DE2108262A1

DE2108262A1 - Aufpumpbare Umkleidung und Verfahren zum Aufrichten derselben

Info

Publication number: DE2108262A1
Application number: DE19712108262
Authority: DE
Inventors: Robert M. Hudson Ohio Pierson (V.StA.)
Original assignee: The Goodyear Tire & Rubber Co., Akron, Ohio (V.StA.)
Priority date: 1970-03-09
Filing date: 1971-02-18
Publication date: 1972-01-13
Also published as: IL36194A0; US3638368A; ES194570Y; BR7101237D0; BE764015A; ZA71773B; RO62055A; IL36194A; NL7103136A; ES194570U; JPS5424211B1; CH526692A; FR2081791A1; GB1315474A; NO134535B; FR2081791B1; NO134535C; DK135549B; DK135549C

Description

PafentenwSJtt Ml·. ttB 1971 Dipl.-Ing. W. Meissner Dipping. H. Tischer

1 Berlin 33 (Grunewald) £ I U O /1 D £.

Herbertstr. 22, Tel. 8877237.

6871-GE THE GOODYEAR TIRE AND RUBBER COMPANY, Akron, Ohio, 44316, USA

Aufpumpbare Umkleidung und Verfahren zum Aufrichten desselben.

Die Erfindung betrifft eine vermittels Kabel festgehaltene aufpumpbare Umkleidung für das Einschließen großer Flächen im Zusammenhang mit Anwendungsgebieten wie Gewächshäusern, Warenhäusern, Freizeitflächen, Vermeidung von durch luftverschmutzung bedingten Verunreinigungen und weitere große bauliche Anordnungen.

Nach dem Stand der Technik sind viele Arten an aufpumpbaren Gebäuden einschließlich denjenigen bekannt, bei denen ein flexibles, jedoch im wesentlichen nicht dehnbares Folienmaterial mit Kabeln verstärkt wird, die in einigen Fällen vermittels interner Befestigung im Inneren des Gebäudes unter Festlegen der Gesamtumrißform des Gebäudes festgehalten werden. Der entsprechende Stand der Technik ergibt sich anhand der US-Patentschriften Nr. 3 123 085, Nr. 3 169 542, Fr. 3 391 504. Diese Patentschriften offenbaren die Idee eines aufpumpbaren Gebäudes mit einer Art inneren Befestigung und die Art und Weise in der hier erfindungsgemäß das Kabelgitter und Befestigung für das Verteilen der Belastungen über die gesamte Anordnung angewandt wird, stellt eine neue technische Lösung im Zusammenhang mit dem Auslegen und Aufbau aufpumpbarer Gebäude dar, wodurch sich bestimmte Vorteile gegenüber dem Stand der Technik ergeben.

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Eine wichtige, der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine !Leichtgewichtige, billige, aufpumpbare Anordnung für das Abdecken großer Flächen zu schaffen, die leicht aufgebaut werden kann mit geringstfflöglichen Kosten ausgehend von einfachen Bestandteilen, die an der Baustelle an jeder gewünschten Stelle zusammengesetzt werden können, wobei im Zusammenhang mit dem Aufbau der Anordnung nur wenig Erfahrung erforderlich ist.

Eine weitere der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine Umkleidung zu schaffen, die erheblichen Windbelastungen widersteht.

Eine weitere der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine Umkleidung zu schaffen, bei der Folienmaterial in Form von Rollen einheitlicher Breite angewandt werden kann und wo kein Schneiden spezieller Zwickel oder Segmente irgendwelcher spezieller Form oder Vorfertigung verwickelter Unteranordnungen vor dem Versand an Baustellen benötigt wird.

Eine weitere der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine aufpumpbare Umkleidung zu schaffen, bei der die einzelnen Streifen des Folienmaterials leicht entfernt und ausgetauscht werden können,ohne daß die gesamte flexible Abdeckung der gesamten Umkleidung ausgetauscht werden muß.

Eine weitere der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine Umkleidung zu schaffen, die auf einem unebenen Terrain und über Hindernissen wie Bäumen» Gebäuden oder großen Gegenständen aufgebaut werden kann.

Eine weitere der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine billige Umkleidung einer derartigen Größe zu schaffen, daß dieselbe große Flächen umschließen kann zwecks Vermeiden einer durch Luft und Wasser bedingten Verunreinigung.

Die Erfindung wird unter beispielsweiser Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.

Fig. 1 ist einediagrammförmige, perspektivische Ansicht und erläutert eine der Grundeinheiten der Umkleidung.

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Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht und zeigt eine aufgepumpte Umkleidung, die eine Gruppe der Grundeinheiten nach der Fig. 1 aufweist.

Fig. 3 ist eine diagrammförmige, perspektivische Ansicht, und zeigt die Befestigungspunkt-Geometrie in der die Befestigungspunkte in einer flachen Ebene liegen.

Fig. 4 ist eine diagrammförmige, perspektivische Ansicht ähnlich derjenigen nach der Fig. 3, zeigt jedoch die Befestigungspunkt-Geometrie einer Anordnung, bei die Befestigungspunkte in einer zylinderförmigen Ebene liegen.

Fig. 5 ist eine weitere, diagrammförmige, perspektivische Ansicht und «»igt eine sphärische Befestigungspunkt-Geometrie.

Fig. 6 ist eine diagrammförmige Ansicht im Schnitt durch eine erfindungsgemäße Umkleidung und zeigt die Mittel zum Anpassen der Umkleidung unter Anpassen Über ein unregelmäßiges Terrain.

Fig. 7 ist eine perspektivische Ansicht einer Umkleidung während des Aufbaus.

Fig. 8 ist eine weggebrochene Ansicht im Schnitt und zeigt eine erfindungsgemäße AusfUhrungsform-

Fig. 9 ist eine weggebrochene perspektivische Ansicht und zeigt ein Verbindungselement, das ein Hauptkabel und ein kleineres Hilfskabel miteinander verbindet.

