DE2548817A1 - Selbsttragendes gebilde - Google Patents

Description

PATENTANWALT Anw. Akte:

Dipl.-lng. Wolfgang K. Rauh 1·512

51 AACHEN 2548817

Krefelder Straße 35 ■ Telefon 36452

PATENTANMELDU NG

Anmelder: Theadors Ro ZeiQler Washington OoC· 20Q09» USA Priorität: USA, 6. November 1974, Us«S«sr.>NOo 521 472

Bezeichnung: Selbsttragende» Gebilde

Qi® Erfindung betrifft ein selbsttragendes Gsbilda aus U®tzw®$k säulen« odar stabförmig er miteinander

Elemente,

Es cibt ~.itt& Ansah! von Vorschlägen für Gebäude diss aus säulenartigan odar etsbartigan Elementen §£unübQüi3lB(?ss nte sufgabaut merdsn, wobei diese als Strebsn tJIanan«. Hsiat ist elnaro Netzesrk aus Stäben stm? Stsffbaspannung ^u^esrdnet· Ee ist bei derarfcigan

ti eush üblich» daS sis siats siiseffiisanlsgen cdsr n isssafi können, so da8 siSf as iass»®? dies ge=- «i?ri, aufgebaut» auaged«shnt oder* falls arfordsrlish ^U/aüss @rüilnseht_? in zisJBlish ksspskto Fora susasisisfigs=' uardsn kännen» ssi as zur tsgasung, sai se sura Trans» Gebilde dissar allga^sifigr» Äst. sollen, ssann

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= 2»

sis einmal aufgestellt sind» an Ort und Stelle stehenbleiben, wozu diejenigen Gebilde gehören» die als geodätische Strukturen oder Netzbauiuerke bezeichnet werden.

Wenn derartige Bauwerke am Ausstellungsort verbleiben sollen, werden die stäbe» oder säulenartigen Elemente starr miteinander verbunden» während diese Verbindungen bei ausdehnbaren, mobilen und zusammenlegbaren Gebilden gewöhnlich gelenkig miteinander verbunden sind· Seispiele für derartigezusammenlegbarebztu. ausdehnbare Gebilde sind in den US-Patentschriften 3 "185 164, 3 496 687 und 3 71u 606 beschrieben.

Diese Patentschriften geben ein gutes Beispiel dafür, daü as bei den bisherigen Gebilden dieser Art als notwendig erachtet wurde, zu verschiedenen Typen außerordentlicher Sperreinrichtungen Zuflucht zu nehmen. So ist bei der US-PS 3 185 164 nicht nur ein System von Drähten a,b erforderlich, um die ausgedehnte Form der Konstruktion zu bilden, sondern sind darüberhinaue weitere Drähte c nötig, um dieae Form überhaupt zu ermöglichen, d.h. eine selbsttragende Konstruktion überhaupt erst zu schaffen. In der US-PS 3 710 BÜ6 ist sin anderer Weg dargestellt, bei den Scherengelenke mit Knotenpunktverbindungen vorgesehen sind.

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Bei allen bekennten Konstruktionen, ausgenommen solchen» wo zwangläufige Sperreinrichtungen verwendet werden» ist die konstruktive Zuverlässigkeit des aufgestellten Gebildes nicht groß und niemand verwendet eine Anordnung, bei der die konstruktive Zuverlässigkeit von einer Beziehung zwischen den stabartigen Elementen abhängt« die von der errichteten Form selbst erzielt wird und sich nicht aus den Gelenkverbindungen der Stabeleraente ergibt.

Demgemäß richtet sich die vorliegende Erfindung auf ein Bauwerk bzw» Gebilde, das nach seiner Konstruktion selbsttragend ist und doch zugleich die Möglichkeit freier Gelenkverbindungen der säulenartigen oder stabartigen Elemente zuläßt. Die erfindungagemäße Vorrichtung leitet ihre selbsttragende Eigenschaft in natürlicher Folge aus der endgültigen ausgedehnten Form her.

Es kann dann zwar eine Stoffbespannung vorgesehen sein, doch ist diese keineswegs erforderlich, um das Gebilde überhaupt selbsttragend zu machen. Die stabartigen Elemente können ständig freigelenkig miteinander verbunden * bleiben und erfordern keine zusätzliche Sperrung» Während das fertig aufgestellte, ausgedehnte Gebilde durch be~ senders Einrichtungen auch versteift werden kann, ist es hin« sichtlich seiner an sich vorhandenen,selbsttragenden Eigen-

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echaften hiervon nicht abhängig.

