mit der Längsrichtung. Es ist deshalb zweckmäßig, den ersten Winkel kleiner als 55^r und den zweiten Winkel größer als 55° zu wählen, so daß ein Teil des aufblasbaren Elements sich ausdehnt und der andere sich verkürzt.As is well known, the theoretical equilibrium position for helically rolled reinforcement elements in an inflated tube corresponds to an angle of 54-44 'with the longitudinal direction. It is therefore advisable to choose the first angle smaller than 55 ^r and the second angle larger than 55 °, so that one part of the inflatable element expands and the other part shortens.

In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigtIn the drawing, the invention is based on Embodiments explained. It shows

F i g. 1 einen Querschnitt durch die beiden Teile eines erfindungsgemäß ausgebildeten aufblasbaren Elementes vor deren Verbindung,F i g. 1 shows a cross section through the two parts of an inflatable designed according to the invention Element before their connection,

F i g. 2 die schematische Draufsicht auf die Bewehrung der beiden Teile,F i g. 2 the schematic top view of the reinforcement of the two parts,

F i g. 3 und 4 Schnitte, die die gegenseitige Befestigung der beiden Teile des Elementes veranschaulichen, F i g. 3 and 4 cuts showing the mutual attachment illustrate the two parts of the element,

Fig. 5 eine Seitenansicht eines aufgeblasenen Elementes,5 is a side view of an inflated element;

Fig. 6 einen Schnitt durch ein aus zwei Teilen gemäß der F i g. 1 bestehendes, auf andere Weise zusammengesetztes Element,6 shows a section through one of two parts according to FIG. 1 existing, assembled in a different way Element,

Fig. 7 eine Einzelheit eines aus auf andere Weise zusammengesetzten Teilen bestehenden Elementes im Schnitt und7 shows a detail of an element made up of parts assembled in a different way in cut and

F i μ. H eine Seitenansicht des in F i g. 6 dargestellten Elementes.F i μ. H is a side view of the in F i g. 6 shown element.

Pie Teile A und Ii (Fig. I) bestehen aus Gummifolien, deren jede mit zwei Bahnen Xa und 2b bzw. 1/) iiiul 2b aus Kordgewebe bewehrt ist. Jede Bahn besieht aus zueinander parallelen Fäden 3, die in ein elastisches Material eingebettet sind; in F i g. 2 sind [lie Fäden 3 der Bahnen Xa und la bzw. Ib und 2b mil dun Bezugszahlen 3la und 32a bzw. 31b und 32/> bezeichnet.Pie parts A and Ii (Fig. I) consist of rubber sheets, each of which is reinforced with two strips Xa and 2b or 1 /) iiiul 2b made of cord fabric. Each web consists of threads 3 parallel to one another and embedded in an elastic material; in Fig. 2, threads 3 of the webs Xa and la or Ib and 2b are denoted by reference numerals 3la and 32a or 31b and 32 />.

li: dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiil sind die Kordgewebe des Teils A in einem Winkel von 35" und die des Teils B in einem Winkel von ,mgeordnet. Die Fäden 31 ο bilden also mit der Längsrichtung L₁-L₂ einen Winkel α von 35° und die 15 Füllen 32a einen Winkel — a von -35' . Die Fäden 31/·/ und 32b bilden mit der Längsrichtung L₁-L., Winkel b und -b von 75° bzw. -75' Unter der Einwirkung von B« »«""8«' ' ken sich die Spannungen im f ^^ie"^U stimmte Stellen, was an den Stellen e ^li: In the exemplary embodiment shown in FIG. 2, the cord fabrics of part A are arranged at an angle of 35 "and those of part B at an angle of. The threads 31 o thus form an angle α _{with the longitudinal direction L 1} -L ₂ of 35 ° and the 15 fillings 32a an angle - a of -35 '. The threads 31 / · / and 32b form with the longitudinal direction L ₁ -L., angles b and -b of 75 ° and -75' below the Under the action of B «» «""8«'' the stresses in the f ^ ^ie " ^{U are} correct, which is the case in the places e ^

Spannungen zu Verformungen fuhren kann.Man . r zielt deshalb bessere Ergebnisse, wen. man duStresses can lead to deformations. Man . r therefore aims better results, whom. You

