DE2110157C3 - Faltbares dreidimensionales Stabnetzwerk - Google Patents
Faltbares dreidimensionales StabnetzwerkInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein dreidimensionales Stabnetzwerk, insbesondere für zeltartige Behelfsbauwerke,
mit einer Vielzahl von geradlinigen, im Wesentlichen steifen, durch Gelenke miteinander verbundenen
stabförmigen Elementen, die ebene oder räumliche Polygone mit einer geraden Atizahl von
Seiten bilden, wobei das Stabnetzwerk zu einem Bündel zusammenklappbar ist, dessen Länge im wesentlichen
gleich der Länge eines einzelnen stabförmigen Elementes ist
Im Gegensatz zu einem zerlegbaren Stabnetzwerk, das beim Abbau zerstörungsfrei auseinandergenommen
werden kann, wird ein Stabnetzwerk im obigen Sinne als zusammenklappbar bezeichnet, wenn es im
zusammengeklappten und gefalteten Zustand weiterhin ein zusammenhängendes oder im wesentlichen zu-
H) sammenhängendes Ganzes bildet. Mit anderen Worten, die Elemente, aus denen das Stabnetzwerk
zusammengesetzt ist, bleiben miteinander verbunden^ während das Stabnetzwerk als solches in seiner Form
wesentlich verändert und in seiner Ausdehnung beim
π Zusammenfalten wesentlich verkleinert wird.
Ein dreidimensionales Stabnetzwerk der eingangs genannten Art ist beispielsweise in einer Veröffentlichung
von R. Buckminster Fuller in »World Design, Science Decade 1965 bis 1975«, World Re-
>o sources Inventory, Southern Illinois University,
Carbondaie, Illinois, USA, 1963, Seite 51. 52, sowie
in einem Aufsatz von Robert W. Marks, »The Dymaxion
World of Buckminster Fuller« (Reinhold Publishing Corporation, New York, 1961), Seite 195)be-
>5 schrieben. Bei dem bekannten Stabnetzwerk sind
jeweils drei Stäbe oder Streben mit ihrem einen Ende über ein Kugelgelenk zu einem Dreifuß vereinigt. Jede
dieser aus drei Stäben bestehende Stabgruppe gleicht also einem Kamerastativ mit drei Beinen und einem
ju Kugelgelenk als Stativkopf. Ferner sind die freien Enden
aller Dreifußbeine durch Kugelgelenke in Gruppen von je fünf oder sechs Dreifußbeinen pro Kugelgelenk
miteinander verbunden. Die so miteinander verbundenen Stäbe sind anfänglich zu einem Bündel
υ zusammengelegt, in dem die Stäbe parallel zueinander
liegen. Aus jedem Dreifußkopf kann ein kleiner Mast automatisch durch einen in einem Zylinder verschiebbaren
Kolben ausgefahren werden. Die Zylinder sind mit einem Druckgas gefüllt, dun Ί das die Maste an
4n allen Dreifußköpfen ausgefahren werden können. Die
Mastspitze ist jeweils über Kabei mit den Fußenden des jeweiligen Dreifußes verbunden, so daß die Dreifußbeine
beim Ausfahren des Mastes gespreizt werden. Werden alle Maste gleichzeitig ausgefahren, so
stellt sich das Stabnetzwerk selbsttätig auf, wobei das von den Kabeln gebildete Dreiecksnetz die Form eines
regelmäßigen geodätischen sphärischen Netzes hat, das verhindert, daß sich die Beine der Dreifüße weiter
voneinander abspreizen können, als notwendig ist. um
-,ο eine Kuppel- oder Kugelform zu bilden.
Bei dem bekannten Sfabnetzwerk hat man sich vor allem mit dem Problem befaßt, wie eine dreidimensionale
Gitterwerkstruktur selbsttätig aufgestellt werden kann. Dagegen bleibt unklar, wie das Stabnetzwerk
im aufgestellten Zustand gesichert wird und wie man es wieder zusammenbauen kann. Das Sichern des aufgespannten
Stabnetzwerkes könnte entweder auf pneumatischem oder mechanischem Weg erfolgen.