Fig. 10 ist eine weggebrochene Ansicht im Querschnitt ähnlich der Fig. 9, zeigt jedoch ein Mittel zum Einspannen der Kabel im Inneren des Verbindungselement es zwecks Verhindern eines Gleitens der Kabel bezüglich des Verbindungselementes.

Fig. 11 ist eine perspektivische Ansicht und zeigt ein Kabelbefestigungselement mit einer Vorrichtung für das Anordnen eines der senkrechten Befestigungskabel.

Unter Bezugnahme auf die Figuren 1 und 2, insbesondere der Fig. 2, wird dort durch das Bezugszeichen 1 ein vollständig zusammengesetztes und aufgepumptes, erfindungsgemäßes Gebäude tedergegeben. Das Gebäude 1 besteht aus einer Vielzahl einr domförmiger Grundelemente 2, von denen eines einzeln

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in der Figur 1 wiedergegeben ist. Vermittels Kombination beliebiger Grandelemente 2 Seite-an-Seite kann jede beliebig große Fläche abgedeckt werden, und zwar in Abhängigkeit der in Anwendung kommenden Grundelemente. Wie in der Figur 1 gezeigt, besteht ein zusammengesetztes Gebäude aus einem Kabelgittersystem, siehe Bezugszeichen 3, das dicke längsseitige Kabel 4 aufweist, die praktisch parallel zueinander in einer allgemein waagerechten Ebene angeordnet sind, wie eine Mehrzahl an leichten, querseitigen Hilfskabeln 5, die die längsseitigen~Kabel mit Winkeln von praktisch 90° schneiden. Es ist eine Mehrzahl an inneren Festhalteteilen 6 an verschiedenen und im gleichen Abstandsverhältnis vorliegenden Befestigungspunkten 7 über die Länge der längsseitigen Kabel 4 angeschlossen und an deren gegenüberliegendem Ende an ähnlichen Verankerungspunkten 8 längs des Bodens verankert. Ein Teil der inneren Festhalteteile 6 kann Befestigungskabel oder andere flexible Teile sein und ein Teil der Festhalteteile kann starre Pfosten oder Masten darstellen, deren Zweck weiter unten im einzelnen angegeben ist·

Der hier in Anwendung kommende Ausdruck "Kabel" in Zusammenhang mit der Beschreibung der Kabel 4» 5 und 6 oder weiterer ist so zu verstehen, daß es sich um beliebige, flexible, relativ nicht dehnbare, lasttragende Teile wie Seilkord, Bandkette, usw. aus Stahl, mit Kautschuk überzogenem Glasfasermaterial, Kunststoff oder dgl. Material handelt.

Eine Umhüllung 9 aus einzelnen Streifen 10 einer dehnbaren, reckbaren Folie oder Textilgut ist mit dem Gittersystem 3 verbunden, wobei alle Enden der Kabel 4 und 5 und der Umhüllungsstreifen 10 um den Umfang des Gebäudes 1 herum dergestalt verankert sind, daß eine praktisch luftdichte Anordnung gebildet wird, die dadurch aufgepumpt werden kann, daß in das Gebäude ein innerer Ueberdruck zur Ausbildung kommt. Die Umhüllung 9 wird weiter unten im einzelnen erläutert. Sobald das Gebäude aufgepumpt wird, wird das Gittersystem 3 die Form der Umhüllung 9 bestimmen und dieselbe festhalten und dazu führen, daß in der oben beschriebenen Weise eine Mehrzahl an domfbrmigen Grund-

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elementen frei ausgebildet wird. Da die Anordnung zum Verankern der Kabel und des ümhlillungsmaterials keinen Teil der vorliegenden Erfindung darstellen, erfolgt hier keine ins einzelne gehen- " de Beschreibung. Es wird jedoch von der Annahme ausgegangen, daß beliebige vorbekannte Verankerungsanordnungen für das Verankern beliebiger der Gebäudeanordnungen dort herangezogen werden können, wo dies erforderlich ist. Das Gebäude 1 kann mit einer Aufpumpanordnung wie Gebläse 11, siehe die Mg. 1, und einer oder mehreren Zugangstüren, wie die Tür 12, die an dem der Umhüllung 9 angeordneten Eahmen 13 befestigt ist, versehen sein. Wenn auch die Erläuterungen hier darauf beruhen, daß eine Verankerung dss Kabelgittersystems an dem Boden an dem Umfang sowie ein Abdichten der Umhüllung in Höhe des Bodens erfolgt, erfordern viele Situationen gegebenenfalls das Vorsehen herkömmlich aufr gebauter starrer Wände unter Ausbilden eines Teils oder der Gesamtheit des Umfanges. Der wesentliche, erfindungsgemäße Gedanke ist jedoch unbeeinflußt davon, ob die Kabel und die Umhüllung in Bodenhöhe oder an dem oberen Ende einer derartigen Wand enden.

Wie aus der Fig. 2 ersichtlich, sind die leichtgewichtigen Hilfskabel 5 des Gittersystems 3 wesentlich enger benachbart zueinander als die schweren längsseitigen Kabel 4 angeordnet. Vermittels An* ordnen der Hilfskabel 5 enger benachbart zueinander wird es möglich, eine bessere Lastverteilung von der Umhüllung 9 zu erzielen, und es ergibt sich eine Verbesserung der Festhalteeigenschafttn des gesamten Gittersystems 3. Weiterhin ist ein Kabelsystem mit Dualgröße wesentlich weniger kostspielig als ein Gittereyeteia mit Kabeln identischer Größe in beiden Richtungen, wobei ähnliche Kapazität zur Aufnahme von Belastungen gegeben ist.

