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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Membrankörper nach
Anspruch 1, der geeignete Verwendung im Bereich von Segeln für Boote (Anspruch
23) und Sonnenschutzsegel auf dem Gebiet des Bauwesens (Anspruch
24) findet, und weiterhin auf ein Verfahren für den Aufbau eines derartigen Membrankörpers (Anspruch
25) oder eines derartigen Segels (Anspruch 29).
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Auf
dem Gebiet der Segelboote sind Boote bekannt, die mit wenigstens
einem Hauptsegel oder Großsegel,
das eine im wesentlichen dreieckige Form hat und vertikal an einen
Mast und horizontal an einen Baum gebunden ist, sowie einem Bug
oder Klüver
ausgestattet sind, der gleitend am Bugstag getragen ist. Es erübrigt sich
zu sagen, dass diese Segel natürlich
die Einrichtungen zum Vortrieb der Segelboote sind und ihre Antriebsfunktion
ausführen, wenn
sie gesetzt sind, jedoch gerefft sein müssen, wenn das Boot festgemacht
ist, wobei sie dann eingeholt und zusammengelegt werden müssen, um
unter Deck oder an anderen Orten verstaut zu werden.
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Es
ist bekannt, dass Segel derart hergestellt werden, dass sie in der
Lage sind, eine aerodynamische Form, sobald sie gesetzt und gestrafft
worden sind, gemäß dem Wind
und des beabsichtigten Kurses anzunehmen. Die Anpassung des Segels
hängt von
dem Verhältnis
zwischen den Wölbungen
ab, die sowohl entlang der Vorderseite, die auf einen Stag oder
entlang des Lieks eines Mastes gebunden ist, als auch entlang der
Unterseite festgelegt sind, die dazu geeignet ist, frei zu bleiben,
um derart an einen Baum gebunden zu werden, dass das Segel, sobald es
durch die Schoten in Verwendungszuständen gestrafft ist, horizontale
Wölbungen
schneidet, von denen jede so dicht wie möglich an der gekrümmten Länge eines
bestimmten aerodynamischen Profils liegt.
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Wie
es bekannt ist, haben die Segel eine geringfügige Dicke im Vergleich zu
ihrer jeweiligen Ausdehnung und sind somit in der Lage, Widerstand
lediglich gegen Zuspannung zu bieten. Aus diesem Grund können Segel
strukturell als Membrankörper klassifiziert
werden und können
somit mit Zugstangen derart verstärkt werden, dass die erforderliche Leichtigkeit
und Bedienungsfreundlichkeit beibehalten wird. Im Bereich von Segeln,
die mit Zugstangen verstärkt
sind, ist es bekannt, dass die Produktion erfolgt, indem man Segeltuche
zusammensetzt, die man durch Heißlaminieren zweier Bahnen eines Kunststoffmaterials
erhält,
das aushärtet
und durch zwischenliegendes Einfügen
einer Vielzahl von Zugstangen verstärkt wird, die gemäß vorgegebenen Muster
verteilt sind, worauf die Segeltücher
paarweise zusammengesetzt werden, um ein gesamtes Segel auszubilden,
wie es im
US-Patent 4.593.639 dargestellt
ist, dessen Inhaber die amerikanische Firma SOBSTAD SILMAKERS INC.
ist und dessen Lehre hier aus Gründen
der Dienlichkeit enthalten sind. Horizon – Performance Sails, ein Hersteller
von US-Segeln, hat
bereits Segel mit Hilfe der Tape-Drive-Technologie im September
1985 vertrieben, die die Konstruktion von Segeln ermöglichte,
die mit kontinuierlichen Zugstangen aus Kohlefaser oder Kevlar verstärkt sind,
die durch eine adhäsive
Verbindung angebracht werden, einer Technologie, die anschließend auf
den US-amerikanischen Segelhersteller Ulmer & Kolius übertragen wurde.
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Aus
Gründen
der Klarheit wird darauf hingewiesen, dass "Segeltuch" ein Tuch oder eine Bahn eines Gewebes
bezeichnet, das an den jeweiligen Längsseiten durch Vernähen oder
Verkleben verbunden ist, um ein Segel oder einen Vorhang oder ein Sonnenschutzsegel
auszubilden.
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Im
US-Patent 5.097.784 der
US-Firma NORTH SAILS GROUP, INC., deren Lehre aus Gründen der
Dienlichkeit enthalten ist, sind Segel beschrieben, die aus einer
einzigen Bahn oder Tuch bestehen, das über drei Schichten und insbesondere eine äußere Basis-
oder Konstruktions-Folienschicht, eine Konstruktionsschicht aus
lastaufnehmenden Fäden,
die über
der Folienschicht angeordnet sind, und eine äußere Schutzschicht über der
Fadenschicht verfügt
(Spalte 3, Zeile 16–19).
Somit sind Segel gemäß diesem
Patent durch das zwischenliegende Einfügen einer Vielzahl von Zugstangen
verstärkt,
die entlang einem vorbestimmten Muster verteilt sind.