Bei der ersten Art müßte man entweder die Druck-
bo gaszylinder schließen und annehmen, daß alle Zylinder,
Kolben und anderen Dichtungsstellen genügend gasdicht sind, um die Masten für die Zeit der Benutzungsdauer
der Struktur ausgefahren zu halten. Da eine derartige Annahme nicht sehr realistisch ist, blieb
als andere pneumatische Lösung nur die permanente Verbindung der Struktur mit einer genügend großen
Druckluftquelle. Diese Lösung ist jedoch noch ungeschickter und lediglich etwas sicherer als die vorherge-
bende Methode. Es verbleiben somit nur die mechanischen
Lösungen, von denen es selbstverständlich eine große Anzahl gibt. Grundsätzlich könnte eine derartige
Sperrvorrichtung von Hand betätigt werden, z. B. dadurch, daß ein Stift in ein Querloch im Mast geschoben
wird, um dessen Zurückrutschen zu verhindern, nachdem der Gasdruck verringert worden ist. Eine
elegantere Lösung wäre tine federnde Schnappe, die verhindern würde, daß der ausgefahrene Mast sich
wieder zurückziehen kann.
Welche Lösung man auch wählen würde, diese Sperren oder Anschläge müßten von Hand nacheinander
gelöst werden, bevor man das Stabnetzwerk wieder zusammenfalten könnte. Da es unmöglich ist,
Dreifuß nach Dreifuß zusammenzuklappen, um ein kontrolliertes Zusammenklappen des Stabnetzwerkes
zu erreichen (im Gegensatz zu einem »katastrophalen« Zusammensacken), so würde dies ein äußerst
ernstes Problem darstellen, wenn überhaupt bei dem bekannten Stabnetzwerk jemals die Absicht bestand,
die Struktur mehrmals aufzustellen und wieder zusammenzuklappen.
Beim Zusammenklappen müßten ferner die Kolben wieder in die Zylinder zurückgedrückt werden, und
die Zylinder müßten beim neuerlichen Aufstellen gegebenenfalls
wieder mit einer Druckgasquelle verbunden werden. Besonders hinderlich beim Zusammenklappen
wären auch die Kabel, bei denen sorgfältig darauf geachtet werden muß, daß sie sich
nicht in irgendeiner Form um Teile der Struktur legen und dann beim neuerlichen Aufstellen des Stabnetzwerkes
hängen bleiben. In jedem Falle ist das Zusammenklappen des einmal aufgestellten Stabnetzwerkes
bei der bekannten Ausführungsform mühsam und zeitaufwendig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Stabnetzwerk der eingangs genannten Art so auszubilden,
daß es einerseits selbsttragend ist, andererseits aber schnell und leicht abgebaut werden kann.
Zur Lö jng dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Gelenke so ausgebildet sind,
daß nur ein Teil der stabförmigen Elemente wenigstens in einem gewissen Grade in bezug auf die ihnen
zugeordneten Gelenke mit mehr als einem Freiheitsgrad bewegbar ist, während die anderen stabförmigen
Elemente in bezug auf die ihneu zugeordneten Gelenke
sich nur in einer Ebene bewegen können, und daß die Gelenke mit ihnen zusammenhängende Führungs-
und Anschlagvorrichtungen aufweisen, die im vollständig aufgestellte! Zustand des Stabnetzwerkes
eindeutig die Winkelstellung der ihnen zugeordneten stabförm.gen Elemente sowohl in bezug auf jeweils
jedes andere stabförmige Element als auch in bezug auf die jeweilige mittlere Symmetrieachse der Gelenke
festlegen.
Das erfindungsgemäße Stabnetzwerk mit seiner von ebenen oder räumlichen Polygonen mit 2 η Seiten
gebildeten Polyederstruktur ist auf Grund seiner Geometrie und der Konstruktion der Gelenke im aufgespannten
Zustand selbsttragend und benötigt hier/u keine Stützmasten oder Abspannseile. Es gibt also
keine hervorstehenden kabelähnlichen und daher u. U, Schlingen und Knoten bildende Fixierüngsvorrichtungen,
durch welche das Stabnetzwerk beeinträchtigt würde. Die Stabelemente stützen sich gegenseitig.