Bei dem Auslegen des Kabelgittersystems 3 hängen die Kabelspannungen und Verankerungskräfte von der Größe und Form des Grundelementes 2 ab und sind direkt proportional dem Aufpumpdruok. Längsseitige und querseitige Kabelspannungen sind leicht berechenbar, da die Kabelform in jeder Richtung sich derjenigen eines kreisförmigen Bogens nähert.

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Die Zugspannung T₁ in den schweren längsseitigen Kabeln 4 ergibt sich aus der folgenden Gleichung:

wo C₁ = Entfernung zwischen den längsseitigen Kabeln

in 0,3m

P = Aufpumpdruck 0,454 kg /(0,3m)² R₁ = Krümmungsradius des längsseitigen Kabels, o,3m

Die Zugspannung ist in den inneren Festhalteteilen 6, T anhand der folgenden Gleichung berechnet:

wo C_r ss längsseitige Entfernung zwischen den inneren Pesthalteteilen 6 in ο,3m

Unter Berücksichtigung der im engen Abstandsverhältnis vorliegenden leichten, querliegenden Kabel 5 hängen die Kabelspannungen und Verankerungskräfte von dem Abstandsverhältnis zwischen den querseitigen Kabeln 5, der Größe und Form des Grundelementes 2 ab und sind direkt proportional dem Aufpumpdruck.

Die querseitige Kabelspannung T^ ergibt sich aus folgender Gleichung:

wo Cj. = Entfernung zwischen den querseitigen

Kabeln in 0,3m

R^ = Krümmungsradius der querseitigen Kabel in 0,3m

Die wirtschaftlichste Gesamtanwendung des Kabels wird von dem Abstandsverhältnis zwischen den parallelen leichten Kabeln in einer Richtung und im Abstandsverhältnis zwischen den parallelen schweren Kabeln in querseitiger Richtung abhängen. Da dieses Verhältnis in den meisten Fällen sich auf wesentlich weniger als einhalb beläuft, wird das Größenverhältnis der HauptJcabel gegenüber den leichteren Kabeln, dieselben brauchen nicht aus dem gleichen Material zu bestehen, in allen praktischen Fällen dergestalt sein, daß das Verhältnis der Zerreißfestigkeiten sich auf wenigstens 4 : 1 beläuft.

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Bei der Analyse der querseitigen Kabelspannungen wird davon aasgegangen, daß das flexible Umhilllungsmaterial mit geringem Zerreißfestigskeitsmodul keine Zugspannung zwischen den längsseitigen Kabeln 4 trägt.

Anhand der Gleichungen ergibt sich, daß das Erhöhen des Krümmungsradius zu dem Erfordernis an mehr Kabel führt. Andererseits ergibt sich bei einer Verringerung des Krümmungsradius daß die auf das Umhüllungs-Folienmaterial 9 beauschlagten Dehnungserfordernisse sehr erheblich werden, und zwar insbesondere an den Befestigungspunkten 7. Es ist erforderlich, einen annehmbaren Krümmungsradius zu finden, der sowohl den Eigenschaften a der Folien als auch den Kabelspezifikationen entspricht.

Die Möglichkeiten der geometrischen Gesamtform oder die Stellen der Punkte, wo die Befestigungspunkte 7 liegen können, wird durch Analyse aller baamäßigen Komponenten unter idealen Gleichgewichtsbedingungen festgestellt. Die Gleichgewichtsverhältnisse des Grundelementes erfordern identisch geformte und symmetrisch orientierte Grundelemente mit Kabel- und Umhüllungsspannungen im Gleichgewichtszustand innerhalb und zwischen den Grundelementen. Es ergibt sich somit, daß alle Befestigungspunkte 7 gleichmäßig und kontinuierlich im AbStandsverhältnis in jeder KabeTrichtong vorliegen müssen, und es muß eine symmetrische Orientierung bezüglich der Mittellinie des Gebäudes vorhanden sein. Eine Untersuchung der möglichen symmetrischen Formen, auf denen die Be- " festigungspunkte liegen können und immer noch die Gleichgewichtsbedingungen erfüllt sind, führt dazu, daß lediglich eine Ebene oder eine reine zylinderförmige Form ideal ist.

In dem Fall einer Ebene, siehe die Fig. 3» wo die Befestigungspunkte 7 des Grundelementes ein flaches Dach oder Decke bilden, sind alle Gleichgewichtebedingungen in dem oberen Ende des Gebäudes erfüllt. Selbst bei diesem idealen Fall ist ein spezielles Auslegen in den Ecken erforderlich, wo die Grundelemente sich zu dem Boden unter Ausbilden der Seiten des Gebäudes fortsetzen. Weil die flache Dachform die Gleichgewichtsbedingungen erfüllt

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und das am praktischsten auszulegende und aufzubauende Gebäude darstellt, wird dieselbe bezüglich aller geometrischen Formen für die Befestigungspunkte als das einfachste und praktischste Gebäude betrachtet.

Eine weitere ideale, jedoch weniger praktische Befestigungspunkt-Geometrie besteht in einem reinen zylinderförmigen Element, siehe die Jig* 4· Der wesentliche Nachteil des Anwenders dieser Form besteht darin, daß kontinuierliche Gleichgewichtsbedingungen gestört werden, wenn man einen Versuch unternimmt, Enden an den Gebäuden vorzusehen. Massive Wände stellen eine Lösung für die Enden dar, jedoch ergibt sich hierdurch ein erheblicher, zusätzlicher Kostenfaktor zu den ansonsten relativ geringen Kosten einer reinen Anordnung aus Kabelgitter und Umhüllung. Um die Enden für ein zylinderförmiges Gebäude unter weiterem Heranziehen eines Arbeitens mit dem Kabelgitter vorzusehen , ist es erforderlich, unterschiedliche Befestigungspunkt-Geometrien zusätzlich an den Enden vorzusehen, wodurch die kontinuierlichen Gleichgewichts erfordernisse gestört werden.

Die für eine mögliche Gesamtform der Befestigungspunkte in Betracht zu ziehende abschließende Form ist das sphärische-Element nach der Fig. 5. Diese Form ist nicht ideal und weist praktische Begrenzungen auf, da das Grundelement nicht identisch an eine sphärische Oberfläche wiederholt werden kann, so daß ein totales Gleichgewicht nicht erzielt werden kann.

Die Umhüllung 9 oder unter Druck gesetzte Hülle der aufpumpbaren Anordnung ist hier definiert als ein dehnbares, reckbares, undurchlässiges Textilgut oder Folie oder eine Kombination aus den beiden, die gegenüber Luft undurchlässig ist und den inneren Aufpumpdruck hält. Die Fähigkeit der Umhüllung 9, sich in wenigstens einer Richtung zu recken, ist für den Erfind modegegenstand wesentlich. Die Größe und Form des Grundelemente· und der Innendruck bestimmen die auf der Umhüllung ruhenden Belastungen und Erfordernisse bezüglich der Dehnung. Die zwei Kabelgittersysteme 3 ermöglichen ©in Recken der Umhüllung 9 in der Richtung der längsseitigen Kabel 4 während die leichten querseitigen Kabel 5 die Umhüllung 9 gegen ein Recken in der querseitigen Richtung halten. Die Belastung pro Breiteneinheit S ausgedrückt in 0,454 kg

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/C0,3mfin der längsseitigen Richtung der Umhüllung, wo die Umhüllung 9 sich recken muß, um den längsseitigen Pesthaltekabeln 4 zu entsprechen, beträgt

S=PE₁

wo P = Aufpumpdruck in 0,454 kg/0,3m)²

R₁ = Krümmungsradius der Umhüllungsfolie

in der längsseitigen Richtung in 0,3m

Die Belastung in der querseitigen Richtung hängt von dem in Anwendung kommenden Aufbauverfahren und der Entfernung zwischen den querseitigen Kabeln 5 ab und ist für jeden speziellen Pail berechenbar. Inzwei Richtungen erfolgende Reckverfahren des Aufbaus sind möglich, bedingen jedoch zusätzliche Beanspruchungen des Umhüllungsmaterials. Eine SpezialVerstärkung bei Flächen, die hohen Belastungen unterworfen sind, kann erforderlich werden.

Bezüglich des Aufbaus einer Umhüllung für ein spezielles Gebäude sollten die folgenden Materialeigenschaften berücksichtigt werden: Trapezoide Zerreißfestigkeit, Zugfestigkeit, Dehnung, Schlagfestigkeit, Veränderung der Eigenschaften bedingt durch veränderte Temperatur, Gewicht, Leichtigkeit der Handhabung, Porösität, Isolationseigenschaften, Parbe, UV-Lichtwiderstandsfähigkeit, Bodenkorrosionsfestigkeit, Schmutzfestigkeit und Hartabriebfestigkeit. Von Wichtigkeit sind auch geringe Entflammbarkeit, wenn auch gefunden wurde, daß der Aufpumpdruck dazu dient, jegliche Flamme in der Umhüllung schnell zum Verlöschen zu brin- ι gen.

Die Umhüllung 9 kann für das Abdecken eines leils eines Grundelementes oder einer oder mehrerer vollständiger Grundelemente vorgefertigt sein, oder vorzugsweise kann dieselbe vollständig an der Baustelle aufgebaut werden. Es sind verschiedene Befestigungsverfahren für die Umhüllungsnähte möglich, einschließlich Riemenverbindung, Befestigung mit Reißverschlüssen, Heißvereiegeln, Verkleben, mechanische« Einspannen, Anwenden von Klebfolien oder eine Kombination dieser und weiterer Verfahren. Bin wirksames Befestlgungßverfehren der UmhUllungeetreifen 8 an den Kabeln 5 besteht dtrin, die benachbarten Kanten der sswei benaoh-

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barten Streifen des Umhüllungsmaterials um das Kabel 5 herumzufalten und eine Reihe Federkammern um die gefalteten Umhüllungskanten mit darin vorliegende« Kabel anzuordnen.

Die Stabilität des Gebäudes gegenüber Wind, Windstößen, hängt von der Fähigkeit der Komponenten desselben ab schnell ein Gleichgewicht zu erreichen und aufrechtzuerhalten und schnell wieder in den ursprünglichen Zustand aus dem Zustand zurückzukehren, der durch die äußeren das Ungleichgewicht bedingenden Kräfte verursacht wurde. Die wesentlichen Erfordernisse für die Stabilität der einfachen Auslagen sind im folgenden wiedergegeben.

1) Alle längsseitigen Kabel 4 sollten im gleichmäßigen Abstandsverhältnis vorliegen.

2) Alle querseitigen Kabel sollten im gleichmäßigen AbStandsverhältnis vorliegen.

3) Alle Befestigungspunkte 7 sollten im gleichmäßigen Abstandsverhältnis längs der längsseitigen Kabel vorliegen und sollten ebenfalls in gleichmäßigem Abstandsverhältnis in querseitiger Richtung vorliegen.

4) Die Befestigungspunkte 7 sollten auf der Oberfläche einer kontinuierlichen geometrischen Form vorliegen» die entweder eine Ebene oder ein reiner Zylinder ist,zwecks Erzielung idealer Gleichgewichtsbedingungen. Weitere Formen oder Kombinationen der Formen sind möglich, jedoch weichen dieselben von dem einfachen idealen Fall ab und erfordern spezielle Ingenieurmaßnahmen.

5) In einer speziellen Richtung sollten alle Kabel einen konstanten Krümmungsradius zwischen den Befestigungspunkten über die gesamte Länge dieses Kabels besitzen.