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Die
Segel, die man erhält,
indem die Lehren der beiden zuvor erwähnten Patente einzeln oder
zusammen anwendet, haben das sehr spezielle Merkmal, dass sie bei
der Verwendung sehr steif sind, so dass die auf diese Weise aufgebauten
Segel mit den Tragflächen
eines Flugzeugs verglichen werden können, von denen bekannt ist,
dass sie äußerst wirkungsvoll
sind. In beiden Fällen
haben die Segel, die aus einem Laminat bestehen und im Inneren verstärkt sind
und durch Anwenden der beiden zuvor erwähnten Patente hergestellt werden,
bestimmte Nachteile, wie etwa die Tatsache, dass das adhäsive Mittel,
das auf den Bahnen verteilt ist, dem Vorgang einer sehr schnellen
Alterung ausgesetzt ist, der der fortschreitende Verlust der Flexibilität der Segel
insgesamt folgt.
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Der
fortschreitende Verlust der Flexibilität der in dieser Weise aufgebauten
Segel führt
zu zahlreichen Nachteilen, deren Auswirkungen beim Setzen der Segel
sowohl zum Manövrieren
als auch zum Korrigieren und bei Falttätigkeiten nach dem Streichen
erfahren werden können.
Sobald die steif sind, sind sie sehr schwer aufzutakeln, handzuhaben
und zu warten, zusätzlich
zu der Tatsache, dass natürlich Komplikationen
sowohl während
des Setzens als auch anschließend
während
des Streichens auftreten, insbesondere wenn derartige Aufgaben schnell auf
See unter schlechten Wetterbedingungen ausgeführt werden müssen. Darüber hinaus
verzögert
das Steifwerden des Segels den Kurswechsel bei Wenden oder Halsen
des Haupt- oder Großsegels
und beinhaltet Einschränkungen
bei der Beibehaltung der Route, die erreicht werden soll.
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Sobald
die Segel gefaltet werden sollen, wird es weiterhin notwendig, große Sorgfalt
darauf zu verwenden, die Zahl der Faltungen zu begrenzen, um den
Zustand des bereits steifen Segel nicht weiter zu beeinträchtigen
und die Lebensdauer so weit wie möglich zu verlängern. Es
ist sofort verständlich, dass
diese Vorsicht nicht nur zu einem Zeitverlust, sondern auch zu beträchtlichem
Platz führt,
der vom gefalteten Segel eingenommen wird, mit dem Ergebnis, dass
das Segel schwer zu handhaben ist, da es sehr sperrig, schwer in
seinem Sack zu verstauen und zu transportieren ist.
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Natürlich macht
der schnelle Verlust ihrer mechanischen Eigenschaften derartige
Segel nur für einen
begrenzten Zeitraum benutzbar und erfordert somit ein häufiges Ersetzen,
dessen Kosten für
die Verwendung bei Regattabooten, die bei besonderen Wettbewerben
verwendet werden, gerechtfertigt ist, bei denen der Prozentsatz
der Investition des Schiffseigners bewusst hoch ist, und mit ihr
die Erkenntnis, dass die Ausrüstung
häufig
ersetzt werden muss, um gute Ergebnisse zu erzielen.
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Bei
Freizeitbooten, insbesondere für
den Fall jener Boote, die so ausgestattet sind, dass sie vermietet
werden, finden die oben genannten Segel infolge ihrer jeweiligen
Steifigkeit insofern wenig Verwendung, dass auf derartigen Booten
die Segel bei einer Rückkehr
zum Hafen um den Bugstag, wie es beim Vorsegel der Fall ist, oder
um den Mast oder Baum gewickelt werden, wie es beim Hauptsegel der Fall
ist. Insbesondere werden Segel in Dacron den oben beschriebenen
Segeln bevorzugt, wobei Dacron ein Textilmaterial ist, das einfach
in einem kleinen Radius auf einen Rollausleger gewickelt werden kann
oder wiederfaltbar ist und sehr widerstandsfähig gegen Spannung, die eine
Ermüdung
hervorruft, jedoch elastisch ist. Daher ist es durch die Verwendung
von Segeln aus Dacron eingeschlossen, dass die Möglichkeit steifer Segel, sobald
diese gesetzt und für
die Verwendung bereitgemacht sind, vorherbestimmt ist. Es wird darauf
hingewiesen, dass der Name Dacron ein eingetragenes Warenzeichen
der Firma Du Pont ist.
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Um
Segel herzustellen, die die Nachteile der Segel, die aus Dacron
bestehen, und der Segel aus Sobstad und von North Sails gemäß der Lehre
der beiden oben zitierten Patente zu überwinden, wurde entschieden,
ein Konzept zu verwenden, das derzeit weder auf den Bereich von
Segeln noch auf den Bereich von Sonnenschutzsegeln und insbesondere
auf einen Membrankörper
angewendet wird, der mit den Segeln dieselben Probleme der Beibehaltung
der Steifigkeit der verwendeten Form zusammen mit dem Erfordernis
teilt, im gefalteten Zustand nach der Verwendung gehandhabt zu werden.