Die Stabilität des Stabnetzwerkes im aufgespannten Zustand rrklärt sich dadurch, daß die
Gelenke je nach der äußeren Form der Gitterwerk
struktur auf mindestens einer gekrümmten Fläche liegen. Dabei sind im aufgespannten Zustand des Stabnetzwerkes
die an einem Teil der Gelenke ansetzenden Stäbe um mehr als 1JO0 aus ihrer Stellung
verschenkt, die sie im zusammengefalteten Zustand des Stabnetzwerkes einnehmen. Das heißt, daß die
Fußpunkte der kopfseitig mit jeweils ein und demselben Gelenk verbundenen Stäbe mit diesem kopfseitigen
Gelenk nicht in einer Ebene liegen, da diese Gelenke durch die von den Fußpunkten der jeweils mit
ihnen verbundenen Stäbe aufgespannte Ebene hindurchgedrückt werden müssen, bevor die Stäbe an den
jeweiligen Anschlagvorrichtungen anliegen und damit eine definierte Winkelstellung einnehmen. Beim
Durchgang des betreffenden Gelenkes durch die von den Fußpunkten der mit ihm verbundenen Stäbe aufgespannte
Ebene müßten sich die Fußpunkte der mit ihm verbundenen Stäbe weiter voneinander entfernen,
als dies auf Grund ihrer durch die Geometrie der Anordnung definierten Lage -uf der gekrümmten
Fläche zulässig ist. Das bedeutet daß zumindest das
beim Aufspannen des Stabnetzwerkes zuletzt in seine korrekte Lage gebrachte Gelenk nur unter Ausnutzung
einer gewissen elastischen Verformung des gesamten Stabnetzwerkes und mit einer gewissen Kraft
durch die von den Fußpunkten der Stäbe aufgespannte Ebene hindurchgedrückt werden kann. Umgekehrt
bedarf es beim Zusammenfalten der Gitterwerkstrui.-tur der gleichen Kraft, um das Gefcnk wieder durch
die von den Fußpunkten aufgespannte Ebene hindurch/udrücken. Ein selbsttätiges Zusammensacken
der Struktur ist daher nicht möglich. Wie man aus der
vorstehenden Beschreibung erkennt, ist das erfindungsgemaße Stabnetzwerk nicht nur sehr einfach
aufzuspannen, sondern auch ebenso einfach wieder zusammenzuklappen. Hierzu werden die Stäbe unter
Überwindung des obengenannten elastischen Widerstandes zunächst in den Gelenken abgeknickt und das
so entstandene »raumliche Zickzack« wird sodann fortschreitend zusammengedruckt, bis die Stäbe im
wesentlichen parallel zueinander liegen und ein kompaktes Bündel bilden.
Da jeder Stab des Stabnetzwerkes lediglich zwei Gelenke besitzt, kann das Stahnetzwerk so angesehen
werden, als würde es eine Einzelschiclit. oder in einem
anderen Ausführungsbeispiel ein Doppelschichtgitter bzw. ein Doppelschichtnetz bilden. Mit anderen Worten,
alle Gelenke liegen auf einer beispielsweise kuppeiförmig oder zylindrisch gekrümmten Fläche oder
in einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung auf zwei derartigen konzentrischen oder koaxialen
Flachen mit leicht verschiedenen Radien.
Obwohl das Stabnetzwerk, wie oben erläutert
wuide. selbsttragend ist. können wenigstens einige der Gelenke mit Vernegt iungselementen "ersehen sein,
die entweder integrale ieile der Gelnnke bilden oder
an diesen losbar angebracht sind. Dabei dienen diese Verriegelungselemente oder Versteifungseinrichtu-igen
jedoch lediglich dazu, äußere konzentrierte oder
zufallige Kräfte, wie beispielsweise Stöße oder Windböen,
aufzunehmen. Diese Verriegelungsmittel können binnen weniger Sekunden nach dem Errichten des
Stabnetzwerkes angebracht Und Vor seinem Abbau wieder außer Funktion gesetzt werden. Für das Aufstellen
öder Zusammenfalten des erfindungsgemäßen
Stabnetzwerkes werden insgesamt nur wenige Minuten benötigt. Diese Zeit wird auch durch die mögliche
Verwendung von zusätzlichen Versteifungseinrich-
hingen oder VefficgclungselemeiTten nicht wesentlich
verlängert. Die Summe aus der Aufstcllungs- und der Zusammenklappzeit stellt somit nur einen Bruchteil
der voraussichtlichen Benützungszeit der Stabnetzwcrkc dar, was eine Vorbedingung für die nützliche
Anwendung Von zusammenklappbaren Strukturen für die von der vorliegenden Erfindung vorgesehenen
Verwendungszwecke ist.