Spannungen zu Verformungn
zielt deshalb bessere Ergebnisse, wen. man du Querschnitt der Elemente in diesen /.onen ve ^ßr B^ße7^leinem gegebenen elastischen Material häng, der Krümmungsfadius von den Winkeln in welchen die Bewehrungselement« der Te₁Ie A und *»"£"£_ net sind, und von dem Druck im ™^c™ ^de* &. schlossenen Elementes ab. Die Grobe des Kreis bogeThifngt bei einem gegebenen Krümmungsradius von der Länge des aufblasbaren Elementes ab.Stresses to deformations
therefore aims better results, whom. to you cross section of the elements in these /.onen ve ^SSR B ^ß e7 ^l hang a given elastic material, the Krümmungsfadius of the angles in which the reinforcing element "of Te ₁ Ie A and *""£" £ _ net are, and the print in the ™ ^c ™ ^de * &. completed element. For a given radius of curvature, the size of the circle depends on the length of the inflatable element.

Die Erfindung gestattet die Herstellung von aufblasbaren Kreisbögen beliebiger Abmessungen Die ,meisten Aulgaben, die sich in der Praxis Stelen können gelöst werden, wenn man für α einen Wert von 25 bis 55° und für b einer Wert von 60 bis 80The invention allows the production of inflatable circular arcs of any dimensions. Most of the tasks that arise in practice steles can be solved if a value of 25 to 55 ° for α and a value of 60 to 80 for b

IV Fäden 31 α und 32a sowie die Fäden 31 b undIV threads 31 α and 32a and the threads 31 b and

32/. bilden miteinander Rauten, die in ein elastisches ,0 nimmt Skelettei.e unterschiedlicher32 /. form rhombuses with one another, which take on an elastic, 0 skeletoni.e different

Maierial eingebettet sind. Es können ferner bkeieiiei« u11' _£,Maierial are embedded. It can also bkeieiiei «u11 ' _£ ,

I)₁,- Teile /1 und B werden durch Kalt- oder Form hergestellt werden, indem au blasbare t Wunnkleben oder auf jede beliebige andere bekannte mente, die so wie die im y^urhc.^r^,^e _n ^r'^ü.^e"_ew'£"_ver. _Wt.,.,· so miteinander verbunden, daß sie, wie es in be-ien Elemente ausgebildet sind, jtdoLh jeweii F,;. 3 und 4 dargestellt ist, ein an beiden Enden ge- a₅ schiedene Charakterist.ken ^a"^fwe'^s _f ^e"j/.ⁿ _ö^^e _auch «„!..ssenes Rohr bilden. einandergesetzt werden. Gegebenenfal k« ™«I) ₁ , - parts / 1 and B will be produced by cold or molding by inflatable t Wunnkleben or on any other known ^elements such as those in y urhc. ^r ^, ^e _n ^r ' ^ü . ^e " _ew '£" _ver . _Wt .,., · Connected to one another in such a way that, as in some elements, they jtdoLh each F,;. Is 3 and 4, an overall at both ends of a ₅ different Charakterist.ken ^a ^"fwe ^'s _f ^s" j /. ⁿ _ö ^ ^e _also «"! .. form a ssenes pipe. are set against each other. If necessary k «™«

Durch Einführen von Gas, beispielsweise Luft, Elemente verwendet werden, die nach emAatoi mittels eines oder mehrerer Ventile 4 und bei Zu- geradlinig bleiben. Auf diese West konner autni nähme des Druckes werden die Fäden 31« und 32a bare Skeletteile geschaffen η**™'™^™^. Ϊ? ihre theoretische Gleichgewichtsstellung von 30 linige Elemente auf gekrümmte Elemente> B^nen 54 .U- gedrängt. Die von dielen Fäden gebildeten falls mit verschiedener Krümmung oder sogar in ^b - ·.·. · ,._„__._. ..„.,„ schiedenen Ebenen folgen.By introducing gas, for example air, elements are used which remain straight after emAatoi by means of one or more valves 4 and with Zu-. The threads 31 ”and 32a bare skeletal parts are created on this western cone autni would take the pressure η ** ™ '™ ^ ™ ^. Ϊ? their theoretical equilibrium position of 30 linear elements on curved elements> B ^ nen 54 U- pushed. Those formed by the threads if with different curvatures or even in ^b - ·. ·. ·, ._ "__._. .. ".," Follow different levels.