6) Der Krümmungsradius der Folie sollte in jeder Richtung konstant sein.

7) Die Folie muß sich in wenigstens einer Richtung dehnen können, um eine Formung zu ermöglichen, und eine Dehnung in zwei Richtungen ist bevorzugt.

8) Die Folie sollte sich in dem gleichen Verhältnis in jedem gegebenen Weg über das Gebäude zwecks Erzielen idealer Bedingungen dihnen.

Die obigen Erfordernisse zeigen, daß ein Gebäude vorzugsweise mit identisch geformten Grundelementen aufgebaut werden sollte, die durch gleichmäßig verteilte, symmetrisch orientierte Befestigungipunkte gebildet werden. Dit Hauptauenaha· gegenüber der

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Bedingung der identisch geformten. Grundelemente liegt an den Seiten des Gebäudes, siehe die Pig. 6, vor, wo das letzte Grundelement in einer Richtung verlängert oder verkürzt werden kann j um se an den Boden gebracht zu werden, wo eine Verankerung ausgeführt werden kann, ohne das Gleichgewicht zu beeinflussen. Diese arteigene Eigenschaft der Anordnung ermöglicht eine leichte Anpassung derselben für das Abdecken unebenen Terrains. Wie aus der Pig« 6 ersichtlich, kann das Gebäude 1 auf einem unebenen Terrain dadurch aufgebaut werden, daß die Längen der Kabel 6 unter Kompensieren der Veränderungen in der Bodenhöhe verändert werden, so daß die Befestigungspunkte in einer waagerechten Ebene liegen. Eine wichtige Bedingung für die Stabilität besteht i hier darin, daß der Neigungswinkel A, der die Seite der Anordnung mit der waagerechten Ebene bildet stets weniger als 90° iet.

Das Erfordernis den Neigungswinkel auf weniger als 90° zu begrenzen ergibt sich aufgrund von Ueberlegungen bezüglich der Windbelastung. Die !Fähigkeit der Anordnung die Stabilität unter aerodynamischer Belastung aufrechtzuerhalten, hängt von dtm Aufpumpdruck ab, der die TJmhiillimg und das Kabelgittersyetem 3 formt und unter Vorspannung setz , Es wurde gefunden, daß bei herkömmlichen ein einziges Grundeleinent aufweisenden am Boden befestigten Anordnungen, die unter Zugspannung stehen und ein nicht reckbares Textilgut aufweisen, der kleinste Aufpumpdruok zum Erzielen einer aerodynamischen Stabilität sich auf 50# des j dynamischen Schlagdrucks der Windgeschwindigkeit beläuft. Die kleinste bei dem Auslegen zu berücksichtigende Windgeschwindigkeit beläuft sich für durch Luft getragene Anordnungen auf 100 km. Bezüglich dieser Bedingung ist ein berechneter Aufpumpdruck von 22 cm Wasser (50 Prozent des dynamischen Schlagdruokes) zum Erzielen einer «Stabilität erforderlich. Eingebaute Maßnahmen gegen Windbeeinflussungen liegen bei Umkleidungen mit dehnbaren Umhüllungen arteigen vor und ergeben sich aufgrund geringfügiger Veränderung des Innenvolumens wie es durch Veränderungen des Innendrucks folgt. Der normale Bereich von o,68 - 3,18 kg/iO,3m) entspricht für die meisten Umkleidungsformen einer

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Volumenänderung von 0,5 - l»0$, wobei Veränderungen vernachlässigt sind, die sich durch geringe Verlängerung der Kabel ergeben. So führen auf einer Seite ausgeübte Winddrücke zu örtlichen Verringerungen des Innenseite-zu Außenseite-Druckdifferentials, wodurch die Belastung in der ausgedehnten Umhüllung verringert wird. Die sich ergebenden geringfügigen Volumenkontraktionen der gereckten Umhüllung wirken sich nun ihrerseits dergestalt aus, daß der Innendruck erhöht wird, wodurch die örtlichen Verringerungen an der Windseite ausgeglichen werden. Somit zeigen in entsprechender Weise ausgelegte "reckbare-Umhüllungs"-Umkleiclimgen, die mit Ablaßöffnungen ausgerüstet sind, welche die Luft abgeben können, um örtliche Ueberdrücke an der dem Wind abgewandten Seite abzulassen, eine bessere Stabilität bei starken Winden als dies der Fall bei nicht dehnbaren Umkleidungen auf der Grundlage von Textilgut ist, die ähnliche Geometrien besitzen. Anhand der obigen Ausführungen ergibt sich, daß die physikalischen Eigenschaften des Umhüllungsmaterials, insbesondere öi-3 Beanspruchungs-Belastungs-Eigenschaften desselben eine wesentliche Rolle bezüglich des Gesamtaufbaus und der Verhaltensweise im Wind der Umkleidung spielen, und somit gilt dies für die Auswahl der Größenbestandteile, da dieselben die Kosten beeinflussen. Die zwei angegebenen, wesentlichen Merkmale bezüglich der erfindungsgemäßen Umkleidung, und dies im Unterschied zu vermittels Luft getragener Gebäude auf der Grundlage von im wesentlichen nicht dehnbarem Textilgut, (1) die Fähigkeit Umhüllungskonturen mit komplexer doppelter Krümmung zusammenzusetzen, und zwar insbesondere an den Befestigungspunkten und Εακη, ohne daß sich das Erfordernis ergibt eines speziellen Zuschneidens oder Umformens des zunaechst flachen Folienumhüllungsmaterials (herkömmliche Gebäude au3 Textilgut erfahren ein recht erhebliches, vorheriges Zuschneidern auf die abschließend vorliegende Form durch den Hersteller nicht an der Baustelle), (2) die Ausdehnbarkeit um einen erheblichen Betrag des gesamten Umkleidungsvolumens im Hinblick darauf, daß der Aufpumpdruck sich von einem unteren bis zu einem oberen Ende seines normalen Betriebsbereiches erstreckt, und zwar in einer Weise, die in etwa analog derjenigen