In bezug auf die Geometrien der erfindungsgemäßen Strukturen kann gesagt werden, daß die den
Strukturen zugrundeliegenden Grundformen Vorwiegend sphärisch oder zylindrisch sind. Im letzteren Fall
!kann die Symmetrieachse der zylindrischen Mantelfläche, die auch die Achse der Struktur ist, entweder
parallel oder senkrecht zu dem Boden bzw. der Erde verlaufen. Zylindrische Strukturen mit einer senkrechten
Symmetrieachse können an dem oberen Ende durch Aufsetzen einer Pyramide abgeschlossen werden,
die C'"C »-gonnlp Symmetrie aufweist, die gleich
der Symmetrie des zylindrischen Gitterwerks ist. Die Gesamtzahl der stabförmigen Elemente, die durch
eine geeignete Zahl von Gelenken miteinander verbunden sind, bildet somit ein räumliches Gitter, bzw.
Gitterwerk, das im wesentlichen den zugrundeliegenden Grundformen, wie sie oben beschrieben werden,
folgt. Die tatsächliche Anzahl von stabförmigen Elementen, die für ein besonderes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung erforderlich ist, ist entweder gleich der idealen Anzahl von stabförmigen Elementen,
die von der theoretischen Formgebung der Struktur vorgeschrieben ist oder aber von dieser idealen
Anzahl verschieden, wobei in diesem letzteren Falle eines oder mehrere Elemente entweder entfernt
oder hinzugefügt werden, um einen Zugang zu der Struktur zu schaffen oder um Verbindungsöffnungen
oder Durchgänge zwischen mehreren dieser Strukturen oder irgendeiner Kombination hieraus vorzusehen.
Dabei ist jedoch zu betonen, daß das Stabnetzwerk in jedem Falle so ausgebildet ist, daß weder beim
Aufspannen des Stabnetzwerkes strukturelle Elemente hinzugefügt werden müssen noch beim Zusammenfalten
des Stabnetzwerkes strukturelle Elemente entfernt werden müssen.
Ein weiteres Merkmal der erfindungsgemäßen Stabnetzwerke besteht darin, daß sie mit einem oder
mehreren gleichartigen Stabnetzwerken beliebiger Gestalt zu einer komplexen Struktur verbindbar sind.
Die vorgeschlagenen Stabnetzwerke benötigen keinerlei Stützelemente innerhalb oder außerhalb des
\on ihnen umschlossenen Raumes, und sie können sowohl mit als auch ohne Spannschnüre am Boden verankert
werden.
Die erfindungsgemäßen Stabnetzwerke können wenigstens eine biegsame Deckhaut tragen, die entweder
auf der Innenseite oder der Außenseite der Struktur befestigt sein kann. Es können auch mehrere
Deckhäute vorgesehen sein, von denen einige an der Innenseite und andere auf der Außenseite des Stabnet7werkes
befestigt werden können. Das Stabnetzwerk kann zusammen mit der Deckhaut oder den
Deckhäuten zusammengeklappt und/oder aufgestellt werden. Alternativ hierzu kann man die Deckhaut
oder die Deckhäute auch nach dem Aufstellen des Stabnetzwerkes an diesem befestigen oder vor dem
Zusammenfalten des Stabnetzwerkes abnehmen. Die Deckhäute oder Hüllen können aus irgendeinem
biegsamen Material bestehen, z. B. aus Geweben aus natürlichen, künstlichen oder gemischten Fasern. Als
Deckmatcrial kann jedoch auch steifes oder halbsteifes
Plattenmatcrial verwendet werden, wie etwa ein metallisches Material, Kunststoffmatcrial, Papier, mineralisches
Material usw. Im letzteren Falle können Ί die Platten miteinander und mit der Struktur etwa
durch Schnüren, Kleben, Schweißen, Nieten und/oder durch geeignet angeordnete und geformte Verbindurigsvörfichtungcn,
wie etwa Haken, Ringe, Klemmen, Schnäpper u. dgl. verbunden werden,
in Die erfindungsgemäßen Stabnetzwerke können als Zelte und Bungalows für Ausflüge, als alleinstehende Stände für Ausstellungen und Messen, als Erste-Hilfc-Slationen und Notkrankenhäuser, als provisorische Lagereinrichtungen und als transportable Verpackungsschuppcn, als vorübergehende Arbeilsunterkünfte ti. dgl. verwendet werden. Die Figuren erläutern die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen. Es zeigt
in Die erfindungsgemäßen Stabnetzwerke können als Zelte und Bungalows für Ausflüge, als alleinstehende Stände für Ausstellungen und Messen, als Erste-Hilfc-Slationen und Notkrankenhäuser, als provisorische Lagereinrichtungen und als transportable Verpackungsschuppcn, als vorübergehende Arbeilsunterkünfte ti. dgl. verwendet werden. Die Figuren erläutern die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen. Es zeigt
Fig. 1 einen Aufriß einer kuppclförmigcn Struktur
gemäß der vorliegenden Erfindung,
Fig. 2 einen Grundriß der in Fig. 1 gezeigten Struktur,
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer besonderen Ausführungsform eines stabförmigen Elementes,
is Fig 4 eine perspektivische Ansicht einer besonderen
Ausführungsform eines kugelgelenkartigen Gelenks,
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht einer anderen Ausführungsform eines kugelgelenkartigen Gelenks,
Fig. 6 ein Gelenk nach Art einer Zunge mit einem Schlitz.