Bei den in den F i g. 6 bis 8 dargestellten Ausfuhrungsbeispielen sind dieselben Elemente A und B wit bei den vorhergehenden Beispielen verwende Diese werden jedoch umgebogen und an ihren Rande η zusammengeklebt, so daß jeder Teil ein geschlossenes Rohr 5 bzw. 6 bildet. Diese beiden Rohre werden über ihre ganze Länge aneinandergeklebt.In the case of the FIGS. 6 to 8 illustrated embodiments are the same elements A and B wit use in the previous examples. These are, however, bent over and glued together at their edge η so that each part forms a closed tube 5 and 6, respectively. These two tubes are glued together over their entire length.

In diese Rohre wird die Luft über Ventrte 7 und mit demselben Druck eingeführt. Um ir.den,Ik»den Rohren denselben Druck zu erreichen können diese auch über Kanäle miteinander verbunden sein. Alle Ausführungsformen der erhndungsgemaßThe air is drawn into these tubes via Ventrte 7 and introduced with the same pressure. To ir.den, Ik »den Pipes to achieve the same pressure can also be connected to one another via channels. All embodiments according to the invention

Rinnen verformen sich, indem sie abgeflacht werden, so daß der Winkel a, der ursprünglich 35 betrug, größer wird. Der Teil A des geschlossenen Elemente¹-verkürzt sich somit.Grooves deform by being flattened so that the angle α, which was originally 35, becomes larger. Part A of the closed element ¹ is thus shortened.

Die Fäden 31 b und 32b werden ebenfalls in ihre theoretische Gleichgewichtsstellung gedrängt, wobei sich die von ihnen gebildeten Rauten jedoch auseinanderziehen, so daß der Winkel b, der ursprünglich 75 betrug, kleiner wird. Der Teil B wird somit langer.The threads 31b and 32b are also pushed into their theoretical equilibrium position, but the rhombuses formed by them pull apart, so that the angle b, which was originally 75, becomes smaller. Part B is therefore longer.

Durch diese Änderungen der Lage der Rauten infolge der Richtungsänderung der Bewehrungselemente wirci eine kreisbogenförmige Krümmung der. Elementes (vgl. Fi g. 5) bewirkt.As a result of these changes in the position of the diamonds as a result of the change in direction of the reinforcement elements, an arc-shaped curvature is created the. Element (see. Fi g. 5) causes.

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UlULr. 111,111 ν.··........, _e_ _ο... ^UlULr. 111,111 ν. ·· ........, _e _ _ο ... ^

elemente infolge de/ Elastizität des Materials, in das sie eingebettet sind, wieder in ihre Ausgangsstellung zurück. Es kommt also zu keiner bleibenden Verformung. elements return to their original position as a result of the de / elasticity of the material in which they are embedded back. So there is no permanent deformation.

Um die aufblasbaren Elemente zu krümmen und um ihnen eine hohe Steifigkeit zu verleihen, genügt ein geringer Druck. Beispielsweise wurde an einem Element von 9 m Länge und einem Durchmesser von 400 mm in aufgeblasenem 2Lustand, dessen Fäden 3 aus Kunstseide bestanden, der Krümmungsradius und die bei einer Belastung von 100 kg erzeugte Durchhängung durch Änderung des Druckes gemessen. Die Ergebnisse dieser Messungen sind in der nachstehenden Tabelle angegeben.It is sufficient to bend the inflatable elements and to give them a high degree of rigidity a little pressure. For example, an element with a length of 9 m and a diameter was used of 400 mm in the inflated state, the threads of which consisted of 3 rayon, the radius of curvature and the sag caused by a change in pressure under a load of 100 kg measured. The results of these measurements are given in the table below.

den kann.can.

Claims

Claims: Pressure in g / cm * 240 300 350 Krümmungsrftjiius 3.25 2.70 Ourchhanging under a load of 100 kg in mm 300 225 200

1. Inflatable element, which curves during inflation, consisting of at least

55 elastic parts exhibiting two different elongation characteristics, characterized in that these parts (A and β) are laid one on top of the other and formed with at least two mutually parallel threads (3)

60 with respect to the longitudinal direction symmetrically crossed tracks (la and Ib or la and 2b) are reinforced, the tracks of one part (A) at a different angle to the longitudinal direction than the tracks of the other part; (B) arranged

$ 6 are.

2. Element according to claim 1, characterized in that the threads (3) of one part (A) with the longitudinal direction an angle of 25 to

55 ° and that of the other part (B) form an angle of 60 to 8 () ⁿ .

3. Element according to claim 1 or 2, characterized in that it consists of two on the whole Length of pipes glued together (S and 6).

1 sheet of drawings

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