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eines G-ummiballons ist (herkömmliche Gebäude aus Textilgut erfahren eine nur sehr geringe zusätzliche Ausdehnung zwischen dem unteren and dem oberen Ende deren normaler Arbeitsdrucke bedingt durch die faktische Kichtausdehnbarkeit des in Anwendung kommenden Textilgutes). Diese Merkmale erfordern ein Umhüllungsmaterial mit hoher Zerreißdehnuiigj die vorzugsweise Über 25$ liegt, und gelingen Deluimodul₉ vorzugsweise unter 2 kg/cm der Breite bei 1OfS S

Im. WLnhllok auf die hohen örtlichen Belastungen, die man auf fias IMiällongsfoliezisiateü'ial beaufschlagen kann während sich &±@ üisELsi-äimg auf uatsrseMedliohe Formen unter Windstoßbedin- · λ gaiig®ii aapaßtj hat die Erfahrung gezeigt, daß HOlienniaterialien, ctl© sM^ksir angenähert Sie Sigejisehaften ©ines halbflexiblen G-i»Euais saf^elssn Ie ¥srgl@ic3li zu. denjenigen in Form eines starren Eiisstsicffs b'svorfsugt -Äar-szi=, So hatten s.2» Folien aus weichge-

oly/inylGhloricl» daa wenigstens 205^ Weichmacher enthält, ^WS¹B-elüaa-=EaiitsGiiiik wA flexible AorylesterkopoX^ei^'.-e mit wenigstens 6O5S AethyIhezyIaGt³^Iat, die beide Zerreiß gn:i.^%eckungswerte •won m'shv als 200$ aafw©Ie^n₉ össi Irfordernisseii sinerhohen Heckung raiä geriiigsat Modul besser als Folien entsprochen, die eine geringe Stroolspjig aufweisen, wie 2« B. Mylarfolie,

Ba iait®r ü^rm Bedingungen solmeller oder stoßartiger Winde die Differenz arischen üeia xosiBven end äußeren Druck sieh erheblich

öäiterachieäliöii-ea Stellen an der !!.üihüllungsoberfläche '

a iilvü unä sicfe sine Schwenkung von einem Augenblick zum nächsten eingibt, ist es außerordentlich wichtig, daß die Elastizität uev üsMllXuiigsobsT'iiäolie es möglich macht schnell eine Anpassiang aa örtliche V@r azide rangen in der Druckdifferenz aufzu— Eieb®sa_s oSiae daß sioli srhsblicha Verzerrungen in der Form des G-rtmd element es ergebene. Biese schnellen Anpassungen sind lediglich daßämöglich, wenn das Folienmaterial Beanspruchungs-Belastungs-Oharakteristika aufY/eist» die dessen Streckung ermöglichen unter sekaallei^ Yeränderung und in einem erheblichen Ausmaß, Durch entsprechendes Auslegen und unter Anwenden relativ geringer Verhältnisse von Höhe au Spannweite, ist es möglich, auf recht geringe Werte die äquivalente Windbelastung auf die flache Oberfläche

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zu verringern, der^durch den inneren Druck ein Widerstand entgegengestzt werden muß.

Das Verfahren sum Aufrichten eines Gebäudes der in der Figur 1 gezeigten Art wird nun anhand der Fig. 7 erläutert. Bs wird eine Mehrzahl an senkrechten starren Masten 14 in Reihen angeordnet und in geeigneter Weise an dem Boden verankert. Die oberen Enden ,jeder Heine der Masten 14 werden miteinander durch .schwere längsseitige Kabel 4 verbunden. Die querseitigen leichten Kabel 5 w-srden sodann über die längsseitigen Kabel 4 gesogen, und die Enden aller Kabel werden an dem Boden um den Umfang der Fläche herum verankert, die durch das Gebäude aufgedeckt werden soll. Nachdem, die querseitigen Kabel 5 angeoTc!- ηβΐ unä. in geeigneter Weise verankert worden sind, können Strsi-ΐ-.ί.ι 10 5ss U3Laällu2igsmaterials über die längsseitigen Kabel 4 gezogen ^evü®2i₃ wobei ,iedar der Streifen 10 zwischen einem Iciht X/sbel 5 llsgt. Die Streifen 10 werden sodann aneinander 'mi r.n äe.oi Eacsl 5 benaeii&art χα deren Kanten befestigt und i^sr i'iiver A;i bilden siner liiftiliahteii liaht längs jeder der Kabel 5« lie srnand äev l£g_o Ί gegsigt^ werden die Streifen 10 von ei"or Solls 15 aue EiQiB'fegtoffmaterial mit einheitlicher Breite abgerollt-, liiii.c zv^glioä^ ein leicii'ses Aufbauen an Ort und Stelle ohne das .!rfordsETiig des Schneidens des Ifcinüllungsmatarials in .gps-» zielle lorssn oder Größen, Die Streifen 10 werden einfaoh auf die gewünschte Länge ausgerollt und abgeschnitten. Um cUs in äev Pig» 7 gsseigte Gebäude fertigzustellen, werden die verbleibenden querssitigen Säbel 5 angeordnet, und ein Streifen 10 des U^lilll™ lungsinäterlals wird zwischen jedem benachbarten Paar der Kabsl 5 befestigt. Sobald das Kabelgittersystem 3 vollständig aufgebaut und durch eine vollständige Umhüllung 9 abgedeckt worden ist_f wird das Sebäucle 1 Mt einem ^!"imgen Druck so aufgepumpt, daß <3ie Umhüllung sich ihrer abschließenden aufgepumpten Kontur näiiert. Sodann werden die verschiedenen Festhaltekabel 6 bezüglich ihrer länge eingestellt und die Kanten der Streifen 10 werden so eingestellt, daß Falten und übermäßige örtliche Belastung in dem Umhüllungamaterial verringert werden. Der Innendruck des G-ebäudes 1 kann vorzugsweise abwechselnd erhöht und vermindert werden, und zwar mehrfach, während die Zugepannungseinstellung der Kabel und des Umhüllungsmaterials ausgeführt wird. Zwecks vereinfachter