Fig. 7 eine zusammengesetzte Struktur, die durch Vereinigung von zwei Strukturen entstanden ist, wie
sie in Fig. 1 gezeigt sind,
j5 Fig. 8 das zusammenhängende Bündel von stabförmigen
Elementen, das sich bei einer vollständig zusammengeklappten Struktur etwa gemäß Fig. 1 ergibt,
Fig. 9 und Klein weiteres Ausführungsbeispiel der
erfindungsgemäßen Struktur mit einer anderen Geometrie im Grundriß bzw. im Aufriß.
' Neben der allgemeinen Struktur einer besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stabnetzwerkes zeigen die Fig. 1 und 2 auch die genaue Lage aller Stab- und Verbindungselemente. Die Ziffern 1 bezeichnen die Stabelemente und die Ziffern 2 die Verbindungselemente oder Gelenke. Die verschiedenen Typen dieser Elemente sind durch Buchstaben angezeigt. Es bezeichnet:
IA ein stabförmiges Element mit zwei zungenförmigen Enden,
' Neben der allgemeinen Struktur einer besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stabnetzwerkes zeigen die Fig. 1 und 2 auch die genaue Lage aller Stab- und Verbindungselemente. Die Ziffern 1 bezeichnen die Stabelemente und die Ziffern 2 die Verbindungselemente oder Gelenke. Die verschiedenen Typen dieser Elemente sind durch Buchstaben angezeigt. Es bezeichnet:
IA ein stabförmiges Element mit zwei zungenförmigen Enden,
Iß ein stabförmiges Element mit einem zungenförmigen
Ende und einem kugelförmigen Ende (Fig-3),
2A ein Zungen- und Schlitzgelenk, das fünf stabförmige
Elemente IA aufnimmt,
IB ein Zungen- und Schlitzgelenk, das drei stabförmige Elemente aufnimmt (Fig. 5),
2 C ein kugelgelenkartiges Gelenk, das fünf stabförbo mige Elemente aufnimmt (Fig. 4),
IB ein Zungen- und Schlitzgelenk, das drei stabförmige Elemente aufnimmt (Fig. 5),
2 C ein kugelgelenkartiges Gelenk, das fünf stabförbo mige Elemente aufnimmt (Fig. 4),
ID bodenberührende Gelenke. Entsprechend ihrer
Geometrie gehören diese Gelenke eigentlich der Gruppe 2 C an. Sie nehmen jedoch jeweils lediglich
drei Stäbe auf, von denen der mittlere Stab (der in der meridionalen Ebene der sphärischen
Konfiguration liegt) nicht die durch die Kugelgelenke gewährte Bewegungsfreiheit benötigt und
daher mit einem Zungengelenk versehen sein
kann.
Eine besondere Ausführungsform einer Eintrittsöffnung, die in Fig. 2 durch einen Pfeil bezeichnet
Ist, wird durch Gelenke und Stäbe 2ΰά-\ΑΛ-2ΒΛ-
iBj-2Cd-lBd-2 B11-I Aj-ID1, begrenzt. Jedes der
Gelenke 2D1, und 2Q nimmt ein stabförmiges Element
weniger auf als die gleichnamigen Gelenke ohne Index.
Das stabförmige Element selbst, das entweder hohl oder voll ausgebildet sein kann und aus irgendeinem
geeigneten Material, wie Stahl, Leichtmetall oder Kunststoff, Holz oder irgendeiner Kombination solcher
Materialien bestehen kann, ist eingehender in Fig. 3 dargestellt, die eine bevorzugte Ausführungsform zeigt. Der Körper 3 des stabförmigen Elementes
ist an seinem einen Ende mit einem kugelförmigen Endstück 4 verbunden, das die Kugel für ein Kugelgelenk
bildet. Das andere Ende des Körpers 3 des Elementes ist mit einem zungenförmigen Endstück 5 verbunden,
das die Zunge eines nach Art eines Zungen- und Schlitzgelenkes ausgebildeten Gelenkes darstellt.