Die Erfindung wird darin gesehen, daß daβ Netzwerk aus zwei Systemen dieser Elemente gebildet ist, daß jedes System aus Elementen besteht, deren Enden in über das ganze Gebilde verteilten, abwechselnden inneren und äußeren Scheitelpunkten miteinander verbunden sind, und daß mindestens einige der Elemente des einen Systeme Elemente des anderen Systems kreuzen und mit diesen verbunden sind«

Die außen gelegenen der paarweise angeordneten Scheitel» punkte sind über die Oberfläche eines Rotationskörpers z,8. einer Halbkugel verteilt und durch stabförmige Elemente miteinender so verbunden, dai jeweils zwei benachbarte äußere Scheitelpunkte durch ein fluchtend gestrecktes Elementenpaar miteinander verbunden ist, dessen Gelenkstalle einen inneren Scheitelpunkt bildet und über ein weiteres Element mit einem weiteren äußeren Scheitelpunkt in Verbindung steht. Weitere «n diese» inneren Scheitelpunkt angreifende Elemente liegen in dar gleichen Ebene, in der auch das erstgenannte Eleroentenpaar liegt. Dies ist das wesentliche Merkmal der Erfindung·

Ein weiteras wesentliches Harkmal der Erfindung besteht darin, daß weitere Elementenpaare vorgesehen sind, die

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einander kreuzen, an den Kreuzungastellen gelenkig miteinander verbunden sind und deren Enden an weiteren gekreuzten Elsmentenpaaren gelenkig angeschlossen sind. Auf diese Weiss ergeben sich Stränge derart krauziaeise uerfaundenar Elementenpaare, sogenannte ^raLeiterstränge^H, die sich bogenförmig in dem Gebilde erstrecken. Dabei sind an einigen Krsuzungsstellen die Gelenkstifte tseg« gelassen. Hierdurch ist es möglich ohna Beeinträchtigung der Eigenstabilität des selbsttragenden Gebildes, dessen Zusammenleobsrkeit zu ermöglichen. Diaa geht soweit, daß sich ein ^programmierter" Aufbau bzau eine programmierte Zusammenlagung dea Gebildes in sinfschar und festgelegter üeise ergeben kann· Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Uniaransprüchsn.

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Nachstehend ist die Erfindung anhand von Zeichnungsbeispielan näher erläutert und zwar zeigen»

Fig.1 eine perspektivische Ansicht einer Auaführungeforra gemäß der Erfindung,

Fig.2 eine perspektivische Aneicht der Aueführungsform gersaß Fig.1 in zusammengelegtem Zustand,

Fig.? eine perspektivische Ausbildung eines Teiles des Netzwerkes der Ausführungsform nach Fig.1, Fig.4 eine Draufsicht auf einen Teil des Netzwerkes, Fig,5 eine Ansicht eines Teiles eines Leiterstranges,

Fig.6 eine Ansicht eines Leitarstrangae der Fig.5 in zusammengelegtem Zustand,

Fig.7 9ine Ansieht des zusammengefalteten Leitsrstranges,

Fig*a bis 11 einen Teil des Netzwerkes in aufeinander» folgenden Stellungen zwischen voll ausgedehnte«» und zusammen gelegtem Zustand,

Fig.12 eine vergrößerte Darstellung eines Knotenpunktes im Querschnitt,

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Fig.13 eins Draufsicht zu rig.12,

Fig.14 eine perspektivische Ansieht eines Elementes und eines Gelenkdrahtes,

Fig.15 eine perspektivische Ansicht einer abgewandelten Bauart gemäß der Erfindung, die, falle erforderlich, versendet »erden kann, um eins größere Festigkeit zu erzielen,

Fig.16 bis 16 eine Ausführung mit inneren und äußeren Bespannungen,

Fig·19 bis 20 eine weitere Aueführungafarm gemäß der Erfindung,

Fig. 21,22 zwei AuaführungsfGreen, bei denen eine sich über 360 erstreckende Umfsngaflache sinee Rotationskörpers erzielt ist,

Fig.23,24 die zusammengelegten Einrichtungen entsprechend den Fig*21 bzw» 22,

Fig.25 bis 26 schematischs Ansichten der Verbindungen genau Fig.1 und

'Fig.2? ein« «eitere erfindungsgamaOe Aueführungsform.

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In Fig.1 besteht das selbsttragende Gebilde 10 aus einem Netzssrk 12 stab» ader säulenförmiger Elemente, die mit einer Bespannung 14 aus Stoff od.dgl= geeignetem Werk= stoff versehen sein können. In Fig.1 ist diese Bespannung zur Hälfte weggelassen, um die Netzkonstruktion zu zeigen.

Das Gebilde der Fig.1 kann, wie die nachfolgende Beschreibung noch erläutert, zu einen Bündel 16 zusammen» gelegt werden, wie es in Fig.2 dargestellt ist.

Das erfindungsgemäße Gebilde besteht allgemein aus einam Rotationskörper, der, wie Fig.1 zeigt, z.B. halbkugelaetig ausgebildet ist, und dessen Pci durch einen Pfeil 18 gekennzeichnet ist· Nimmt man diesen Pol als Bezugspunkt, se sind einige Ableitungen und Beziehungen der Erfindung aus Fig.3 verständlichere

Sei dieser Ausführungeform schneiden sich zwei Elementen» gruppen am Pol, nämlich die Gruppe der Elemente 20,22,24, 26 und 28, die einander schneiden und miteinander am äußeren Scheitelpunkt 30 gelenkig verbunden sind und die Gruppe der Elemente 32,34,36,38 und 40, die am inneren Scheitelpunkt 42 gelenkig miteinander verbunden sind. Die äußeren und inneren Scheitelpunkte 30,42 bilden ein Scheitelpunktpaar* Andere Scheitelpunktpaare sind die Paare 44,46} 48«5G| 52,54} 56,58; 60,62$ 64,66; 68,70} 72,74} 76,7Ü und 80,62. Nach eine» Merken al der Erfindung liegen

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die äußeren Scheitelpunkte jeweils auf der Hantelfläche das Rotationskörpers, wobei jeweils die einander züge» ordneten inneren und äußeren Scheitelpunkte auf einer Linie fluchten, die senkrecht auf dieser Hantelfläche steht, d.h. das Scheitelpunktpaar 30,42 fluchtet mit dem Pol 18.