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Erläuterung des Aufbaus dieser Umkleidung ist hier die Anordnung der Türen 12 in den Wänden und weitere Oeffnungen und für den Einbau der Gebläse 11 und weitere Hilfsausrüstung, wie sie normalerweise bei einem Gebäude dieser Art angewandt wird, nicht erwähnt worden. Es versteht sich, daß ein Einbau derartiger Zusatzteile in die Umkleidung zusammen mit dem Aufbau der Umkleidung ausgeführt wird.

Zur weiteren Erläuterung der Festhalteteile können entweder die Festhaltekabel 6, siehe die Figuren 1 und 2, oder die starren Masten 14, siehe die Fig. 7» als Festhalteanordnung für das Gittersystem 3 angewandt werden. Die Fig. 8 zeigt das Anwenden einer Kombination aus sowohl starren Masten 14 als auch ^ flexiblen Festhaltekabeln 6, die an einem der schweren längs- ™ seitigen Kabel 4 an verschiedenen Befestigungspunkten 7 befestigt sind, die in einer praktisch waagerechten Ebene liegen.

Wie anhand der Fig. 9 gezeigt, können die Kabel 4 und 5 gleitbar aneinander vermittels eines Verbindungselementes 16 befestigt sein, das aus einem Paar zylinderförmigen Hülsenteilen 17 und 18 besteht, die in ihrer Größe dem Durchmesser der Kabel 4 und 5 entsprechen.

Inder Fig. 10 ist ein ähnliches Verbindungselement 19 gezeigt, bei dem die Hülsen 20 und 21 mit einem Paar Einspannbacken 22 und 23 ausgerüstet sind, wobei ein Anziehen gegen die Kabel 4 und 5 durch Anziehbolzen 24 bzw. 25 erfolgen kann, wodurch die ■ j Backen 22 und 23 gegen die Kabel gedruckt werden und durch die Kabel darin gehindert werden in längsseitiger Richtung bezüglich des Verbindungselementes 19 zu gleiten.

Die Fig. 11 zeigt ein Verbindungselement 26, das praktisch identisch zu dem Verbindungselement 16 nach der Fig. 9 ist, jedoch mit einer sich nach unten erstreckenden Oese 27 für die Aufnahme des Schlaufenendes eines der Befestigungskabel 6 versehen ist. Die in den Figuren 9 bis 11 gezeigten Verbindungsarmaturen stellen lediglich ein Beispiel für die Art der Verbindung der verschiedenen Kabel in dem Gittersystem 3 und den Festhaltekabeln 6 dar. Es können verschiedene andere Anordnungen

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im Rahmen der Erfindung Verwendung finden. Es versteht sich, daß solange wie das Grundgittersystem der hier beschriebenen Art in Kombination mit dem dehnbaren Umhüllungsmaterial zur Anwendung kommt, zahlreiche Abwandlungen in der gesamten Gebäudekonfiguration durchgeführt werfen können, einschließlich der Zahl der Grundelemente, des durch die Befestigungspunkte gebildeten Musters und der Art der.zusätzlichen Zubehörteile Tfeie sie in Zusammenhang mit dem Gebäude zur Anwendung kommen.

Wie weiter oben angegeben, können die äußere Kontur der Umkleidung begrenzende Umhüllungsfolie und Kabel ebenfalls an der Umfangswand um entweder den gesamten oder einen Teil des Umfangs oder auch an dem Erdboden enden.

Die erfindungsgemäßen Umkleidungen werden aufgrund deren ungewöhnlich geringer Kosten viele Anwendungen finden, die im Zusammenhang mit der Luftverschmutzung stehen, wodurch die Qualität der eingeschlossenen Umwelt verbessert wird. Zur Abwehr von Luftverschniutzungserscheinungen wird die Anwendung auf weniger als 10 Morgen begrenzt sein, und diese Fläche wird von Menschen nicht bewohnt sein. Das verunreinigte Medium liegt dann eingeschlossen vor und wird daran gehindert nach außen zu treten. Entsprechende Anwendungsgebiete wären unter anderem Müllabladeplätze, wo der Staub und die Gerüche herausgefiltert werden, Absetzteiche für Anlagen zur Aufbereitung von Abwässern, Herstellungsbetriebe, die schädliche austretende Medien produzieren ujnr. Bewohnte Umkleidungen, die gesteuerte Umweltsbedingungen für die darin vorhandenen Menschen bieten, vermögen unter geringsten Kosten saubere Luft zur Verfügung zu stellen aufgrund der Tatsache, daß die eintretende Luft gewaschen und filtriert werden kann, sowie einem entsprechenden Erfordernis, wonach die Hauptquellen für zu beanstandende Gase oder teilchenförmiger Materialien im Inneren der Umkleidung direkt nach außerhalb der Umkleidung abgegeben und nicht im Inneren abgelassen werden.

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Claims

Patentansprüche ί IyAufpumpbare umkleidung befestigt an einer Basis, wobei die Umkleidung durch die folgenden Bauelemente gekennzeichnet ist: (A) Ein Verstärkungsgitter mit:

1) einem ersten Satz flexibler, nicht dehnbarer, praktisch paralleler Verstärkungsteile,

2) einem zweiten Satz flexibler, nicht dehnbarer, praktisch paralleler Verstärkungsteile, die sich quer- " seitig über den ersten Satz der Verstärkungsteile unter Ausbilden von Zwischenabschnitten hiermit erstrecken und

3) Anordnungen, die die gegenüberliegenden Enden aller der Verstärkungsteile an der Basis an dem Umfang der Umkleidung verankern;

(B) Festhalteanordnungen in Verbindung zu im Abstandsverhältnis vorliegenden Stellen längs der Verstärkungsteile und an ähnlichen im Abstandsverhältnis vorliegenden Stellen an der Basis unter Halten der Verstärkungsteile mit einer vorherbestimmten Entfernung hierzu, sobald die Umkleidung aufgepumpt ist.