An der Zunge 5 ist ein Zapfen 6 angebracht.
Eine besondere Ausführungsform eines kugelgelenkartigen Gelenks ist in Fig. 4 dargestellt. Man erkennt
zwei den Körper dieses Gelenkes bildende Hälften 7 und-8, einen an dem Gelenk angebrachten
Verriegelungsteller 9, eine T-förmige Mutter 10, die den Verriegelungsteller 9 herunterdrückt, einen Bolzen
11, einen hakenförmigen Bolzenkopf 12, der zur Befestigungeiner Hülle dient, und U-förmige Einrastkerben,
die Anschläge 13 und Führungsflächen 13a aufweisen, weiche dazu dienen, die Lage der stabförmigen
Elemente in bezug auf dieses Gelenk festzulegen, sobald das Stabnetzwerk vollständig aufgestellt
ist. Ein Ende 14 eines solchen Elementes ist durch strichpunktierte Linien angedeutet.
Nachdem der Verriegelungsteller 9 in der erforderlichen Weise abgenommen worden ist, können die
Kugelhälse an den stabförmigen Elementen beim Zusammenklappen der Struktur zunächst nur in einer
Ebene bewegt werden, da sie anfänglich noch zwischen den parallelen Wänden der U-förmigen Einrastkerbe
begrenzt sind. Sobald jedoch der Kugelhals die Einrastkerbe verlassen hat, können die stabförmigen
Elemente und der Körper des Gelenks die verhältnismäßig komplexen Bewegungen ausführen, die
erforderlich sind, um die stabförmigen Elemente aneinander anzuklappen und das Stabnetzwerk zu dem
in Fig. 8 dargestellten kompakten Bündel zusammenzufalten. Beim Aufstellen des Stabnetzwerkes
können die Kugelhälse an den stabförmigen Elementen den komplexen, nicht notwendigerweisde symmetrischen
Zugkräften folgen, bis sie mit den Führungsflächen 13a in Berührung kommen, die sie schließlich
in die U-förmige Einkerbung hineinführen, wo ihre Bewegung durch die Anschlagflächen 13 begrenzt
wird.
Ein anderes Ausführungsbeispiel eines kugelgelenkartigen Gelenks ist in Fig. 5 gezeigt. Hier ist das
Verriegelungselement ein integraler Teil des Gelenks und besteht aus einem becherförmigen Teil 15, der
in einer der Gelenkhälften drehbar ist und eine Anzahl von über einen Teil des Umfangs verlaufenden Schlitzen
16 aufweist, durch die die Kugelhälse im offenen Zustand des Verriegelungselementes in U-förmige
Lagebestiminungskerben 16a eingeführt und eingerastet
werden können. Durch eine Drehung des Verriegelungsbechers 15, die durch Greifansätze 17 erleichtert
wird, werden die Ausgänge 16b der Kerben 16if blockiert, wodurch Verhindert wird, daß die Kugelhälse
ihre jeweilige Kerbe verlassen.
Eine bevorzugte Ausführungsform eines Zungen- und Schlitzgelenkes ist in Fig. 6 dargestellt. Bei diesem
Gelenk können sich die Elemente nur in einer Ebene bewegen, da die Führungsschlitze 19r/ im wesentlichen
dieselbe Breite wie die Zungen 22 aufweisen. Bei dieser Ausführungsform werden zwei Hälften
ίο 18 und 19 des Gelenkes durch einen mit einem hakenförmigen
Kopf 21 versehenen Bolzen 20 zusammengehalten. Das angedeutete zungenförmige Ende 22
des stabförmigen Elementes 23 ist mit einem Zapfen 24 versehen, der in einer der Gelenkhälften drehbar
gelagert ist. Der Boden 18a des Führungsschlitzes 19n der oberen Hälfte 18 dient als Anschlag.
In Fig. 7 sind zwei kuppelartige Strukturen von der Art sezeigt, wie sie in Fig. 1 dargestellt sind, die so
miteinander verbunden sind, daß sie eine größere und komplexere Struktur bilden. Hier sind die Grundstrukturen
mit 25 und 26 und die Verbindungszubehörteile mit 27 und 28 bezeichnet.