Ein weiteres Herkmal der Erfindung besteht darin, daß das Netzwerk se ausgebildet ist, daß die einzelnen Elemente der vorgenannten Gruppen von ihren entsprechenden Scheitelpunkten strahlenförmig ausgehen und gelenkig mit anderen Elementen in anderen Scheitelpunkten verbunden sindα So erstreckt sich z.S« das Element 22 yom äußeren Scheitel« punkt 30 zum inneren Scheitelpunkt 58, um es gelenkig mit den Elementen 82,64,86 und Θ8 verbunden ist. In ähnlicher Weise erstreckt eich z.B. das Element 34 vom inneren Scheitel» punkt 42 zura äußeren Scheitelpunkt 56 und ist dort mit den Elementen 90,92,94 und 96 gelenkig verbunden. Die äußeren Scheitelpunkts sind regelmäßig über die Mantelfläche des Rotationskörpers verteilt und zwischen jedem Satz äußerer und innerer Scheitelpunkte erstreckt sich ein Pear ge» icreuzter Elemente. So erstreckt sich z.8» das gekreuzte Paar der Elements 22,34 vom Scheitslpunktpaar 30,42 zum Scheitelpunktpaar 56,58 und bildet damit einen benachbarten Satz» Zumindest zum grüßten Teil sind, wie noch ausgeführt taird, diese gekreuzten Elementenpaare zwischen ihren Enden, d.h. an ihren Kreuzungsstellen, gelenkig miteinander verbunden·

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»10-

So ist beispielsweise das Elementenpaar 22,34 scherenartig durch einen Gelenkstift 98 verbunden. .

Ein weiteres Kennzeichen der Erfindung bedteht darin» daß jede Gruppe von Elementen, die einem inneren Scheitel zugeordnet ist und 3ieh von dieesm strahlenförmig zu benachbarten äußeren Scheitelpunkten erstreckt» in einer gemeinsamen Ebene liegt* So liegt die Gruppe der Elemente 22,82,64*86 und 88, die dem inneren Scheitelpunkt 58 zugeordnet ist, in einer gemeinsamen Ebene und erstreckt sich zu den benachbarten äußeren Scheitel» punkten 30,44,52,56 und 60. Diese grundlegenden Beziehungen wiederholen sich bei den Lagen aller Scheitelpunkte und den Längen aller Elements« Xn diesem Zusammenhang ist es mög~ lieh, daß alle Elemente die gleiche Länge haben,und für «in» destens die Mehrzahl der verwendeten Elemente ist dies usünschens« »art. Allerdinge sind bei der besonderen in Fig.1 darge° stellten AuafUhrungsform die dem Pel 18 am nächsten liegenden Elemente kurzer als die übrigen, »as noch im einzelnen erläutert wird.

Wenn, wie in Fig.1 stae Kombination kurzer und lenger Elemente verwendet wird, herrscht die in Fig_o4 gezeigte Beziehung vor. Wie die Zeichnung zeigt, müssen die imaginären kreise 100,102, 104 usw_o, die auf den Achsen der Sehaitelpunktpaare zentriert sind, einander an den Kreuzungepunkten der Elemente berühren, was «iederu* dia Länge des Jeweiligen Elementes bestimmt. So

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ainfll in Fig.1 drei Längen der Elemente vorhanden, wobei dia kürzesten Elemente vom Seheitelpunktpsar 30,42 ausgehen, während Elemente mit einer mittleren Länge, die den Kreisen 102 zugeordnet 3ind, um den Pol 1B gruppiert sind und die Elements mit Normallsnge, d.h. mit dar größten Länge» allen übrigen Kreisen 104 zugeordnet sind.

Folgt man den vorerwähnten Beziehungen* so umfaßt das Netzwerk eine Anzahl scherensrtiger Ketten oder Leiter« stränge» wobei eine Reihe von gekreuzten Elementanpaorsn sich bogenförmig in diesem Netzwerk erstreckt, wobei diese Leiterstränge zumindest im wesentlichen alle Elemente des Netzwerkes umfassen. Beispielsweise sind bei der in Fig.1 gezeigten Aueführungsform einige der Sehenkel 106 und 108 zweier Richtungen gezeigt, die zu den vorerwähnten bogen» förmigen Leitersträngen gehören, wobei erwähnt sei« daß andere Leiterstränge oder Richtungen parallel zu diesen ebenfalls im Nätzwerk vorhanden sind.

In jede« dieser Leiterstränge liegen Paare von Bit ihren Enden verbundenen Stäben i« wesentlichen axial fluchtend zueinander, d.h. entlang einer geraden Linie» wo das Gebilde errichtet ist und die Verbindungepunkte dieser Elementenpeer« die inneren Scheitelpunkte bilden,wobei die anderen Elements, dia sich an aclchsn inneren Scheitelpunkten verbinden, im wasentliehen in einer gemeinsamen

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Ebene liegen, wodurch Jede Gruppe von Elementen von einem inneren Scheitelpunkt zu denjenigen äußeren Scheitelpunkten verläuft, die denjenigen äußeren Scheitelpunkt umringen, der dem genannten inneren Scheitel» punkt zugeordnet ist»

Um eine Leiteretranganordnung und die Art und Weise, tuia sie zur selbsttragenden Eigenschaft beiträgt und doch zusammenlegbar ist, zu erläutern, sei auf die Fig.5 bis 7 verwiesen, die sich euf eine Ausführungsferm beziehen, die in Fig.27 dargestellt ££ und noch näher beschrieben wird. Bei diesen Figuren iet das Netzwerk der Elemente etwas anders ale dasjenige der Fig.1, da alle Leitsrstränge durch den Pol des Gebildes gehen. Es ist nur derjenige feil der Kette oder des Leiterstranges gezeigt, der aus den gekreuzten Elementen«· paaren 178,140; 142,144; 146,148 und 150,152 besteht. Oie Elemente 140 und 144 bilden zwei Elemente einer Gruppe, die im aesentlichan vom inneren Scheitelpunkt 154 in einer gemeinsamen Ebene ausgehen. Das gleiche gilt für die beiden Elemente 142,14b, die dem inneren Scheitelpunkt 156 zugeordnet sind, sowie den beiden Elementen 146,142, die dem inneren Scheitelpunkt 158 zugeordnet sind usw. für alle mit dieser Scherenkette verbundenen Scheitelpunkte« Alle gekreuzten Eieaentenpaare der Fig. 5 bis 7 sind an ihren Kreuzungspunkten gelenkig miteinander verbunden. Damit sie jedoch zusammengelegt «erden können, nuß jede Laitsr zwei .

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Krauzungepunkte aufweisen, die frei zueinender gleiten können« Dia Gleitpunkte sind äquidistant vom Mittelpunkt dar Leiter angeordnet. Die Fig.5 bis 7 zeigen auch drei Grundlängen der Elemente und, ähnlich «uiβ in Fig.4, dia ihnen zugeordneten Kreise 11)0* , 102* und 104«.

Bei den beschriebenen Gleitpunkten bewirkt eine nach unten gerichtete Zugkraft am mittleren inneren Scheitelpunkt 154, deß alle inneren Scheitelpunkte 154,156 und 158 sich nach unten zurückbeeegan, während ihre zugeordneten äußeren Scheitelpunkte 160,162 und 164 nach außen steigen, wie dies Fig_o6 zeigt. So beginnen dia Elementenpaare 140,144; 142,148 ' und 146,152 V-förmig nach unten aus ihrer gestreckten oder fluchtenden Stellung auszuweichen« Fig.7 zeigt dan Leiter» strang in völlig zusammengelegtem Zustand, wobei alle äußeren Scheitelpunkte zum mittleren äußeren Scheitelpunkt 16ü und alle inneren Scheitelpunkte entsprechend zum mittleren inneren Scheitelpunkt 154 zurückgezogen sind«

Die Fig.5 bis 7 zeigen ein «eitaraa Prinzip der Erfindung, das notwendig ist, um die Zussmmenlegbarkeit jedes Paares innerer und äußerer Scheitelpunkte zu ermöglichen. Um dies näher zu erklären, sei auf Fig.6 vermiesen, wo Gelenkpunkte, die gekreuzte Elemenetenpaare verbinden, mit den Bezugszeichen 322,324,325 und 327 bezeichnet sind.

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Um die Zusammenlegbarkeit zu erzielen, muß der Abstand vom äußeren Scheitelpunkt z.B. 16ü zu einem Kreuzungsgelenkpunkt 324 plus der Abstand vom entsprechenden inneren Scheitelpunkt 154 zum gleichen Kreuzungagelenkpunkt 324 gleich dem Abstand zwischen dem äußeren Scheitelpunkt 160 und dem Krauzungsgelanfspunkt 322 plus dem Abstand zwischen diesem Kreuzungsgelenkpunkt 322 und dem inneren Scheitelpunkt 154 sein. Diese Beziehungen müssen für alle gekreuzten Elementenpaare gelten, die jedem Paar innerer und äußerer Scheitelpunkte zugeordnet sind.

Dies erklärt beispielsweise, warum das getrennte Elementenpaar zwischen den Schsitelpunktpsaren 56,58 und 72,74 in Fig.4 ausgelassen werden muß, wenn das Gebilde zusammen» gelegt werden soll.