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Auf
dem Gebiet der Sonnenschutzsegel, die aus Bahnen eines flexiblen
Materials hergestellt werden, das mit den Zugstangen verstärkt ist,
die an das Material geklebt sind, zeichnet sich die vorangehende
Beschreibung durch den einzigen Un terschied aus, dass die Bahnen
für die
Segel flach sind, wenn sie nicht in Verwendung sind und ihre Form
in Kombination mit der Ausrüstung
annehmen, für
die sie bestimmt sind, während
die flexiblen Membrankörper, die
verwendet werden, um die Funktion eines Sonnenschutzes auszuführen, immanent
konvex sein können.
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Aus
der Druckschrift
GB
1338452A des Standes der Technik ist ein Membrankörper bekannt, der
sämtliche
Merkmale des Oberbegriffes des unabhängigen Anspruches 1 aufweist.
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Ein
Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Membrankörper anzugeben,
der nicht die oben beschriebenen Nachteile aufweist, der in der
Lage ist, unter Last eine vorbestimmte Form ohne Deformation infolge
der zulässigen
aerodynamischen Belastungen durch eine Vielzahl von Zugstäben anzunehmen,
die gemäß einem
vorbestimmten Muster verteilt sind, und der diese vorbestimmte Form über die
Zeit in Abwesenheit einer Last flexibel halten kann.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein Membrankörper
hergestellt, dessen Eigenschaften wenigsten in einem der folgenden
Ansprüche
beschrieben sind.
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich weiterhin auf ein Segel, das
im Bereich von Regatta- und Freizeitbooten wertvolle Verwendung
findet.
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Ein
Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Segel herzustellen,
das nicht die oben beschriebenen Nachteile aufweist, das bei Nichtverwendung
flexibel bleibt und sich dazu eignet, eine bestimmte Form anzunehmen,
wenn es belastet ist.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein Segel hergestellt, dessen Eigenschaften in wenigstens
einem der folgenden Ansprüche
beschrieben sind.
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich zudem auf ein Verfahren für die Herstellung
von Membrankörpern,
die sich für
Funktion von Sonnenschutzsegeln auf dem Gebiet des Bauwesens oder
von Segeln für
Regatta- und Freizeitboote eignen.
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Ein
Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum
Herstellen eines Membrankörpers
oder eines Segels anzugeben, die nicht die oben beschriebenen Nachteile
aufweisen und die in Abwesenheit einer Last, die auf sie einwirkt,
flexibel bleiben und die unter der Last eine bestimmte Form durch
eine Vielzahl von Zugstangen annehmen, die gemäß einem bestimmten Muster verteilt
sind.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen eines Membrankörpers oder
eines Segels bereitgestellt, das nicht die Verwendung einstellbarer
Unterstützungen
erfordert, um das Segel mit einer bestimmten Form zu bilden, wie es
bei
US 5.097.784 der
Fall ist, und dessen Eigenschaften in wenigstens einem der folgenden
Ansprüche
beschrieben sind.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die
Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen
beschrieben, die einige nicht einschränkende Ausführungsformen darstellen.
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1 ist
eine Aufsicht einer ersten bevorzugten Ausführungsform eines zweidimensionalen Membrankörpers gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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2 ist
eine Aufsicht in einem vergrößerten Maßstab eines
Details aus 1, wobei Teile aus Gründen der Übersichtlichkeit
entfernt sind;
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3 zeigt,
aus Gründen
der Übersichtlichkeit
in vergrößertem Maßstab, den
Schnitt aus 2 gemäß der Linie III-III;
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4 zeigt
eine Version von 3;
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5 zeigt
einen Abschnitt aus 3 in vergrößertem Maßstab, wobei Teile aus Gründen der Übersichtlichkeit
entfernt sind;
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6 zeigt
einen Abschnitt aus 4 in vergrößertem Maßstab, wobei Teile aus Gründen der Übersichtlichkeit
entfernt sind;
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7 ist
eine schematische Perspektivansicht einer zweiten bevorzugten Ausführungsform von 1;
und
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8 ist
eine schematische Perspektivansicht einer dritten bevorzugten Ausführungsform
aus 1.
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Detaillierte Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
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In 1 kennzeichnet 1 den
gesamten Membrankörper
einer dreieckigen Form, der so ausgebildet ist, dass er während des
Gebrauchs eine bestimmte aerodynamische Form annimmt und als Segel
für Regatta-
oder Freizeitboote infolge seiner Leichtigkeitseigenschaften verwendet
werden kann. Dieser Körper 1,
der in diesem Text "Segel" genannt wird, solange
nicht anderweitig darauf hingewiesen wird, und wenigstens ein Segeltuch 14 enthält, ist
seinerseits mit zwei Bahnen 10 und 11 versehen,
die vorzugsweise in 3 und 4 zu sehen
sind und aus einem Kunststofflaminat auf Polyesterbasis, wie etwa
Mylard, bestehen, und durch mehrere Seiten begrenzt.
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Unter
Bezugnahme auf 2 ist jedes Segeltuch durch
drei oder vier Ränder
begrenzt, wie es beim Segeltuch 14 in 2 der
Fall ist, insbesondere durch zwei Seitenränder 4 und 5,
die in einer Spitze 3 zusammenlaufen, die in 3 zu
sehen ist, durch einen im wesentlichen geraden oberen Rand 6 und einen
unteren Rand 7. Der Rand 4 ist im Bug und der Rand 5 ist
am Heck, in 2 links bzw. rechts, angeordnet,
wobei wenigstens einer der Ränder 6 und 7 bogenförmig sein
kann, um dem Segel 1 die sogenannte "Wölbung" zu verleihen, wenngleich
dieser Bogen in 2 aus Gründen der Zeckmäßigkeit nicht
gezeigt ist, da die jeweilige geringe Größe in den Zeichnungen mit dem
geringen Maßstab
nicht wahrzunehmen wäre.
Man sollte sich in Erinnerung rufen, dass die Proportionen, die
dem Segeltuch 14 in 2 zugeordnet
sind, absichtlich imaginär
sind, und dass das einzige Ziel von 2 darin
besteht, die Form der Elemente, die den Aufbau des Segels 1 bilden,
besser verständlich
zu machen.
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Jede
Bahn 10 ist auf der Bahnseite 11 durch eine entsprechende
Fläche 12 begrenzt,
und jede Bahn 11 ist auf der Bahnseite 10 durch
eine entsprechende Fläche 13 begrenzt.
Die Flächen 12 und 13 sind
einander zugewandt und miteinander verklebt, um ein Segeltuch 14 des
Segels 1 zu bilden, das deutlicher in 2 zu
sehen ist, wobei die Technik, mit der diese Art der Verbindung erzielt
wurde, nicht ausschlaggebend ist. Jedes Segeltuch 14 vertilgt zwischen
den jeweiligen Bahnen 10 und 11 über eine Vielzahl
flexibler Ummantelungen 15, die dem Segeltuch 14 fest
verbunden sind und die einen verringerten Querschnitt im Vergleich
mit den Abmessungen des Segels 1 und im Vergleich mir der
Gesamtdicke des Segels 1 haben. Im Hinblick darauf, was
oben erläutert
wurde, sind die Ummantelungen 15 fest zwischen den Flächen 12 und 13 enthalten
und gemäß einem
bestimmten Muster angeordnet, das auf der Basis der Linien der Kräfte definiert
ist, die auf das Segel 1 während der Verwendung wirken.
Jede Ummantelung 15 nimmt wenigstens entlang seiner jeweiligen
Länge einen
Zugstab 16 auf, der frei mit den Bahnen 10 und 11 insbesondere
im Inneren der Ummantelung 15 verbunden ist und sich dazu
eignet, steif mit dem Segel 1 an der Spitze 3 oder
den Rändern 4', 5' und 7', die in 1 zu
sehen sind, durch entsprechende freie Endabschnitte 17 und 18 verbunden
zu werden. Auf diese Weise eignet sich jeder Zugstab 16 dazu,
als Begrenzungsvorrichtung der Verformung des Segelabschnittes zu
dienen, mit dem er durch die entsprechende Ummantelungen 15 verbunden
ist, und durch die spezielle Art und Weise, mit dem er mit dem Segel 1 verbunden
ist, eignet er sich dazu, diese Funktion nur dann auszuüben, wenn das
Segel 1 als Vortriebselement des Bootes dienen muss, so
dass er, wenn das Segel 1 durch die bekannten Schoten geglättet ist,
die nicht dargestellt sind, der aerodynamischen Last ausgesetzt
ist. Mit anderen Worten definiert die Gruppe der Zugstangen 16 des
Segels 1 eine lastaufnehmende Struktur 19, die
sich dazu eignet, auf die Membranspannung zu reagieren, wodurch
den Bahnen 10 und 11 die einzige Funktion überlassen
bleibt, den Wind zu sammeln und ihn derart zu leiten, dass die aerodynamische Kraft
in den gewünschten
Proportionen erzeugt wird. Insbesondere befreien die Zugstangen 16 des
Aufbaus 19 durch Aufnahme einer normalen Zugkraft jedes
Segeltuch 14 von der Membranspannung, die während der
Verwendung des Segels 1 wirkt. Es versteht sich natürlich, dass
das Material, aus dem die Bahnen 10 und 11 bestehen,
eine größere/geringere Steifigkeit
hat, als jenes der Zugstangen 16, und somit muss die Steifigkeit
des Segels 1 umso größer sein,
je größer das
Verhältnis
zwischen der Steifigkeit der Zugstäbe und des Materials der Bahnen
als 1 ist. Weiterhin hat das Material, aus dem jede Bahn 10 und 11 hergestellt
ist, die Funktion des Schutzes der Umman telung 15 vor UV-Strahlen,
Salzwasser und Rissen, die auftreten können, wenn die Ummantelungen
und die Zugstäbe 16 von
außen
zugänglich
wären.
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Aus
dem, was zuvor beschrieben wurde, wird deutlich, dass der Aufbau
19 jeden
Zugstab
16 in die Lage versetzt, sich in Längsrichtung
innerhalb der jeweiligen Ummantelung
15 unbegrenzt über die Zeit
zu bewegen, und es somit dem Segel
1 ermöglicht, über die
Zeit in Zuständen
der Abwesenheit von Lasten unverändert
flexibel zu sein. Natürlich
ist die geeignete Länge
jeder Ummantelung
15, gemessen auf einer seiner Außenflächen
20 und
21 des
Segels
1 dieselbe wie die geeignete Länge des entsprechenden Zugstabes
16,
gemessen in derselben Weise, oder geringer als diese oder anstelle
dessen der Abstand zwischen der Verbindung der Enden
17 und
18 jedes
Zugstabes
16 mit der Bahn
10. Es mag angebracht
sein, darauf hinzuweisen, dass das Segel
1 in
1,
die Probleme der Segel, die gemäß dem oben beschriebenen
US-Patent 4.593.639 hergestellt
sind, hinsichtlich der Beibehaltung der mechanischen Eigenschaften
in Verbindung mit der jeweiligen Flexibilität behebt, und dass das Segel
1 in
7 die
Probleme der Segel überwindet,
die gemäß dem zitierten
US-Patent 5.097.784 hergestellt
werden. In beiden Fällen
sind die Zugstangen vollständig
mit adhäsiven Mitteln
imprägniert,
so dass die Haftung zwischen den Zugstäben und den Bahnen der Segeltücher des Segels
vervollständigt
ist und eine Alterung des letztgenannten sehr schnell und mit einer
Abnahme der Flexibilität
erfolgt.
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Unter
Bezugnahme auf 3 ist das Segel 1 im
Schnitt dargestellt, wobei aus dieser Zeichnung einfach zu verstehen
ist, wie die Bahnen 10 und 11 mit der Ummantelung 15 verbunden
sind, und wie das letztgenannte den Zugstab 16 von den
Bahnen 10 und 11 trennt. Insbesondere ist wenigstens
eine der Flächen
der Bahnen 10 und 11 adhäsiv, wobei es nicht von Bedeutung
ist, ob die entsprechende Bahn 10 oder 11 in diesem
Zustand vertrieben wird, oder ob die entsprechende Fläche 12/13 durch
Herstellung des Segels 1 durch Verteilen eines adhäsiven Mittels
stromaufwärts
von der Verbindung der Bahnen 10 und 11 miteinander
haftend gemacht wurde. In sämtlichen
Fallen muss das adhäsive
Mittel vorzugsweise eine relativ geringe und vorzugsweise vorübergehende
Adhäsivkraft
haben, um die Korrektur einer unpräzisen Positionierung der Ummantelungen 15 und
der jeweiligen Zugstäbe 16 während des
Verbindens zu ermöglichen.
Ande rerseits muss ein derartiges adhäsives Mittel 2 eine
wählbar
vergrößerbare
Adhäsivkraft
nach der Bestätigung
der korrekten jeweiligen Positionierung der Bahnen 10 und 11 und der
Ummantelungen 15 zwischen diesen haben. Es ist einfach
zu verstehen, dass dieses adhäsive
Mittel 2 vorzugsweise jedoch nicht unbedingt von einem durch
Wärme schmelzbaren
Typ sein kann, um dafür geeignet
zu sein, seine Adhäsivwirkung
nur nach der Anwendung von Wärme
durch lokales Erwärmen oder
nach dem Heißlaminierung
zu entfalten. Die Wahl der Verwendung eines adhäsiven Mittels, das durch Wärme aktiviert
werden kann, als ein Element, das sich für das Zusammenfügen der
Bahnen 10 und 11 des Segeltuches 14 eignet,
ist insbesondere angebracht, da die Abgabe von Wärme ein technologischer Vorgang
ist, der auf einfach Art und Weise sowohl durch Arbeiten an kleinen
Oberflächen
als auch durch Arbeiten an sehr großen Oberflächen angewendet werden kann.
Wenn andererseits entschieden würde,
ein adhäsives
Mittel zu verwenden, das bei Umgebungstemperatur aktiv ist, könnte das
Laminieren kalt durch das Anwenden von Druck zwischen Walzen oder ähnlichen
bekannten Einrichtungen, die nicht dargestellt sind, derart erfolgen,
dass die Bahnen 10, 11 miteinander versiegelt
werden und anschließend
die Ummantelungen 15 mit den Bahnen im wesentlichen steif
verbunden werden.
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Dies
trifft auch auf das Segel 1 in 7 zu, das
aus einem einzigen Segeltuch 14 einer dreieckigen Form
besteht, das man aus einer Haut erhält, die durch das Zusammensetzen
einer Vielzahl von Bahnen entsteht, die wie das Segeltuch in 2 geschnitten
werden und paarweise an jeweiligen Querrändern zusammengesetzt werden,
um während
der Verwendung eine dreidimensionale Form anzunehmen, oder das man
aus einer einzigen Bahn 10 mit einer dreieckigen Form an
sich erhält.
Auf dieser doppelten Haut der Bahn 10 von 3 und 4 wurden
Linien entsprechend der ununterbrochenen Kraftlinien F aufgetragen,
die von der Spitze 3 zum unteren Rand 7 des unteren Segeltuchs 14 verlaufen, der
mit dem unteren Rand des Segels 1 übereinstimmt, werden die Ummantelungen 15,
die mit den entsprechenden Zugstangen 16 versehen sind,
gemäß den Kurven
der Kraftlinien F angebracht und wird anschließend eine Haut aufgebracht,
die im wesentlichen identisch mit der oben beschriebenen oder einer
Vielzahl von Bahnen 11 einer geringen Dicke oder einer
verringerten Ausdehnung ist, deren Fläche 13 zuvor haftend
gemacht wurde.
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Es
wird darauf hingewiesen, dass die Flächen 12 und 13 des
laminierten Materials aus Mylard oder einem anderen ähnlichen
Material vorzugsweise so behandelt werden müssen, dass sie von der Schicht
des adhäsiven
Mittels 2 besser benetzt werden können, das auf diese gesprüht wird.
Die erhöhte Benetzbarkeit
des Laminates, mit dem die Bahnen 10 und 11 hergestellt
werden sollen, kann man erhalten, indem man eine bekannte Behandlung
anwendet und die "Corona" genannt wird, die
für das
Anlegen eines elektrischen Feldes einer bestimmten Intensität sorgt,
die normalerweise in der Textilindustrie verwendet wird.
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Im
Hinblick auf das, was oben beschrieben wurde, können die Ummantelungen 15 an
den gegenüberliegenden
Seiten 12 und 13 der Bahnen 10 und 11 jedes
Segeltuches 14 derart befestigt sein, dass sie Zugstangen
an den vorgegebenen Linien beschränken. Es ist daher möglich die
Ummantelungen 15 als Isoliereinrichtung anzusehen, die
die Zugstangen 16 von den Paneelen 10 und 11 trennt
und sie auf den entsprechenden Kraftlinien F derart beschränkt, dass
sie im Bezug auf die Ummantelungen 15 auf den Linien maximaler
Kraft in Längsrichtung und
somit auch im Bezug auf die Paneele 10 und 11 frei
bleiben.
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Wenngleich
der Typ der strukturellen Form des Segels 1 einfach zu
verstehen ist, wird darauf hingewiesen, dass die Zugstäbe notwendigerweise auf
den Ummantelungen 15 zuvor zusammengesetzt werden und zu
diesen koaxial verlaufen müssen,
wobei jedoch das, was oben beschrieben wurde, geeignete Anwendung
unabhängig
von der Beschaffenheit der Ummantelungen 15 und der Zugstäbe 16,
die verwendet werden, um das Segel 1 herzustellen, und unabhängig vom
Typ der Zugstäbe 16 findet.
Eine insbesondere geeignete Kombination von Ummantelungen 15 und
Zugstäben 16 erhält man ausgehend von
flexiblen, länglichen
Körpern,
die eine Vielzahl freier Fasern 24 enthalten, die eine
hohe Widerstandsfähigkeit
und Steifheit haben. Derartige flexible längliche Körper sind normalerweise die
Rovings 25 der freien Fasern 24 und enthalten
ein Bündel
freier Fasern 24, die parallel zueinander verlaufen. Derartige
Fasern 24, die deutlich in 5 und 6 zu erkennen
sind, können
aus einem homogenen Material sein, einen konstanten Querschnitt
haben und einander identisch sein, oder durch Zusammenfassen von
Fasern 24 eines identischen Materials jedoch mit unterschiedlichen
Querschnit ten hergestellt sein. Oder das Roving 25 kann
durch Zusammenfassen von Fasern 24 eines Materials einer
heterogenen Beschaffenheit mit einem identischen oder unterschiedlichen
Querschnitt hergestellt sein. Natürlich ist die Definition von
Kombinationen bestimmter Fasern durch den zulässigen Wert der Membranspannung,
die für
das Segel erwartet wird, oder auf der Basis der maximalen Dicke
des Segels 1 bestimmt.
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Das
Verhältnis
der Querschnittsflächen
der Fasern 24 desselben Rovings 25 kann somit
zwischen 0,20 und 6 liegen, wenngleich, um die Herstellungskosten
der Segel in Grenzen zu halten, Rovings 25 freier Fasern
identischen Materials und im wesentlichen identischen Querschnitts
normalerweise verwendet werden. In speziellen Fällen müssen Segel verwendet werden,
bei denen das Verhältnis
zwischen den Fasern 24 eines größeren Durchmessers und den
Fasern eines kleinen Durchmessers in den Bereich von 0,75 bis 1,5
fällt.
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Die
Materialien, die vorzugsweise jedoch nicht unbedingt für die Herstellung
der Fasern 24 des Rovings 25 verwendet werden,
können
homogener oder heterogener Beschaffenheit und insbesondere die folgenden
Materialien sein: Kevlar, Karbon, Glas, modifiziertes Polyester
des Typs, der dem Produkt Dyneema der holländischen Firma DSM gleicht,
die auch der Inhaber des Warenzeichens Dyneema ist, andere Typen
einer Aramidfaser, wie etwa Twaron der holländischen Firma Teijin Twaron,
die ebenfalls der Inhaber des Warenzeichens Twaron ist, und Kohlefasern.
Naturgemäß werden
hier und im folgenden die erwähnten
Materialien, insbesondere Dacron, Kevlar, Dyneema, Twaron, die Karbonfasern
und Mylard als bekannt angesehen und mit ihnen ihre jeweiligen physikalischen
Eigenschaften, deren Werte zur Bezugnahme implizit enthalten sind,
und die aus Gründen
der Kürze
ausgelassen werden. Kevlar ist ein proprietäres Warenzeichen der Dupont
Company.
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Die
Ummantelungen 15 haben einen bogenförmigen Querschnitt mit einer
gleichbleibenden Dicke, wie es in 3 gezeigt
ist, haben jedoch ebenfalls eine asymmetrische Form und sind im
Inneren durch einen unterbrochenen bogenförmigen Querschnitt an einer
der beiden Bahnen 10 und 11 begrenzt und können als
Hufeisen, wie es in 4 gezeigt ist, ausgebildet sein,
wobei sich die Unter brechung bei Bahn 10 zeigte. Auf diese
Weise ist jede Ummantelung 15 in der Längsrichtung durch zwei entsprechende
Streifen 23 begrenzt, die voneinander getrennt sind und
durch die Bahn 10 miteinander verbunden sind. In diesem
Fall kann jede Bahn 10 zwischen den Streifen 23 der
Ummantelung als Teil der Ummantelung 15 und als geeignet
dafür angesehen werden,
als Sonnenschutzbahn der anderen Bahn 11 zu dienen. Auf
diese Weise haben die Ummantelungen 15 einen verringerten
Querschnitt, wodurch die Dicke des Segels 1 geringer ist,
was zum Vorteil der Minimierung der Gesamtmasse gereicht.
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Die
Kombination der Ummantelungen 15 und der Zugstäbe 16 ist
insbesondere in Fällen
leicht und einfach herzustellen, in denen die Ummantelung 15 und
die Zugstäbe 16 aus
demselben Roving 25 gefertigt werden. Ein derartiger spezieller
Konstruktionstyp ist in 5 und 6 gezeigt,
und um dies deutlicher darzustellen, wurden die freien Fasern 24, die
zum Zugstab 16 gehören,
von jenen der Ummantelung 15, die dem Segeltuch 14 zugehörig ist,
durch eine bogenförmige
Linie 26 getrennt, die konventionell mit einer Strich-
und einer Punktlinie dargestellt ist, die sich der tatsächlichen
Abgrenzungslinie zwischen den freien Fasern 24, die zum
Zugstab 16 gehören,
und jenen nähert,
die zur Ummantelung 15 gehören. Die Linie 26 begrenzt
schließlich
lediglich die freien Fasern 24 und belässt die Fasern 24,
die die Ummantelung 15 bilden, außerhalb.
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Diese
Ausbildung, die im Bezug auf 3 gezeigt
wurde, erhält
man, wenn das adhäsive
Mittel 2 in einer ausreichenden Dicke vorhanden st, um
den äußeren Teil
des Rovings 25 der freien Fasern 24 zu imprägnieren,
die mit den Flächen 12 und 13 verbunden
sind. Es wird darauf hingewiesen, dass das Adhäsiv 2, mit dem die
Flächen 12 und 13 der
Paneele 10 und 11 jedes Segeltuchs 14 bei
der Verbindung versehen werden, aus einen sogenannten Gummiharz,
einer Acrylverbindung vorzugsweise in Gestalt eines Gels, oder einem
Copolymer gewählt
werden können,
das Polyethylen oder PET gleicht. Die Imprägnierung des Rovings 25 mit
dem Adhäsiv
erfolgt bei einer Temperatur und einem Druck, der innerhalb einer
Vakuumtasche hergestellt ist, in dem Sinne, dass die Vakuumtasche
die Gruppe enthält,
die die beiden Bahnen 10 und 11 enthält, die
miteinander in adhäsiver
Weise verbunden sind, wobei die Rovings 25 der freien Fasern 24 des äußeren Abschnittes
mit dem Adhäsiv 2 imprägniert werden,
um den Grad der Adhäsion
zwischen den Elementen zu verbessern, die oben beschrieben sind,
und das Vorhandensein von Luftblasen zu minimieren. Der Phase des
Einbringens in die Vakuumtasche und der Phase des Absaugens der
Luft, die sich in dieser befindet, die ausgeführt wird, um die Inhalte in
ein Vakuum zu bringen, um die Haftung jedes Paares der Bahnen 10 und 11 sicherzustellen,
folgt die Phase des Schmelzens des Adhäsivs 2 durch das Anwenden
von Wärme
bei einer Temperatur, die in einem eingestellten Bereich enthalten
ist, der im Fall von PET zwischen 100°C und 130°C liegt. Dieses Anwenden von
Wärme erzeugt
das Schmelzen des Adhäsivs 2,
das in einer gemeinsamen Ebene den Abschnitt der imprägnierten
Fasern 24 enthält,
wobei beim Abkühlen
das Adhäsiv 2 aushärtet, wodurch
die permanente viskose Verbindung eines äußeren bogenförmigen Abschnittes
des Rovings 25 mit dem Segeltuch 14 bewirkt wird,
das auf diese Weise eine plastische Konsistenz und Flexibilität aufweist.
Wenn lediglich eine der beiden Flächen 12 und 13 und
aus Gründen
der Zweckmäßigkeit
insbesondere die einzelne Fläche 12 in 4,
adhäsiv
ist oder durch Aufbringen des Adhäsivs 2 adhäsiv gemacht
wird, ist die einzelne entsprechende Bahn 10 adhäsiv, wobei
der Abschnitt der Fasern 24, die mit der Bahn 11 in
Berührung
sind, frei sind, wie jene im Kern des Rovings 25. Dies
trägt naturgemäß dazu bei,
das Segel 1 leichter und unter einer sich ändernden
aerodynamischen Last flexibler zu machen, da ohne dies die freien
Fasern 24 die geometrischen Änderungen der Wölbung sowohl
bei der Korrektur als auch bei Änderungen
des Kurses frei unterstützen
können.
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Zudem
wird die Verbindung zwischen den Zugstangen 16 und der
Spitze 3 oder die Verbindung zwischen den Zugstangen 16 und
den Rändern 4', 5' und 7' des Segels 1 warm
ausgeführt.
Trotzdem ist es ebenfalls möglich,
die Endbearbeitung kalt durch die Anbringung nicht gezeigter bekannter
Verstärkungen einer
dreieckigen oder runden Form, den sogenannten Flecken in einem Textil
oder einem Laminat, auszuführen,
die mit ihrem eigenen Aufbau von Zugstäben oder durch Flachdrücken verstärkt werden
können.
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Natürlich trifft
das, was oben unter Bezugnahme auf die Segeltücher 14 und allgemein
das Segel 1 beschrieben wurde, ebenfalls auf die zusammengelegten
Bahnen 10 und 11 zu, die daher ursprünglich mit
ihrem eigenen Gitter versehen wurden und normalerweise bei Segelanwendungen
verwendet werden.
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Die
Verwendung des Segels 1, das eine spezielle Ausführungsform
eines Membrankörpers
ist, der mit Zugstäben 16 verstärkt ist,
die in Längsrichtung
im Bezug auf die jeweiligen Segeltücher 14 frei bleiben,
ist aus dem, was oben beschrieben wurde, einfach zu verstehen und
bedarf keinen weiteren Erläuterungen.
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Schließlich ist
es klar, das Abänderungen und
Variationen des Segels 1, das hier beschrieben wurde, vorgenommen
werden können,
ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Die
vorliegende Erfindung enthält
zudem Segel 1, deren Segeltuche 14 eine einzige
Bahn 10 oder 11 aufweisen und somit die Ummantelungen 15 und die
entsprechenden Zugstäbe 16 halten,
die in adhäsiver
Weise mit einer einzelnen Fläche
der Bahn oder mit beiden der jeweiligen Flächen verbunden sind. Ein derartiger
Aufbau ist einfacher als jene, die oben beschrieben wurden, und
insofern, dass er nicht das Aufbringen einer oberen Bahn erfordert,
ist er nicht nur zarter sondern auch leichter. Infolge der besonderen
Einfachheit dieses Aufbaus, wurde entschieden, ihn in keiner Weise
darzustellen. Ein derartiger konstruktiver Aufbau kann geeignet
bei Segeln eingesetzt werden, die dem Luftstrom lediglich auf einer jeweiligen
Fläche
sowohl bei Wenden nach links als auch bei Wenden nach rechts ausgesetzt
sind, wie etwa Spinnakern, oder bei Sonnenschutzen von Gebäuden, die
keine Reversibilität
erfordern.
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Unter
Bezugnahme auf 8 ist schematisch ein dreidimensionaler
Membrankörper 100 dargestellt,
der in geeigneter Weise verwendet werden kann, um als Sonnenschutzsegel
im Bereich des Bauwesens zu dienen. Ein derartiger Körper 100 ist im
wesentlichen insoweit mit dem Segel 1 sowohl konstruktiv
als auch funktional identisch, als er eine dreidimensionale Form
auch ohne Belastung aufweist, ist jedoch mit konkaven Abschnitten
versehen, unter denen Gegenstände
und/oder Menschen vor Umwelteinflüssen geschützt werden sollen. Auch in diesem
Fall sind die Zugstäbe 16 in
den Ummantelungen 15 enthalten, die direkt auf die beiden
Bahnen aufgebracht werden können,
oder die man durch Heißlaminieren
des äußeren Abschnittes
eines Rovings 25 freier Fasern erhält, sobald dieser teilweise mit
einem adhäsiven
Material einer thermoplastischen Beschaf fenheit in ähnlicher
Weise imprägniert wurde,
wie es unter Bezugnahme auf das Segel 1 beschrieben wurde.
Ist das Adhäsiv
bei Umgebungstemperatur aktiv, kann das Laminieren kalt ausgeführt werden.
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Im
Hinblick auf das, was oben erläutert
wurde, unterscheiden sich der Körper 100 und
das Segel 1 voneinander lediglich in Form und Anwendung.
Die konstruktiven Details und das Herstellungsverfahren ändern sich
somit nicht, und aus Gründen
der Einfachheit der Beschreibung wurde entschieden, sich auf die
Teile der Beschreibung zu beziehen, die sich mit dem Aufbau und
der Einrichtung zum Erhalt des Aufbaus des Segels 1 beziehen.
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Der
Nutzen des Membrankörpers
und des entsprechenden Herstellungsverfahrens, besteht in gedehnten
flexiblen Strukturen, die mit der Funktion eines Sonnenschutzsegels
verwendet werden, wobei dies angesichts 8 leicht
verständlich
ist und keiner weiteren Erläuterungen
bedarf.