Ein Bündel aus zusammenhängenden stabförmigen Elementen, wie es sich im vollständig zusammengeklappten
Zustand der in Fig. 1 gezeigten Struktur darstellt, ist in Fig. 8 gezeigt. Die dicht zusammengefalteten
stabförmigen Elemente liegen im zusammengeklappten Zustand des Stabnetzwerkes im wesentlichen
parallel zueinander, wobei einige der Gelenke an der Oberseite des Bündels und die anderen Gelenke
an der Unterseite des Bündels liegen. In dem gezeigten Beispiel wurde die Deckhaut bzw. Hülle vor
dem Zusammenklappen der Struktur abgenommen, obgleich dies in der Praxis nicht notwendig ist.
Ein anderes Ausführungsbeispiel der vorgeschlagenen Stabnetzwerke ist in Fig. 9 und 10 dargestellt.
Hier handelt es sich um eine grundsätzlich zylindrische Struktur mit einer vertikalen Symmetrieachse, wobei
die Struktur an dem oberen Ende durch eine Pyramide abgeschlossen ist.
Im folgenden soll ein bevorzugter Aufstellvorgang für die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Ausführungsform beschrieben werden:
1. Das in Fig. 8 schematisch dargestellte Bündel aus parallelen stabförmigen Elementen wird so
auf den Boden gesetzt, daß die stabförmigen Elemente im wesentlichen senkrecht verlaufen
und daß die kugelgelenkartigen Gelenke 2 D den Boden berühren.
2. Die fünf bodenberührenden Gelenke 2D (Fig. 8) werden nun so weit wie möglich radial
nach außen gezogen, wodurch die Struktur während dieses Arbeitsvorganges ein spinnenartiges
Aussehen erhält.
3. Eine der Personen, die sich mit der Aufstellung der Struktur befassen (im folgenden als »Aufsteller«
bezeichnet), hebt nun die beiden oberen, die Eintrittsöffnung begrenzenden Stäbe Iß
(Fig. 2) in die Höhe, wodurch ein zweiter Aufsteller sich selbst unter die nunmehr teilweise
entfaltete Struktur stellen kann.
4. Der zweite Aufsteller hebt nunmehr das zentrale Gelenk 2A an und hält es hoch, während der
erste Aufsteller die peripheren 5-Elemente-Gelenke 2 C und das 4-EIemente-GeIenk 2 Q
(Fi g. 2) der Eintrittsöffnung nach außen zieht.
5. Die fünf den Erdboden berührenden Gelenke 2D (Fig. 1 und T) werden nun von Hand so weit
wie möglich nach außen gekippt und hochkant gestellt. Die Verriegelungsteller 9 (Fig. 4) werden
jetzt an jedem der fünf kugelgelenkartigen Gelenke 2 C dadurch angebracht, daß diese Gelenke
zunächst nach außen gezogen werden, bis alle Kugelhälse richtig gegen die Anschläge 13
(Fig. 4) ihrer jeweiligen Einrastker'oen anliegen. Sodann werden die Verriegelungsteller 9 so aufgesetzt,
daß ihre Schlitze 9a (Fig. 4) parallel zu der T-Mutter 10 (Fig. 4) liegen. Danach Werden
die Teller um ungefähr 90° gedreht. Das Stabnetzwerk ist nun aufgestellt und kann am Boden
verankert werden, wenn es die Umstände erfordern.
Der Zusammenklappvorgang stellt im wesentlichen eine Umkehrung des oben beschriebenen Aufsteliungsvorgangs
dar und läuft folgendermaßen ab:
L Die fünf untersten Gelenke ID (Fig. 1 und 2),
auf denen das Siauneizwefk s'iciit, wefueii gekippt
bzw. verschwenkt, bis sie mit ihrer Tellerebene im wesentlichen senkrecht zu dem mittleren
ihrer drei stabförmigen Elemente liegen.
2. Die Verriegclungsteller 9 (Fig. 4) werden nach einer Drehung um etwa 90° von den Gelenken
IC abgenommen.
3/Das zentrale Gelenk 2/1 (Fig. 1 und 2) wird heruntergezogen,
wodurch die oberste Pyramide des Stabnetzwerkes nach innen gekehrt wird. Da während dieses und der nachfolgenden Zusammenklappschritte
zuerst alle und später wenigstens einige der Stabenden auf Grund der besonderen Konstruktion der Gelenke noch in einem
Winkel in einer oder zwei Ebenen liegen, wird
durch die leichte Beanspruchung bzw. Verformung, die durch das Nachinnenkehren der nach
einwärts gefalteten Pyramiden auftritt, eine ausreichende Reibung erzeugt, so daß dieses Nachinnenkehren,
d. h. das Zusammenklappen, in kontrollierter Weise und nicht in Form eines völligen
Zusammenbruchs des Stabnetzwerkes durchgeführt werden kann.