In Fig.4 sind zwei Kreise 102, 104, die eich nicht berühren, sondern überdecken dargestellt« Es ist somit bei den obigen Abetandbedingungen nicht möglich, diese bei den getrennten Elemantenpaaren einzuhalten, die die Scheitel» punktpaars 56,56 und 72,74 verbinden, weil dort nicht die gleichen Ahstandbezishungsn herrschen können, die für die übrigen dargestellten, gekreuzten £lernentanpaarβ gelten, doho bei denjenigen, die die Scheitelpunktpaare 56,5ü und alle weiteren Scheitelpunktpaare verbinden, die nicht das

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Scheitelpunktpaar 72,74 sind.

Damit das Netzwerk zu einem kompakten Bündel zusammengelegt werden kann, wie es Fig.2 zeigt» ist es nötig, daß jeder Leiteretrang zwei Punkte auf seiner Längserstreckung hat, wo die Gelenkverbindungen der gekreuzten Elementenpaare entweder ausgelassen oder entfernt sind. Diaea Beziehung» durchgeführt beim ganzen Netzwerk entlang einer zum Pol 18 der Fig.1 zentriachen Linie 110,bewirkt eine gesteuerte und mehrstufige Auedehnung oder Zusammenlegung des dargestellten Netzwerkes, wobei für alle ge» kreuzten Elatnentenpaare mit Ausnahme derjenigen, an den Kreuzungepunkten 112 und 114,Gelenkverbindungen an den Kreuzungsstalfcen vorgesehen sind.

Drückt man den inneren Scheitelpunkt 142 ata mittleren Scheitelpunktpaar 30,42 nach unten» so werden die benachbarten Elemente zunächst so aueweichen, wie dies in Fig.8 mit gestrichelten Linien angegeben ist» so daS sich die wirksamen Längen dieser Elemente verkürzen und die oben beschriebene eoplanare Beziehung zwischen den Elementen der verschiedenen Gruppen zusammen zu fallen beginnt, denn gerade diese coplanaren Gruppen tragen besonders dazu bei, das ganze Netzwerk selbsttragend zu machen.

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Werm dieser Vßrgeng ©inr.ml beginnt_e begünstigt durch das zulässige Gleiten der.. Gelenkpunkte 112 unri 114
fällt das genannt© Zentrum inne-phslö der Punkte

112 und 114 nach unten auf die tagende Flachs? die Fig. 1Ü zeigt.

Das Auslassen der gestrichelten Linisneieraente der Fig.8 erlaubt dem Gebilde, sich in Richtung der in Fig.10
eingezeichneten Pfeils zu bewegen, aenn das Gebilde Eusemmenfällt.

O&nrt schließen eich alle gekreuzten Elementanpeare scheren» artig? indem sie rund im die Sssis des Gebildes radial
nach innen gedrückt luardan, usa sich so zum Mittelpunkt
zurückzuziehen, uüs dies Fig.11 zeigt, wobei des ganze
Gebilde diese Veränderung durchmacht und schließlich das in Fig.2 gezeigte Sünde! bildet· Ein bevorzugtes Knotenpunktgslenk für die Scheitelpunkte zeigen üie Fig.12 bis 14. Öeneeh hat jedes Element einen doppelten fächerartigen oder unförmigen Schlitz 130, durch den ein
Drahtring 132 geführt ist» der den Stsbslsroentsn eins
universale Beesegungsmöglichkeit gibt. Bsi der Benutsungsform nach Fig.1 können wenigstens drei Elemente und, wie bis sechs Elemente an einsm Scheitelpunkt sngrsifen. Di© in den Fig.12 bis 14 gezeigte, mittlere Hohleteile ist* da es sich um einen äußeren Scheitelpunkt handelt_r mit einer Nebe einer

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Flansehbüchsa 133 susgefüllt, «sobsi der Zapfen 134 eines Knopfes mit pilzörtigem Hut 156 in die Bahrung der Nabe eingseisekt ist. Das freie Ende des Zapfens 134 ijjaist, sine Querbohrung zur Aufnehme eines Siahstungs= stiffces 138 odedglo auf, der dan Zapfen an Ort ursti Stelle festhält.

Über der Flanachbüchse 133 ist ein Flansch 180 angeordnet, der mie Fio.12 zeigt, zusammen mit dem Kopf 136 des Knopfes eine Bespannung 14 earsdöichartig einschließt und sie zugleich an den jeweils äußeren Scheitelpunkten verankert. Bei den inneren Scheitelpunkten ist nur die Fisnsehbüehae 133 uctrge=» sehen. Dia Flensehbüehse besitzt eins Vielzahl von radial vorstehenden Armen 182, die dazu dienen, dan Drahtring zu stabilisieren und alle stabartigen Elemente zueinander in riohtigsr Stellung zu halten« Die Innenseite jedes dieser Arme 182 ist₉ »ie Fig.12 zeigt, gekerbt, um den Drahtring 132 aufzunehmen, damit dieser in dan Kerben einschnappen und die Anordnung stabilisieren kann.

Wie in Fig»14 durch Pfeile angegeben ist, kann jedes Starteierasnt 176 eine Uniuei-salbasaegung bezüglich der anderen Elemente susausfuhren, ^as durch die doppelfächsrartige bzö· X=>förmige Öffnung 130 und den hierdurch gesteckten Drahtring 132 ertsird»

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Während Fig.12 eine Ausfubxrungsfarm zeigt, bei der eine äußere Bespannung 14 über dem ftetzurerk benutzt ssirti, zeigen die Fig.16 bis 18, wie innere und äußere Bespannungen var©andat werden können. Hierbei sind drsi äußere Scihaiielpunkts 184,186 und 188 und ihre zugeordneten inneren Scheitelpunkte 190,192 und 194 mit entsprechenden inneren und äußeren Bespannungen 196 und 198 dargestellt*

Es ist zu berücksichtigen* daß die Verteilung der Elemente iaia sie die Flg. 16 bis 18 zeigen, über das ganze Gebilde wiederholt ist, auch wenn aus Gründen der Übersichtlichkeit nur jeweils zwei Elemente gezeigt sind» die an einem Scheitel» punkt angreifen. So kreuzt sich des Stabelaroentenpaar 2OQ, 202 und ist ara Kreuzungspunkt gelenkig verbunden« Das gleiche gilt für die Elementenpaare 204»206 und 208,210. Wenn die inneren Scheitelpunkte 190,192 und 194, wie in Fig.17 zu sehen ist, nach außen ausweichen» fallen die entsprechenden Teile der Bespannungen 196,198 nach innen, wie dies die Fig. 17 und 18 zeigen und zear mittels eines flexiblen Verbinders 212, der dazu dient, die geometrischen Mittelpunkte des Teiles der Bespannung 196,198 innerhalb des zwischen den entsprechenden dargestellten Scheitelpunkten begrenzten Drei" sekes zu verbinden.

Fig.15 zeigt sine andere.AusführungsPerra nach der Erfindung* die sieh dazu signet, eine höhere Festigkeit und bessere selbsttragende Eigenschaften zu erzielen. In Fig»15 erstrecken

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sich der äußere Scheitelpunkt 220 und die Gruppe der Elemente 222,224_f226,228 und 230, die hiermit verbunden sind, zum jeweils umgebenden inneren Scheitelpunkt 254, 236,238,240 und 242, mährend die Gruppe der Elemente 246,248,250,252 und 254, die sich im inneren Scheitelpunkt 258 trifft, die Elemente der eretgenannten Gruppe kreuzt und mit diesen gelenkig verbunden ist, wobei aber die Elemente der letztgenannten Gruppe zu ihren inneren Enden hin etwas langer sind eis die mit den äußeren Scheitelpunkt verbundenen Elemente. Auf diese Weise biegen eich die inneren Enden dieser Elementengruppe, die dem inneren Scheitelpunkt 25ö zugeordnet ist, nach außen aus oder verformen eich etwa so, «ie in Fig.15 dargestellt ist, wenn sie zur Verstärkung des Gebildes in diese Stellung gedrückt «ird« So fluchten einander gegenüberliegende Elemente z.B. 256,250 im wesentlichen entlang einer geraden Linie »ie bisher, wobei aber ihre inneren Enden stetes aus der gemeinsamen Ebene ausgabogen sind, in der im übrigen die anderen mit de» inneren Scheitelpunkt 258 verbundenen Elemente liegen« Um daa Gebilde zusammenzulegen, ist es nötig, daß dar innere Scheitelpunkt 258 sowie in Fig.15 gestrichelt dargestellt ist, nach innen einschnappt. Wcjimmer diese Baufor» verwendet wird, kann die erhöhte Festigkeit dieses Gebildes sehr wertvoll sein, insbesondere wenn für das Gebilde ungewöhnlich schwere Lasten erwartet werden. So kenn z.B. eine Baufor« gemäß Fig.15 en besonderen Punkten verwendet werden z.B. am Scheitelpunkt 260 in Fig.1» Andererseits kann

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ein Gebilde gemäß Fig.15 auch fOr «ich selbst oder kombiniert mit anderen, ähnlichen Gebilden verwendet werden und ein wellenartiges Gebilde darstellen; das dann jeodch auf einer flachen Oberfläche liegt* Xn solch einem Fall erfordert jede Form gemäß Fig.15 ein getrenntes Cntsperren, um das Gebilde zusammen zu legen.

Die Fig.19 und 20 zeigen eine weitere Ausführungsfsrm der Erfindung, wobei deren äußere Scheitelpunkte wiederum auf einer Oberfläche eines Rotationskörpers liegen. Dieses Hai ist diese Oberfläche mit Ausnahme ihrer Endteile nicht kugelförmig sondern zylindrisch und ziaar zwischen den beiden Scheitelpunkten 262 und 264 ausgebildet, die zugleich die Pole dieses Gebildes darstellen. Wie sich aus Fig.19 ergibt und schon erwähnt wurde* gehen die Leiteretränge der schersnartigan Elemente direkt durch die Pole an den Scheitel» punkten 262 und 264· In übrigen sind hierbei die bereits be» schriebensn Konstruktionslehren angewendet. Das in Fig.20 allgemein mit 266 bezeichnete Gebilde ist die völlig zusammengelegte Konstruktion der Fig.19.

Die Fig.21 und 22 zeigen* daß die Oberflächen der Rotations= körper auch auf einan vollen Umkreis von ?6G^S vervollständigt werden können* So hat das kugelförmige Gebilde in Fig.21 di· zwei Pol· 268 und 270, di· zueinander nach innen fallen können, um άηηη ein zusammengelegte· Gebilde 272 zu bilden«

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das in FIg.23 dargestallt ist.

FiQ.22 zeigt die vervollständigte Oberfläche eines Rotationskörpers ähnlich Fig.19» der nur vier PcIe 274,276,278 und 280 aufweist. Beim Zusammenlegen dieses Gebildes ergibt sich eine Anordnung 282, «nie sie die Fig. 24 zeigt.

Aus Fig.25 ergaben eich gewisse Konetruktionsgrundeötze der Ausführung nach Fig.1« Diese Konstruktion kann »extet mit Ausdrucken der üblichen geodätischen Nomenklatur erläutert morden. So ist die Konstruktion nach Fig.1 als vierstufiger Ztaanzigf läehner (Ikcsaedar) aufgebaut, bei data einer der dreieckigen Teils in Fig.25 dargestellt ist und in Fig.26 alle dreieckigen Teile in abgewickelter flacher Ferra wiedergegeben sind, damit ihr Aufbau verständlicher

in Fig.25 sind verschiedene Punkte A,B,C,D₉ und E bezeichnet; und se ist so zu verstehen, daß alia Dreieck« zsnsn 300,302,304,306 und 308 der Fig,26 in Fig.1 an einsm gemeinsamen Punkt, nämlich am'Pol_ryerainigt sind*

Um die Fig.1 und 26 in Beziehung zu bringen, sind die Punkte der Dreiackzone 300 durch Buchstaben und die der unmittelbar darunter befindlichen Dreieckzone 310 durch Buchstaben E' und

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D= bezeichnet und zaigen, dap die Sasis des Gebildes der Fig.1 entlang dar gestrichelten Linie in Fig.26 abgeschnitten ist, so daß die Dreieckzone 310, wie dar» gestellt, eine abgestufte Dreiecksforn» hat* Insbesondere sind Zonen, aie die mit 310 bezeichnete,im zweiten Abschnitt der Seite des Dreiecke in Fig.25 abgeschnitten, d.h. an der zweiten der vier dargestellten Stufen oder Unter« abschnitte*

In Fig.25 ist die symbolische Darstellung an der Stella 312 gegeben· Die Doppellinie zwischen den Punkten A und 314 wird in der ganzen Fig. benutzt, um sin schalenförmig verbundenes Elsiaentenpsar zu bezeichnen, während der ge» strichelte Kreis 316 das Gegenstück zu« Kreis 100 in Fig.4 symbolisiert, die dünnen Kreise 31β dem Kreis 102 und die stark gezeichneten Kreise 320 des Kreis 104 in Fig_o4 entsprechen.

Die Bedeutung dieser drei Kreise in Fig.25 entspricht der« jsnigen der Kreise 100', 102* und 104' in Fig«5. Das :■ heißt, alle Kreise in Fig.25 stellen Kreise dar,-deren Durchmesser gleich ist da« Abstand zsaisehen den Kreu~ zungspunkten 322,324 miteinander verbundener acherenfurmiger Clementenpaars, »ie sie in Fig.5 gezeigt sind.

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Scrait liegen, wie in Fig.5 die Gelenkstsllen zwischen den Elementen 142 und 144 näher zu den linken Enden dieser Elemente als zu ihren rechten Enden* Gleiches gilt für des scherenförmige Elementenpaer 146,148. Aue Fig«25 ist zu ersehen, daß des Kreiepsar 318,32Q einander über» leppt und zwar ale natürliche Folge der zwenzigflächigen Auebildung. Immer wenn dies auftritt, sind die gekreuzten Elementenpaare zwischen den fraglichen Scheitelpunkten ausgelassen, wie dies schon im Zusammenhang mit Fig.6 sr» läutert worden ist. So sind in Fig»25 sechs gekreuzte Elementenpaare ausgelassen, damit das Gebilde zusammenlegbar ist» Die ausgelassenen Elementenpaare sind in den Fig.1 und 4 klar zu erkennen.

Bsi der Aueführungsform der Fig.1 sind zusätzlich noch »eitere fünf gekreuzte Elementenpaare ausgelassen. 3edes hiervon gehört in eine tier abgeschnittenen Zonen 310,326,328,330 und der Fig,6. Die Zone, «o das Paar aus der Zone 326 weggelassen ist, ist in FiQoI allgemein mit 336 bezeichnet* Aus Fig.6 ist ersichtlich, dafl dieses weggelassene Elementenpaar in jedem Falle der gekreuzten Paarlege 324 in Fig.25 entspricht.

0er Grund für das Weglassen dieser fünf gekreuzten £lernentenpsare besteht darin» daß sonst in Gurtrichtung des Gebildes ein ununterbrochener Leiterstrang aus gekreuzten Elementenpaaren vorhanden wäre, und daß sich das Gebilde ohne die genannten

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Weglessunga« nicht zusammenlegen ließe. Die einzige Ausnahme hierfür ist der endless Leiterstrarag aus gekreuzten Eleraenfcsnpaaren, der sich an der Grundfläche des Gebildes befindet, was sich klar aus Fig.1 ergibt« der, wie sich herausgestellt hat; unberührt bleiben kann, ohne daß die Zusaramenlegbarkait des Gebildes beeinträchtigt wird»

Auaführungsform der Erfindung, bei d©r eine größere Anzahl atrahlförraiger Elemente benutzt wird, zeigt Fig_o27, dia dam Prinzip dsr Fig.25 entspricht_o Bei Ausführungen mit der Crundanordnung nach Fig.27 gibt es sech© grüße Kreise 104'% 38ch3 Kreise 102°* mittlerer Größe und drei klaine Kreise 1OQ⁰', die sich alle» »is dargestellt, berühren und bei denjenigen dreieckigen Zonen des Zwanzig» flächners, die sieh am Pci vereinigen,, die Verwendung aller gekreuzten Eiementenpaare erlauben, mis dies Fig.2? zeigt.

Um die Fig.25 und 2? miteinander in Sezi@hung zu bringen* sind die in Fig.5 gezeigten Elefaentenpaa^e, die von P@l ausgehen, in Fig«2? in ihren entsprechenden schematischen Sereichen dargestellt_o Für die abgeschnittenen dreieckigen Bereiche (26) sind entweder zsei gekreuzte Eleaisntenpaare 340,342 oder das gekreuzte Elernentenpaar 344 auegsle^ean um zu verhindern, daß sich in Gurtrichtung ein ununtorbroshener Leiteretreng aus gekreuzten Elementenpaaren ergibt, tsi.o dies oben beschrieben ist.

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Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE

   ΓI.JSelbsttragendss Gebilde aus einem Wetauisrk säulen» oder stabförmiger miteinander verbundener Elemente, dadurch gekennzeichnet, deö das Netzwerk aus zwei Systemen dieser Elemente gebildet ist, daß jedes System (20,22,24,26,28;9Q,92,94,96,34) eue Elementen besteht, deren Enden in über das ganze Gebilde (12) verteilten, abwechselnden inneren und äu&exen Scheitelpunkten (42,46,54, 5β,82;30,44,48,52,56) miteinander verbunden sind, und daß mindestens einige der Elemente (22) des einen Systems (20,22, 24,26,28) Elements (34) des anderen Systems (90,92,94,96,34) kreuzen und mit diesen verbunden sind*

   Gebilde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diejenigen Elemente (84,88), die einen äußeren Scheitelpunkt (44) bilden, gelenkig miteinander verbunden sind·

   3· Gebilde nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem System aufeinanderfolgende, äußere Scheitelpunkte (44,64) dieses Systems (82,84,86,88, 22) durch im »essntlichsn miteinander fluchtende, gelenkig . verbundene Clemantenpaara (84,88) verbunden sind, deren Gelenketellen (58) inner« Scheitelpunkte bilden, die mit einem äußeren Scheitelpunkt (56) des anderen Systems (90,92,94

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   96,34) entlang einer Linie fluchten·

   4. Gabiide nach sinem dar Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß alle gekreuzten Elementen» paare (1G6₅108),deren Xreuzungspunkte entlang mindestens siHBrjgesnhlosasnen Gurtlinie des Gebildes liegen, relativ zueinander frei beuigglich sind»

   5. Gebilde nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dsö alls äußeren Scheitelpunkts auf der Oberfläche eines Rotationskörpers liegen.

   6« Gebilde nach Anspruch 5» dadurch gekennzeich η β t, daß die Oberfläche des Rotationskörper« sphärisch© Gestalt hat·

   ?. Gebilde nach einem der Ansprüche 5 ede? S, dadurch g s k β η π ζ ei c h η e t_f daß die Linis entlang der die innsrsrt und äußeren Scheitelpunkte fluchten, senkrecht auf deft Oberfläche des Rotationskörpers steht«

   8. Gebilde nach einem der Ansprüche $ oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflgehe dee Rotations körpers zylindrisch ist und mindestene sines ihrer Enden

   sphäriech ausgebildet ist.

   9. Gebilde nach einem der Ansprüche 1 bisö, dadurch gekennzeichnet, daß an den äußeren Scheitelpunkten eine flexible Bespannung (14) befestigt ist*

   1Q* Gebilde nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet* daß die Elemente mindestens drei Paare (138,140}142,144;146»148) von gekreuzten stabföneigen Elementen umfassen, die von einem gemeinsamen Mittelpunkt ausgehen und die inneren und äußeren Scheitelpunkts an dan gemeinsamen Mittelpunkten bilden» und daß jedes Elewentenpaar en der Kreuzungeatalle (320,324,325,327) durch ein Stiftgeienk verbunden ist, daß eine Einrichtung (132 zur gelenkigen Verbindung der Elemente an jedem Scheitelpunkt vorgesehen ist, und daß sine Vielzahl weiterer gekreuzter, gelenkig verbundener Elamentenpaere vorgesehen ist, die die freien Enden dar erstgenannten Elementenpaare Überbrücken und verbinden, wobei die Elemente der erstgenannten Paare, die von einem inneren Scheitelpunkt ausgehen, in wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene liegen·

   Für Theodore Ro Zeigler

   Wolfgang K. Rauh PATEWTANWALT

   60982.1 /087-3

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