(c) eine Abdeckumhüllung mit: |

1) Streifen aus flexiblem, dehnbarem Folienmaterial befestigt an den Verstärkungsteilen unter vollständigem Abdecken der gesamten durch die Umkleidung umschlossenen Fläche.

2) Die benachbarten Randkanten jedes benachbarten Streifens des Folienmaterials in Verbindung miteinander stehen unter Ausbilden einer luftdichten Naht.

3) Die Enden der Streifen des Folienmaterials in einem abgedichteten Eingriffverhältnis mit der Basis um den äußeren Umfang der Umkleidung herum verankert sind.

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(D) Anordnungen, die einen inneren Aufpumpdruck im Inneren der Umhüllung zuführen, wobei dieser Druck über dem Normaldruck liegt.

2. Aufpumpbare Umkleidung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Satz der Verstärkungsteile Hauptverstärkungsteile und der zweite Satz der Verstärkungsteile Hilfsverstärkungsteile aufweist.

3. Aufpumpbare Umkleidung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Handkanten jedes benachbarten Streifens des Polienmaterials miteinander vereinigt sind vermittels Verbinden derselben mit einem Hilfsverstärkungsteil, das beiden Kanten gemeinsam ist.

4. Aufpumpbare Umkleidung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil der Befestigungsanordnung in Form einer Mehrzahl senkre9hter starrer Masten vorliegt.

5. Aufpumpbare Umkleidung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung auf eine Streckung von wenigstens 25 Prozent dehnbar ist.

6. Aufpumpbare Umkleidung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptverstärkungsteile und die Hilfsverstärkungsteile gleitbar aneinander an der Stelle befestigt sind, wo sie sich miteinander schneiden.

7. Aufpumpbare Umkleidung nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptverstärkungsteile und die Hilfsverstärkungsteile ortsfest aneinander an der Stelle befestigt sind, wo dieselben einander schneiden.

8. Aufpumpbare Umkleidung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstellen zwischen den Befestigungsanordnungen und den Hauptverstärkungsteilen in einer flachen Ebene liegen.

9. Aufpumpbare Umkleidung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstellen zwischen den Befestigungsanordnungen und den Hauptverstärkungsteilen in einer gekrümmten Ebene liegen.

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10. Auf pumpbare Umkleidung nach Anspruch. 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckumhüllung aus einem dehnbaren Kunststoff geringen Moduls mit hohen Streckungseigenschaften hergestellt ist.

11. Aufpumpbare Umkleidung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptverstärkungsteile wenigstens vier mal höhere Zerreißfestigkeit als die Hilfsverstärkungsteile aufweisen.

12. Verfahren zum Aufbau auf einer Basis eines aufpumpbaren Gebäudes der Art, die eine Umhüllung aus einem flexiblen dehnbarem Folienmaierial aufweist, das durch ein Gitter aus Kabeln festgehalten wird, die an inneren Befestigungsteilen an im Abstandsverhältnis vorliegenden Stellen angeordnet sind in der zu überdeckenden Fläche, gekennzeichnet durch die folgenden Arbeitsschrittes

(A) Verankern eines Endes einer Mehrzahl senkrechter Befestigungsteile in einem ausgerichteten Abstandsverhältnis im Inneren der zu umschließenden Flächet

(B) Verbinden wenigstens eines praktisch waagerechten Hauptkabels mit den gegenüberliegenden Enden der senkrechten Befestigungsteile an im Abstandsverhältnis vorliegenden Stellen längs der Länge des Hauptkabels j

(0) Verankern beider Enden des Hauptkabels an der Basis.

(D) Legen einer Mehrzahl praktisch paralleler Hilfskabel quer seitig über das Hauptkabel und Verbinden hiermit\

(E) Verankern beider Enden aller Hilfskabel an der .Basis; (F)Verbinden des Umhüllungsmaterials mit dem Kabelgitterj

(G) Verankern des Umhüllungsmaterials in einem luftdichten Verhältnis mit der Basis um den Umfang der einzuschliessenden Fläche herum.

(H) Erhöhen des Innendrucks im Inneren der Umhüllung unter praktisch vollständigem Aufpumpen der Umhüllungj

(1) Progressives Einstellen der Zugspannung an den Kabeln und des Umhüllungsmaterials während abwechselnd der Innendruck der Umhüllung erhöht und verringert wird unter Ausbilden einheitlicher Belastungsverteilung in den ver-

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schiedenen Teilen und der Umkleidung und unter dem Anhalten ungleichmäßiger Belastungen in dem ümhüllungsmaterial.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsschritt des gleichzeitigen Verbindens eines Streifens des Umhüllungsmaterials zwischen jedem benachbarten Paar der Hilfskabel und dem nächsten benachbarten Streifen des Umhüllungsmaterials unter Ausbilden einer luftdichten Naht befestigt an dem Kabel ausgeführt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,

daß der Arbeitsschritt des Aufbaus einer Mehrzahl paralleler Reihen der senkrechten Masten und Verbinden wenigstens eines Hauptkabels mit den oberen Enden jeder Reihe der Masten ausführt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsschritt eines Verbindens des Hauptkabels und der Hilfskabel an deren Schnittpunkt ausgeführt wird.

Die Patentanwälte

Dipl.-lng.W.Meissner DipL-Ing.

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