4. Die übrigen sich nach innen faltenden Pyramidenspitzen werden umgekehrt, indem sie nach
innen gedruckt werden, wobei auch hier der
Kontrolleffekt vorhanden ist.
5. Die jetzt etwa spinnenartige, im wesentlichen zusammengeklappte Struktur wird zu einem
Bündel von praktisch parallelen Stäben dadurch gemacht, daß man alle fünf »Spinnenbeine« gegen
die Mitte hin schiebt.
Wie die vorstehende Beschreibung gezeigt hat, liegt eines der Hauptmerkmale der erfii'idungsgemäßen
Stabnetzwerke in der besonderen Konstruktion der Gelenke mit ihren Eingriffs-, Führungs- und Anschlagmitteln,
welche den betreffenden Enden der stabförmigen Elemente verschiedene und sorgfältig
bestimmte Freiheitsgrade sowohl relativ zueinander als auch relativ zu der jeweiligen zentralen Symmetrieachse
durch die von den Gelenken gebildeten Scheitelpunkte des Stabnetzwerkes ermöglichen, so
daß die jeweilige spezielle Winkelstellung eines jeden stabförmigen Elementes innerhalb des gesamten
Stabnetzwerkes durch die Gesamtgeomelrie definiert und begrenzt ist. Dadurch ist das Stabnetzwerk nicht
nur im aufgespannten Zustand selbsttragend, sondern auch in kürzester Zeit aufspannbar und zusammenklappbar.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Dreidimensionales Stabnetzwerk., insbesondere für zeltartige Behelfsbauwerke, mit einer
Vielzahl von geradlinigen, im wesentlichen steifen, durch Gelenke miteinander verbundenen stabförmigen
Elementen, die ebene oder räumliche Polygone mit einer geraden Anzahl von Seiten bilden,
wobei das Stabnetzwerk zu einem Bündel zusammenklappbar ist, dessen Länge im wesentlichen
gleich der Länge eines einzelnen stabförmigen Elementes ist, dadurch gekennzeichnet, daß
die Gelenke (2/4, 2ß, IC, ID) so ausgebildet
sind, daß nur ein Teil der stabförmigen Elemente (Iß) wenigstens in einem gewissen Grade in bezug
auf die ihnen zugeordneten Gelenke (2C, 2D) mit mehr als einem Freiheitsgrad bewegbar ist, während
die anderen stabförmigen Elemente (1/4) in bezug auf Jie ihnen zugeordneten Gelenke (2/1,
2 S) sich nur in einer Ebene bewegen können, und daß die Gelenke (2/4, 2ß, IC, 2D) mit ihnen zusammenhängende
Führungs- und Anschlagvorrichtungen (13, 13a bzw. 15, 16, 16a bzw. 18a,
19a) aufweisen, die im vollständig aufgestellten Zustand des Stabnetzwerkes eindeutig die Winkelstellung
der ihnen zugeordneten stabförmigen Elemente (1/4, Iß) sowohl in bezug auf jeweils
jedes andere stabförmige Element (1/4, Iß) als
auch in bezug auf die jeweilige mittlere Symmetrieachse d.-r Gelenke (2/4, 2ß, 2C, 2D) festlegen
2. Stabnetzwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die für seine jeweilige Gestalt theoretisch notwendige Anzahl der stabförmigen
Elemente (1/4, Iß) um ein oder mehrere stabförmige
Elemente (1/4, Iß) vermehrbar oder verringerbar
ist.
3. Stabnetzwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es mit einem oder
mehreren gleichaitigen Stabnetzwerken beliebiger Gestalt zu einer komplexen Struktur verbindbar
ist.
4. Stabnetzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens
einige der Gelenke (2 C, 2D) mit Verriegelungsclementen (9,15) versehen sind, die entweder integrale
Teile der Gelenke bilden oder an diesen lösbar angebracht sind.
5. Stabnetzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der
Gelenke (2/4, IR, IC, 2D) Befestigungsmittel
(12,21)füreineodermehrere flexible Hüllen vorgesehen
sind und daß die Hülle oder die Hüllen in ihrer Lage verbleiben, wenn das Stabnetzwerk
zusammengeklappt wird.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |