DE69120420T2

DE69120420T2 - Vielflächiges bausystem

Info

Publication number: DE69120420T2
Application number: DE69120420T
Authority: DE
Inventors: Theodore Zeigler
Original assignee: World Shelters Inc
Current assignee: World Shelters Inc
Priority date: 1990-09-05
Filing date: 1991-08-21
Publication date: 1996-10-31
Anticipated expiration: 2011-08-22
Also published as: US5230196A; CA2090867A1; ATE139591T1; WO1992004510A1; KR100193984B1; JP3062246B2; EP0547086B1; EP0547086A1; DE69120420D1; JPH06500835A; CA2090867C

Description

Gegenstand der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gebäudesystem, welches den Einsatz von Baumodulen beinhaltet, die einen Unterstand bilden, welcher eine kugelförmige Oberfläche aufweist und insbesondere eine selbsttragende, zusammenfaltbare Konstruktion, die durch Baumodule gekennzeichnet ist, welche starre bzw. steife Verriegelungen bzw. Verschlüsse sowie Verstärkungsseile aufweist.

Hintergrund der Erfindung

Es sind Gebäudeeinheiten bekannt, die zusammenlegbar sind, so daß sie an Stellen, wo es erwünscht ist, aufgerichtet werden können, und wenn nötig zu einer kompakteren Form für eine Lagerung und/oder einem Transport zusammengefaltet werden können (vgl. EP-A-0 222 437). Diese Gebäudekonstruktionen basieren auf säulenförmigen Elementen oder Stangen, die als Basiskonstruktionseinheiten verwendet werden und die als Stützen dienen. Die Verbindung erfolgt über Zapfengelenke, Gleitgelenke oder durch andere bewegbare Verbindungen, so daß eine zusammenfaltbare, gelenkige Konstruktion gebildet wird. Üblicherweise wird eine Textilabdeckung mit dem Stangennetzwerk verwendet. Ein Beispiel einer derartigen zusammenfaltbaren Konstruktion ist in dem US-Patent Nr. 3,185,164 offenbart, welches eine Konstruktion zeigt, die mehrere Stangen enthält, die durch Kupplungen in Dreiergruppen miteinander verbunden sind, welche in Wechselbeziehungen stehen, um im wesentlichen ein hexagonales Bausystem zu bilden. Ein weiteres Beispiel einer derartigen zusammenfaltbaren Konstruktion ist in dem US- Patent Nr. 3,710,806 gezeigt. Konstruktionen, die Elemente verwenden, welche zur Aufrechterhaltung der Steifheit der Konstruktion verwendet werden, sind ebenfalls bekannt, beispielsweise in dem US-Patent Nr. 3,063,521.
Im Stand der Technik ist darüber hinaus die Verwendung von zusammenfaltbaren Rahmenbauwerken zum Tragen von Zelten oder anderen im Freien einsetzbaren Unterständen bekannt. Beispiele für zusammenfaltbare Rahmenwerke beim Einsatz in Verbindung mit Zelten oder anderen im Freien verwendbaren Konstruktionen sind in den US-Patenten Nr. 563,376, Nr. 927,738, Nr. 1,773, 847 und Nr. 2,781,766 gezeigt. Derartige Konstruktionen sind hinsichtlich ihrer Leichtigkeit in Aufbau und Lagerung bereits vielfach verändert worden und weisen unterschiedliche Baufestigkeiten auf.
Konstruktionen, die die Form einer Kuppel oder Kugel aufweisen, sind von besonderem Interesse, da diese Form gegenüber anderen geometrischen Formen eine größere Festigkeit für die verwendeten Materialien aufweist. Eine Kuppelkonstruktion ermöglicht darüber hinaus einen großen Innenraum mit einem minimalen Anteil an Grundfläche und benötigt nur wenigen Gebäudematerialien. Jedoch besitzen kugelförmige Strukturen komplexe Konstruktionen und weisen schwierige geometrische Beziehungen zwischen den Bauelementen auf. Die Komplexität nimmt weiter zu, wenn gefordert wird, daß die Kuppelkonstruktion zusammenlegbar sein soll.
Es wurden bereits Versuche unternommen, mehrere flache Ebenen zu einer kugelförmigen Oberfläche umzuwandeln. Buckminster Fuller definierten das kugelförmige Ikosaeder (d.h. ein Polygon, welches 20 Flächen aufweist), durch Projektion eines ebenen dreiecksförmigen Gitters auf die Oberfläche einer Kugel. Er verwendete ein auf einer Dreiecksform basierendes 60º Koordinatensystem, welches in seiner Struktur sehr stabil ist. Das Ikosaeder von Fuller, wie es in dem US-Patent Nr. 2,682,235 offenbart ist, ist als eine geodätische Halle bzw. Kuppel bekannt. Jedoch ist die geodätische Halle von Fuller nicht zusammenlegbar; es ist sogar vielmehr beabsichtigt, daß sie durch den Verwender an ihrem Einsatzort aufgebaut wird. Aus diesen Gründen ist das geodätische Kuppeldesign nicht immer eine praktische Konstruktion.
In dem US-Patent Nr. 3,968,808, das am 13. Juli 1976 ausgegeben worden ist, verwendete Theodore Zeigler Fullers Ikosaeder in der Form einer zusammenlegbaren, selbstverriegelnden Konstruktion. Dabei wurde eine neue Geometrie nicht verwendet. Das Patent offenbart einen selbsttragenden, sich wölbenden Unterstand, der aus einer Reihe von ineinandergreifenden pentagonalen oder hexagonalen Abschnitten aufgebaut ist, wobei jeder Abschnitt aus sich kreuzenden Paaren von schwenkbar bzw. gelenkig miteinander verbundenen Streben gebildet ist. Das im wesentlichen halbkugelförmige Rahmentragwerk ist aus länglichen Streben und Nabenmitteln aufgebaut, die zwischen einem zusammengefalteten, gebündelten Zustand (bei dem die Streben in einer im wesentlichen parallelen Ausrichtung dicht als Bündel zusammengefaßt sind) und einem auseinandergefalteten dreidimensionalen Zustand beweg bar sind. Das in diesem Patent offenbarte Bau-Rahmentragwerk ist aufgrund von Selbstverriegelungswirkungen, die aus der asymmetrischen Anordnung von bestimmten Streben resultiert, selbsttragend. Das Rahmentragwerk weist Gleitverbindungsbereiche zwischen sich überkreuzenden Streben auf, wie es z.B. mit dem Bezugszeichen 110 in Figur 1 bezeichnet ist, die es erlauben, die Konstruktion zusammenzulegen.
In dem US-Patent Nr. 4,026,31 3 von Zeigler weist jede Ikosaederfläche Gleitbereiche 18 und 20 sowie schwenkbare Verbindungen auf, wie es in Figur 1 des Patentes gezeigt ist. Die Figuren 10-12A geben rechteckförmige Module wieder. Die US-Patente Nr. 4,290,244 und 4,437,275 sind Teilungen aus dem US-Patent Nr.4,026,313 und sind auf Baumodule gerichtet.
Wie vorstehend erläutert wurde, wandelte Buckminster Fuller eine flache Ebene in eine kugelförmige Oberfläche oder zusammengesetzte Ebene mit mehreren Achsen um, um ein Ikosaeder zu bilden. Theodore Zeigler's spätere Arbeit, wie sie z.B. in dem US-Patent Nr. 4,689,932 (EP-A-0 222 437) gezeigt ist, wandelte eine flache Ebene in eine kugelförmige Oberfläche um, jedoch auf eine andere Art. Zeigler legte die Oktaederform fest, die ermöglichte, lange schmale Konstruktionen oder kurze breite Konstruktionen zu bauen. Ein Oktaeder ist ein Körper, der durch 8 ebene Flächen begrenzt ist. Bei dem auf dem Oktaeder basierenden Entwurf können die Streben, die die Baumodule definieren, gleiche Länge aufweisen.
Der Oktaederentwurf, der durch Zeigler entwickelt wurde, verwendete darüber hinaus das 90º-45º-Koordinatensystem. Dieser Entwurf erlaubt die "Streckung" in drei Achsen, da jedes der Module die gleiche Kantenlänge aufweist. D.h., daß das geplante Hinzufügen von Modulen es ermöglicht, das Basisoktaeder wechselweise in die drei Orthogonalrichtungen: Höhe, Breite und Länge in seiner Dimension wachsen zu lassen.
Zeigler's US-Patent Nr. 4,689,932 verwendete das vorstehend erläuterte Oktaederkonzept, um eine Kuppelkonstruktion zu bilden, die aus quadratischen Modulen aufgebaut ist. Dieses Patent soll durch Bezugnahme Bestandteil dieser Beschreibung sein. Das Patent offenbart zwei Modularten: ein "flaches" Modul und ein "Übergangs-" oder Zylindermodul. Die umschreibenden Seiten sämtlicher Module werden durch sich überkreuzende, schwenkbar miteinander verbundene Streben gebildet.
Bei diesem Entwurf weist das erstellte Gebäude eine im wesentlichen kugelförmige Gestalt auf, die im wesentlichen horizontal an der Oberseite der Konstruktion und im wesentlichen vertikal nahe dem Boden der Konstruktion ist, wobei sich ein gekrümmter Abschnitt dazwischen befindet, der durch die Übergangsmodule gebildet wird. Die Ecken- bzw. Kantenabschnitte des Gebäudes werden bei diesem Entwurf offengelassen, wenn beispielsweise Durchgänge erwünscht sind, wie es in den Figuren 1 bis 3 des US-Patents Nr. 4,689,932 gezeigt ist. Wenn die Größe der Konstruktion zunimmt, werden die offenen Eckenabschnitte stufenweise größer. Der Stand der Technik spricht nicht das Problem des vollständigen Beseitigens der Eckabschnitte der Oktaederkonstruktionen an.
Im Hinblick auf bekannte Gebäudeentwürfe, die den geodätischen Hallen- bzw. Kuppelentwurf und die bekannten Konstruktionen wie die Rahmenzelte umfassen, tauchen mehrere allgemeine Probleme auf. Wenn die Konstruktion auseinanderfaltbar bzw. zusammenlegbar ist, sind die Konstruktionen häufig schwierig aufzurichten und es bedarf mehrerer Personen, einer beträchtlichen Zeitdauer und Spezial- Werkzeuge sowie Spezial-Ausrüstungen. Die Strukturen sind darüber hinaus häufig komplex in ihrer Konstruktion, weisen mehrere unterschiedliche abnehmbare Teile auf und sind verhältnismäßig schwer und sperrig. Die Uneinheitlichkeit in der Größe der Bauelemente trägt zu der Gesamtkomplexität und den Kosten derartiger Konstruktionen bei. Viele bekannte Konstruktionen, wie Rahmenzelte, die ein flaches Dach aufweisen, sind in ihrem ästhetischen Erscheinungsbild wenig ansprechend. Im Ergebnis ist die Zahl der Anwendungsmöglichkeiten, für welche diese Konstruktionen geeignet sind, beschränkt.
Die vorliegende Erfindung spricht diese und weitere Probleme, die mit bekannten zusammenlegbaren Tragkonstruktionen verbunden sind, an.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung ist eine Bauemheit für ein tragbares Rahmentragwerk für einen Unterstand, wie es in den Ansprüchen 1 bis 28 definiert ist. Die Bauemheit ist aus länglichen Streben zusammengesetzt, die in eine dreidimensionale Form auseinanderfaltbar und in eine gebündelte Form zusammenlegbar sind, in der die Streben in einer im wesentlichen parallelen Ausrichtung dicht zueinander angeordnet sind. Die Bauemheit ist ein kugelförmiges Modul, welches im auseinandergefalteten Zustand innere und äußere parallele Flächen bildet, die jeweils die Form eines Rhombus aufweisen, jedoch von unterschiedlicher Größe sind. Das kugelförmige Modul weist zwei Paare gegenüberliegender Seitenflächen auf, wobei jedes Seitenflächenpaar nicht parallele Ebenen definiert. Das Modul wird durch sich überkreuzende, schwenkbar miteinander verbundene Streben gleicher Länge umgeben bzw. eingegrenzt. Die sphärischen Module sind in einer Ende-zu-Ende-Beziehung mit anderen kugelförmigen Modulen oder mit zylindrischen Modulen kombinierbar. Ein zylindrisches Modul weist ebenso innere und äußere parallele Flächen auf, die jeweils rhombusförmig sind, wobei die Breiten der inneren und äußeren Flächen unterschiedlich und die Längen der inneren und äußeren Flächen gleich sind. D.h., daß ein Paar gegenüberliegender Seitenflächen zwei parallele Ebenen definiert und das andere Seitenflächenpaar zwei nicht parallele Ebenen definiert. Der dritte Modultyp, das flache Modul, besitzt parallele innere und äußere rhombusförmige Flächen gleicher Größe. Der in diesem Zusammenhang verwendete Begriff "Rhombusuv bedeutet ein Parallelogramm mit vier gleichen Seiten und umfaßt ein Parallelogramm mit sowohl schrägen Winkeln als auch rechten Winkeln.
Weiterhin sind Nabenmittel vorgesehen, um die Streben schwenkbar miteinander zu verbinden. Die Nabenmittel weisen einen radial verlaufenden, ausgeschnittenen Bereich auf, um Winkelabweichungen des Rahmentragwerks des Moduls aufzunehmen. Die Bauemheit umfaßt darüber hinaus Verriegelungsmittel, damit die Module in ihrer auseinandergefalteten Konfiguration bestehen bleiben. Das Verriegelungsmittel ist vorzugsweise eine lösbare Verriegelungsstange, die aus zwei Gliedern besteht, welche durch einen Schnappverriegelungsmechanismus angebracht sind. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein auseinanderfaltbares/zusammenfaltbares Bau-Rahmentragwerk für einen tragbaren Unterstand offenbart. In der bevorzugten Ausführungsform wird das Bau-Rahmentragwerk aus mehreren, sich kreuzenden, schwenkbar miteinander verbundenen länglichen Streben gebildet, welche mehrere Module definieren, die in eine dreidimensionale Form auseinanderfaltbar sind. Eine bevorzugte Ausführungsform des Bau-Rahmentragwerks umfaßt einen horizontalen Abschnitt, der aus zumindest einem flachen Modul gebildet ist, mehrere vertikale Abschnitte, von denen jeder zumindest aus einem flachen Modul gebildet ist, mehrere bogenförmige Abschnitte zwischen dem horizontalen Abschnitt und den vertikalen Abschnitten, wobei jeder der bogenförmigen Abschnitte aus zumindest einem zylindrischen Modul gebildet ist, und einem sphärischen bzw. kugelförmigen Dreiecksabschnitt, der aus zumindest einem sphärischen bzw. kugelförmigen Modul gebildet ist. Vorzugsweise ist das Bau- Rahmentragwerk aus Streben gleicher Länge zusammengesetzt und umfaßt Nabenmittel, die Aufnahmemittel für Winkelabweichungen aufweisen, wie beispielsweise radial verlaufende, ausgeschnittene Abschnitte, die eine radiale Bewegung der Streben hinsichtlich der Naben ermöglichen. Das bevorzugte Bau-Rahmentragwerk weist darüber hinaus Seilelemente auf, die an den Streben oder Naben angebracht sind und die durch Seilhaltemittel in ihrer Position gehalten werden.
Das erfindungsgemäße Bau-Rahmentragwerk kann ebenso mit weniger als dieser Zahl an Bauabschnitten gebildet sein. Z.B. könnte der erfindungsgemäße Unterstand nur mit Bogenabschnitten und kugelförmigen Dreiecksabschnitten, mit vertikalen Abschnitten, bogenförmigen Abschnitten und einem kugelförmigen Dreiecksabschnitt usw. gebildet sein.
Die Bauemheit zeigt insbesondere mehrere Seile, die mit Seilarretiermitteln verbunden sind. Die Seilarretiermittel sind vorzugsweise Seilhaltemittel, die aus einem Matenalstreifen bestehen, der ein entsprechendes Seil entweder mit einer Baustange, einem weiteren Seil oder einer Nabe verbindet. Zwei Seilarten sind Bestandteil der vorliegenden Erfindung, Umfangsseile und Diagonalseile. Verschiedene Kombinationen dieser Seile sowie der Seilhaltemittel sind ebenfalls Bestandteil dieser Erfindung. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Unterstandstruktur offenbart, die eine Dachstruktur aufweist, welche aus mehreren Modulen erstellt ist, die aus Stangenpaaren gebildet sind, welche durch innere und äußere Naben verbunden sind. Zumindest einige der Nabenpaare werden in einer auseinandergefalteten Konfiguration durch Verriegelungsmittel gehalten. Die Unterstandstruktur zeigt eine Abdeckung, die in ihrer Größe und Ausbildung so gestaltet ist, daß sie der Form und der Größe der Struktur entspricht. Die Unterstandstruktur enthält ebenfalls Tragmittel, wie bespielsweise Teleskopbeine, zum Aufstellen der Dachstruktur auf einem Untergrund.
Ein besonderer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht in ihrer "Dehnbarkeit", d.h., in der Fähigkeit, die Größe des Unterstandes durch einfaches Hinzufügen zusätzlicher Module zu modifizieren. Da die Module gleich große Strebenlängen aufweisen, ist eine Vergrößerung der Struktur sehr stark vereinfacht. Von der Basisanordnung der Struktur ermöglicht das Hinzufügen von Modulen, soweit notwendig und erwünscht, daß das Basisoktaeder in seinen zugehörigen drei orthogonalen Richtungen, d.h., in der Höhe, in der Breite und in der Länge in seinen Abmessungen vergrößert werden kann. Die Abmessungen des Unterstands können individuell eingestellt werden, d.h., daß die Höhe ohne Zunahme der Grundflächenabmessungen vergrößert werden kann, die Grundflächenabmessungen können ohne eine Zunahme in der Höhe gesteigert werden und die Grundabmessungen können einzeln verändert werden (sowohl in der Breite als auch in der Länge). Weiterhin können abgeflachte Flächen der Strukturen Seite an Seite positioniert werden, um so eine große sich kontinuierlich fortsetzende Unterstandstruktur zu bilden. Somit zeigt die vorliegende Erfindung eine verbesserte Erweiterungs- sowie Kombinationsmöglichkeit. Dies führt zu einer größeren Entwurfsflexibilität, um so auf die speziellen Bedürfnisse der Verwender eingehen zu können.
Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht in dem Gleichgewicht zwischen den Druckkräften und den Zugkräften innerhalb der Struktur. Es werden geeignete Bauelemente vorgesehen, um sowohl den Druck- als auch den Zugkräften zu widerstehen und so das Gebäude in einer strukturell stabilen Weise zu halten, während gleichzeitig gegenüber bekannten Strukturen eine geringere Zahl an Bauelementen benötigt wird. Auf diese Weise wird das Baufestigkeits-/Baugewichtsverhältnis verbessert. Die strukturelle Stabilität und die Festigkeit werden zumindest teilweise durch die Verwendung der starren Verriegelungen, der Umfangsseile sowie der Diagonalseile gesteigert, wie es nachstehend im Detail näher erläutert wird. Die Struktur der vorliegenden Erfindung kann in ungewöhnlich großen Größen erstellt werden. Das Halte-Rahmentragwerk ist, obwohl leicht im Gewicht, strukturell stabil und widersteht Windkräften usw.
Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht in der Verwendung von Baumodulen, die eine "sphärische" bzw. "kugelförmige" Form aufweisen, wodurch ein Bau-Rahmentragwerk geschaffen wird, welches sich um die Eckabschnitte der Struktur wölben bzw. krümmen kann. Die sphärischen Module ermöglichen eine Krümmung des Rahmentragwerks der Struktur in zwei orthogonale Richtungen, d.h. sowohl in die Breiten- als auch in die Längenrichtung des Moduls. Die sphärischen Module ermöglichen eine ununterbrochene kugelförmige Struktur ohne Öffnungen in der Nähe der Ecken der Struktur, während gleichzeitig das Merkmal der Zusammenlegbarkeit der Struktur erhalten bleibt. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel zeigt das sphärische Modul einzigartige bzw. außergewöhnliche Naben, die es den Winkeln zwischen den Streben des Rahmentragwerks ermöglichen, sich, soweit notwendig, gemäß der Größe und der Gestalt der Struktur zu verändern oder zu verzerren.
Die vorliegende Erfindung ist darüber hinaus aufgrund ihrer Modularität und Beschaffenheit der Teile und Strebenlängen innerhalb der gesamten Struktur vorteilhaft. Diese Uniformität erleichtert in starkem Maße den Herstellprozeß und ermöglicht, daß die Struktur in ihrer Konstruktion weniger komplex ist. Die vorliegende Erfindung verwendet bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel Stangen oder Streben nur einer einzigen Größe. Die Stangen oder Streben überkreuzen sich, sind schwenkbar miteinander verbunden und bilden die Begrenzungsseiten jedes Moduls.
Ein weiterer Vorteil der Unterstandsstruktur der vorliegenden Erfindung besteht in der Mühelosigkeit ihres Aufbaus. Die Struktur kann schnell durch eine einzelne Person auf einem Untergrund ohne Einsatz von Werkzeugen errichtet werden. Die Struktur kann dabei leicht von einem kompakten vormontierten Bündel zu einer großen Unterstandstruktur auseinandergefaltet werden, die einen steifen bzw. starren selbsttragenden Rahmen sowie eine Abdeckung aufweist. Unabhängig von der Größe kann die Struktur in wenigen Minuten errichtet werden. Besondere Entwurfsmerkmale, die es ermöglichen, die Struktur leicht zu errichten, sind die schwenkbaren Verbindungen der Rahmenelemente, die optional vorgesehenen Teleskoptragbeine und der lösbare Verriegelungsstangenmechanismus, der das Rahmentragwerk in einer schnellen und angenehmen Weise versteift. Aus den gleichen Gründen ist die Struktur ebenso leicht zusammenlegbar, wenn die Struktur nicht länger gebraucht wird.
Die Struktur ist weiterhin vorteilhaft in der Weise, daß sie ein relativ geringes Gewicht aufweist. In ihrem zusammengefalteten Zustand bildet die Struktur ein kompaktes Bündel, welches den Transport und die Lagerung erleichtert. Sie ist sogar durch solche Personen leicht zu handhaben, die nur geringe Kräfte oder mechanische Fähigkeiten aufweisen. Der tragbare Unterstand, der Gegenstand der Erfindung ist, weist eine Reihe von Größen auf. So ist z.B. ein tragbarer Unterstand der Größe 20 Fuß (6,096 m) auf 20 Fuß (6,096) zu einem Bündel zusammenlegbar, welches nur 5 Fuß (1,524 m) lang und 2 Fuß (0,6096 m) im Durchmesser ist und welches nur annähernd 30 kg (65 Pfund) wiegt.
Darüber hinaus gibt es eine Anzahl an speziellen Bestandteilen der Erfindung, die ebenso vorteilhaft sind. Die Struktur verwendet eine wasserdichte Abdeckung, die einen Schutz vor der Witterung schafft. Vorzugsweise ist die Abdeckung aus Materialteilen aufgebaut, die in ihrer Größe und in ihrer Konfiguration so gestaltet sind, daß sie mit der Form und der Größe der Module übereinstimmen, um so eine glatte, straffe Abdeckung im auseinandergefalteten Zustand zu bilden. Das Abdeckmaterial ist so angeordnet bzw. angebracht, daß es die Funktionen hinsichtlich des Zusammenfaltens bzw. Auseinanderfaltens nicht behindert. Die Erfindung zeigt außergewöhnliche Abdeckbefestigungen, die die Abdeckung an dem Dachrahmentragwerk sicher befestigen und die einen ästhetisch angenehmen Eindruck nicht beeinträchtigen.
Wie vorstehend erwähnt wurde, verwendet die Struktur der vorliegenden Erfindung darüber hinaus Seilelemente, die wirkungsvoll den Zugkräften der Struktur widerstehen. Die Seile erhöhen nur geringfügig das Gewicht der Struktur. Ein hierzu gehörendes vorteilhaftes Merkmal besteht in den Seilhalteelementen, die dazu dienen, die Zugseile der Dachstruktur anzuordnen und zu verhindern, daß die Seile während der Errichtung oder des Zusammenfaltens der Struktur miteinander verwirren. Diese Seilhalter erhöhen des Gewicht der Struktur nur leicht; außerdem verbessern sie in großem Maße die Mühelosigkeit der Verwendung der Struktur, wodurch sie es ermöglichen, die Strukturseile vorteilhaft zu verwenden.
Die vorliegende Erfindung zeigt weiterhin angenehme Tragmittel, die aus mehreren Teleskoptrag beinen bestehen können. Das Tragmittel ist permanent mit dem Dach des Bau-Rahmentragwerks verbunden, wodurch sich der Vorgang des Zusammenfaltens bzw. Auseinanderfaltens erheblich erleichtert.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht in dem ästhetischen Erscheinungsbild der Struktur. Insbesondere für Verwendungen, bei denen die Ästhetik im Vordergrund steht, wie beispielsweise Parties, Vorführungen, Ausstellungen oder jede andere Verwendung in der Special-Event-Industrie bzw. Unterhaltungsindustrie, schafft die Struktur ein modernes Aussehen.
Für ein besseres Verständnis der Erfindung und für die durch ihren Einsatz erhaltenen Vorteile wird nun auf die beigefügte Beschreibung sowie auf die Zeichnungsfiguren Bezug genommen, in denen bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt und beschrieben sind.

Kurze Beschreibung der Zeichnungsfiguren

In den Zeichnungsfiguren, die einen Teil der Beschreibung bilden und zusammen mit der Beschreibung verwendet werden sollen, sind optimale Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt. In den verschiedenen Ansichten werden gleiche Bezugszeichen zur Kennzeichnung gleicher Teile verwendet. Es zeigt:
Figur 1 eine perspektivische Ansicht eines Moduls der vorliegenden Erfindung in seinem auseinandergefalteten Zustand;
Figur 2 eine perspektivische Ansicht des in Figur 1 gezeigten Moduls in seinem zusammengefalteten Zustand;
Figuren 3A-3B schematische Seitenansichten der Stangenkonfiguration, die bei den Modulen der vorliegenden Erfindung verwendet werden;
Figuren 4A, 4B und 4C schematische Ansichten der zylindrischen, flachen bzw. sphärischen Modulformen;
Figuren 5A-5C perspektivische Ansichten der in den Figuren 1 und 2 gezeigten Module, die die verschiedenen Umfangsseilentwürfe wiedergeben;
Figuren 6A-6E perspektivische Ansichten der in den Figuren 1 und 2 gezeigten Module, die verschiedene diagonale und dazwischenliegende Seilentwürfe wiedergeben;
Figuren 7A-7C perspektivische Ansichten der in den Figuren 1 und 2 gezeigten Module, die verschiedene Entwurfsalternativen für die Seilhalter wiedergeben;
Figur 8 eine Querschnittsansicht der Verriegelungsstange;
Figuren 9A-9B Seitenansichten der bei der vorliegenden Erfindung verwendeten Naben;
Figur 10 eine Querschnittsansicht eines Befestigungsknopfes für ein Gewebe;
Figur 11 eine auseinandergezogene Ansicht der Nabe, des Befestigungsknopfes für das Gewebe, des Seils und der Stangeneinheit;
Figur 12 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform der Struktur;
Figur 13 eine Seitenansicht der Rahmenstruktur für die erste Ausführungsform, die in Figur 12 gezeigt ist;
Figur 14 eine Draufsicht auf die in den Figuren 12 und 13 gezeigte Rahmenstruktur;
Figuren 15A-15G perspektivische Ansichten des Rahmens der in Figur 12 gezeigten ersten Ausführungsform, die die Entfaltungsschritte wiedergibt;
Figur 16 eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform der Struktur;
Figur 17 eine Seitenansicht der Rahmenstruktur der in Figur 16 gezeigten zweiten Ausführungsform;
Figur 18 eine Draufsicht auf die in den Figuren 16 und 17 gezeigte Rahmenstruktur;
Figur 19 eine perspektivische, teilweise aufgebrochene Ansicht eines Ankerfußes und einer Beineinheit;
Figur 20 eine perspektivische Ansicht eines Oktaeders mit auseinandergezogener, schematischer Ansicht der Module; und
Figur 21 eine perspektivische Ansicht einer zusammengesetzten Unterstandstruktur.

Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

In Figur 1 ist eine Einheit oder ein Modul 10 gemäß der Erfindung in ihrem bzw. seinem auseinandergefalteten Zustand gezeigt. Das Modul 10 ist als ein kastenbzw. schachtelartiger Rahmen ausgebildet und ist Teil einer Dach- oder Wandstruktur für eine zusammenfaltbare Struktur, deren Details nachstehend näher erläutert werden. Das Modul 10 weist eine innere Fläche 11, eine äußere Fläche 12 sowie vier Seitenflächen 13, 14, 15, 16 auf. Jede der Seitenflächen 13, 14, 15 und 16 ist durch zwei gleichlange Stangen definiert, die für die Seitenfläche 1 3 mit den Bezugszeichen 13a und 13b und in entsprechender Weise für die übrigen Seitenflächen 14, 15, 16 bezeichnet sind. Inder Nähe ihrer Mittelpunkte sind die Stangen jeder Seitenfläche 13-16 in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel in einer scherenartigen Weise an Schwenkpunkten 17 schwenkbar miteinander verbunden. Jede Schwenkverbindung 17 kann in geeigneter Weise hergestellt werden, beispielsweise durch Stifte, Nieten und dgl. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Stangen 13a, 13b, 14a, 14b, 15a, 15b, 16a, 16b verhältnismäßig dünnwandige, hohle Aluminiumrohre, die einen äußeren Durchmesser von annähernd 3/4 eines Inches (1,905 cm) aufweisen. Am Ende jeder Stange ist ein geeignetes Nabenmittel oder eine geeignete Eckverbindung vorgesehen, wobei die inneren Eckverbindungen mit den Bezugszeichen 18, 19, 20, 21 und die äußeren Eckverbindungen mit den Bezugszeichen 22, 23, 24 und 25 bezeichnet sind. Die Eckverbindungen 18-25 bilden eine schwenkbare Verbindung zwischen den Stangen und sind vorzugsweise als Gelenknaben ausgebildet, welche aus Stahlklingenverbinder bestehen, die an einem Stahlring schwenkbar gehalten sind, welcher in den Naben eingebettet ist. Die Naben sind aus ABS-Kunststoff oder einem anderen geeigneten Material hergestellt. Bei der bevorzugten Ausführungsform können die Eckverbinder 18-25 generell von der Art sein, die in dem US-Patent Nr. 4,280,521, das durch Bezugnahme Bestandteil dieser Anmeldung ist, gezeigt wird.
Auf diese Weise werden die Eckverbinder 18, 19, 20, 21 an der inneren Moduloberfläche schwenkbar mit den Stangen 16b und 13b, den Stangen 13a und 14a, den Stangen 15b und 14b bzw. den Stangen 15a und 16a verbunden. In ähnlicher Weise sind die Eckverbinder 22, 23, 24 und 25 an der äußeren Moduloberfläche schwenkbar mit den Stangen 16a und 13a, 14b und 13b, 14a und 15a bzw. 15b und 16b verbunden.
Bei der Kombination des gezeigten Moduls 10 mit einer Anzahl gleichartiger bzw. ähnlicher Module werden einige der Eckverbinder 18 bis 25 ebenfalls Eckverbinder in einem oder mehreren benachbarten Einheiten 10 oder mit anderen Worten, eine oder mehrere der Seitenflächen 13 bis 16 werden für zwei benachbarte Einheiten zu gemeinsamen Seitenflächen
Um eine einfache und schnelle Verriegelung in dem dargestellten, auseinandergefalteten Zustand der Einheit zu ermöglichen, bildet eine lösbare Verriegelungseinrichtung 26, deren genauerer Aufbau nachstehend erläutert wird, eine steife Verbindung für ein Paar einander gegenüberliegender Eckverbinder an der inneren und äußeren Oberfläche des Moduls, wie beispielsweise bei dem Eckverbinderpaar 18 und 22. Die Verriegelungsstangen 26 ermöglichen das Selbsttragen der Struktur 10 durch Verbindung des inneren und äußeren Nabenpaares, wenn das Modul 10 sich in seinem auseinandergefalteten Zustand befindet.
Das Modul 10 enthält darüber hinaus vier Seile, die sich entlang des Umfangs der Innenfläche 11 des Moduls erstrecken und die als Umfangsseile oder Scherenseile 27, 28, 29 und 30 bezeichnet werden. Die Seile können sich zwischen den inneren Naben 21-18, 18-19, 19-20 bzw. 20-21 erstrecken. Das heißt, daß ein Ende der Seile mit einem Ende der Naben anstatt mit einem Punkt entlang einer der Stangen verbunden sein kann. Alternativ können die Seile 27 bis 30 sich zwisohen den Enden der Stangenelemente, die sich in der Nähe der inneren Naben befinden, mittels eines geeigneten Befestigungsmechanismus erstrecken, wie beispielsweise einer Verbinderplatte 75, die an der Stange angenietet ist. Zusätzlich weist das Modul 10 ein Paar Diagonalseile 31, 32 auf, die sich zwischen den Naben 22-24 bzw. 25-23 erstrecken. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Seile 27 bis 30 und 31, 32 Stahlseile. Das Seil ist flexibel, so daß, wenn das Modul 10 sich in dem zusammengefalteten, in Figur 2 gezeigten Zustand befindet, die Seile 27 bis 30 und 31, 32 Schlaufen bilden.
Ein neues Merkmal der vorliegenden Erfindung ist durch Seilarretiermittel gebildet, die in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel aus Seilhalteelementen bestehen. Die Seilhalter sind in Figur 1 mit dem Bezugszeichen 33, 34, 35 und 36 bezeichnet und dienen dazu, die Seile 27, 28, 29 bzw. 30 zu halten. Die Seilhalter 33 bis 36 können aus einem flexiblen oder steifen Material, wie beispielsweise einem dünnen Streifen aus Kunststoff- oder Stoff- bzw. Textilmaterial hergestellt sein. Die Seilhalter 33 bis 36 können aus einem Material bestehen, welches elastische Eigenschaften aufweist. Jeder Seilhalter 33 bis 36 ist an einem Ende an seinem entsprechenden Seil und am anderen Ende an einer entsprechenden Stange an einem Punkt angebracht, der benachbart zu dem Schwenkpunkt 17 ist. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Seilhalter 33 bis 36 aus einem flexiblen Kunststoffband hergestellt, dessen Enden an dem Seil und der Stange durch Umwickeln der Klebeseiten um diese Elemente fixiert sind. Wenn das Modul 10 sich in seinem zusammengefalteten Zustand befindet, dienen die Seilhalter 33 bis 36 dazu, die entsprechenden Seile 27 bis 30 in einer geordneten, schlaufenförmigen Konfiguration zu halten, wodurch irgendwelche Probleme mit einem Verheddem der Seile vermieden wird und der Vorgang des Aufrichtens und Zusammenfaltens des Moduls in großem Maße erleichtert wird.
Figur 2 gibt das Modul 10 in seinem zusammengefalteten Zustand wieder. Das Entfernen der Verriegelungsstangen 26 ermöglicht es, die sich kreuzenden, schwenkbar miteinander verbundenen Stangen 13a, 13b, 14a, 14b, 15a, 15b, 16a, 16b in einer solchen Weise zu verschwenken, daß die inneren Naben 18 bis 21 und die äußeren Naben 22 bis 25 dicht beeinander angeordnet sind. Die Streben 13a, 13b, 14a, 14b, 15a, 15b, 16a, 16b nehmen eine gebündelte, im wesentlichen parallele Stellung zueinander ein, wobei die flexiblen Seile 27 bis 30 in der schlaufenförmigen, in Figur 2 dargestellten Konfiguration herabhängen Eine steife Verriegelung oder Verriegelungsstange 26 ist vorgesehen, die an ihrer entsprechenden Nabe angebracht bleibt. Bei einem Ausführungsbeispiel ist die Verriegelungsstange 26 durch zwei Elemente gebildet, die miteinander durch einen Schnappverschluß verriegeln, wobei jedes Element mit einer Nabe 18 eines Nabenpaares verbunden ist. Auf diese Weise kann das Rahmentragwerk als ein einzelnes Teil zusammengefaltet und auseinandergefaltet werden. Das Fehlen von abnehmbaren Teilen vereinfacht sehr stark den Konstruktionsvorgang.
Die Figuren 3A und 3B zeigen ein Paar sich kreuzender Streben, die mit den Bezugszeichen 16a und 16b zum Zwecke der Illustration gekennzeichnet sind, obwohl die folgende Erläuterung für jedes scherenartige Strebenpaar zutrifft. Wie in der Figur 3A dargestellt ist, sind die Streben 16a, 16b an dem Mittelpunkt jeder Strebe durch die Schwenkverbindung 17 miteinander verbunden. Bei dieser Ausgestaltung weist die Seitenfläche 16 eine Rechteckform 110 auf, wie es durch unterbrochene Linien in Figur 3A dargestellt ist.
Alternativ kann die Schwenkverbindung zwischen den Streben 16a, 16b von dem Mittelpunkt der Streben ein wenig versetzt sein, wie es in Figur 3B dargestellt ist. In der Figur 3B sind die gegenüberliegenden Paare von sich kreuzenden, schwenkbar miteinander verbundenen Streben 16a, 16b asymmetrisch mit Bezug auf die Schwenkstifte oder Nieten 17 angeordnet. Bei dieser Ausgestaltung nimmt die Seitenfläche 16 eine Trapezform 111 an, wie es durch die unterbrochenen Linien in Figur 3B gezeigt ist. Auf diese Weise ist die Spannlänge der inneren Fläche 11 kleiner als die Spannlänge der äußeren Fläche 12. Die Spannlänge der inneren Fläche ist der Abstand zwischen den inneren Naben 18 und 21, wogegen die Spannlänge der äußeren Fläche der Abstand zwischen den äußeren Naben 22 und 25 ist. Die Differenzen zwischen den Spannlängen und damit der Grad der Krümmung wird durch die Position des Schwenkpunktes 17 bestimmt. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Längen der Streben 16a, 16b innerhalb der gesamten Struktur identisch.
In den Figuren 4A, 4B und 4C sind drei unterschiedliche Modulformen wiedergegeben: ein zylindrisches Modul 8, ein flaches Modul 7 sowie ein sphärisches bzw. kugelförmiges Modul 9. Für jedes der Module 7, 8 und 9 begrenzen Paare sich kreuzender Streben die Module, wobei jede Strebe eine einzelne Strebenlänge hat. In den Figuren 4A bis 4C sind die Streben 14a, 14b, 15a, 15b, 16a, 16b zum Zwecke der Klarheit nicht dargestellt. Vielmehr kennzeichnen die unterbrochenen Linien in den Figure 4A bis 4C die Umriße bzw. Grenzen jedes Moduls.
Bei dem flachen Modul 7 der Figur 4B weist jede Seitenfläche des Moduls 7 die Form eines Rechtecks 110 auf, so daß die innere Fläche 11 und die äußere Fläche 12 identische Breiten und Längen besitzen und parallele Ebenen definieren. In dem Fall des flachen Moduls 7 besitzen die innere Fläche 11 und die äußere Fläche 12 die gleiche Form und bilden vorzugsweise Quadrate. Das flache Modul 7 ist von der gleichen allgemeinen Form, wie es in meinem US-Patent Nr. 4,689,932 beschrieben ist.
In Figur 4A ist ein zylindrisches Modul 8 wiedergegeben. Das zylindrische Modul 8 weist die gleiche allgemeine Form wie das Übergangsmodul auf, das in meinem US-Patent Nr. 4,689,932 beschrieben ist. Die innere Fläche 11 und die äußere Fläche 12 besitzen beide die Form eines Rhom bus und definieren parallele Ebenen, jedoch weist die innere Fläche 11 gegenüber der äußeren Fläche 12 eine von dieser verschiedene Rhombusform auf. D.h., daß die Breiten der inneren und äußeren Rhombusflächen unterschiedlich und die Längen der inneren und äußeren Rhombusflächen gleich sind. Wenn eine Reihe von zylindrischen Modulen an ihren Enden verbunden werden, wird eine Krümmung in eine Richtung erreicht. Die zylindrischen Module 8 haben gegenüberliegende Seitenflächen 111 in Form eines Trapezes und gegenüberliegenden Seitenflächen 110 in Form eines Rechtecks. Die trapezförmigen Seitenflächen 111 definieren Ebenen, die eine parallele Beziehung zueinander aufweisen, wogegen die gegenüberliegenden rechteckförmigen Seitenflächen 110 keine parallelen Ebenen definieren.
In Figur 4C ist ein sphärisches bzw. kugelförmiges Modul 9 wiedergegeben. Bei diesem Modul besitzt die innere Fläche 11 und die äußere Fläche 12 beide die Form eines Rhombus und definieren parallele Ebenen, jedoch ist die Länge und die Breite der inneren Fläche 11 kleiner als die Länge und die Breite der äußeren Fläche 12. Auf diese Weise wird durch die Kombination einer Anzahl an sphärischen Modulen 9 eine Krümmung in zwei zueinander gehörenden orthogonalen Richtungen erreicht, um eine konkave Oberfläche zu bilden. Die vier Seitenflächen des sphärischen Moduls 9 besitzen die Form eines Trapezes 111. Die vier Seitenflächen 111 bilden zwei Paare einander gegenüberliegender Seitenflächen, wobei jedes Paar gegenüberliegender Seitenflächen Ebenen definiert, die nicht parallel zueinander verlaufen. Es ist zu bemerken, daß ein kugelförmiges Modul ebenso in einer Weise konstruiert sein kann, daß die äußere Fläche kleiner als die innere Fläche 111 ist, um so eine Krümmung in die entgegengesetzte Richtung zu den kuppelförmigen, hier dargestellten Strukturen zu erreichen.
Die Figuren 5A bis 5C und 6A bis 6E zeigen alternative Tragseilentwürfe für die Module 10. Die Figuren 5A, 5B und 5C geben alternative Entwürfe für Umfangsseile wieder, wogegen die Figuren 6A, 6B, und 6C verschiedene alternative Entwürfe für Diagonalseile zeigen. Die Figuren 6D und 6E geben Entwürfe für Zwischenseile wieder, bei denen die Seilenden in der Nähe der Schwenkpunkte der Streben angebracht sind. Obwohl die schematischen Zeichnungen 5 bis 7 flache Module wiedergeben, ist zu bemerken, daß die hier gezeigten Seile und Seilhalteentwürfe in gleicher Weise bei den zylindrischen und kugelförmigen Modulen 8, 9 einsetzbar sind. Es ist weiterhin zu bemerken, daß die Seile und Seilhalter der vorliegenden Erfindung ebenso bei Baumodulen verwendet werden können, die einen unterschiedlichen Rahmentragwerksentwurf als die hier beschriebenen aufweisen.
In diesen Zeichnungsfiguren ist die innere Fläche des Moduls mit dem Bezugszeichen 11 und die äußere Fläche mit dem Bezugszeichen 12 bezeichnet. Zum Zwecke der Klarheit sind die Seile in ausgezogenen Linien dargestellt, wogegen die Begrenzungen der Module in unterbrochenen Linien gezeigt sind. Weiterhin sind zum Zwecke der Klarheit keine Stangen 13a bis 16b gezeigt.
In Figur 5A sind die Umfangsseile 27, 28, 29 und 30 der inneren Fläche sowie die Umfangsseile 40, 41, 42 und 43 an der Außenfläche 12 des Moduls gezeigt. Die Figur SB gibt einen Entwurf wieder, bei dem die Umfangsseile 27, 28, 29, 30 nur entlang der Begrenzung der inneren Fläche des Moduls vorgesehen sind. Die Figur 5C gibt die Verwendung von zwei Paaren paralleler Umfangsseile wieder: die Seile 27 und 29 an der inneren Fläche 11 des Moduls und die Seile 40, 42 an der äußeren Seite 12 des Moduls. Daher können die Umfangsseile entlang der Begrenzungen sowohl nur an der inneren Fläche 11 oder der äußeren Fläche 12 als auch an beiden Flächen 11, 12 angeordnet sein, oder nur entlang von Abschnitten der Begrenzungen der inneren und äußeren Flächen 11, 12 vorgesehen sein.
Die Figuren 6A bis 6C zeigen Diagonalseile, die sich diagonal über die Module erstrecken. In Figur 6A sind äußere Diagonalseile 31, 32 wie die in dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 gezeigten sowie innere Diagonalseile 44, 45 vorhanden. Die Figuren 6B und 6C zeigen ein Paar äußerer Diagonalseile 31, 32 bzw. ein Paar innerer Diagonalseile 44, 45. Bei den Seilkonfigurationen der Figuren 6A, 6B und 6C sind keine Umfangsseile dargestellt. Jedoch kann ein Modul mit einer Kombination aus sowohl Umfangsseilen als auch Diagonalseilen versehen sein. Ein Beispiel hierfür ist das in Figur 1 dargestellte Modul, welches sowohl Umfangsseile an der Innenfläche 11 des Moduls als auch Diagonalseile an der Außenfläche 12 des Moduls zeigt.
Figur 6D gibt einen Entwurf versetzter Seile wieder, bei dem die Seilenden 112 (vgl. Fig. 9 u. 11) jedes Seils 142 an den Streben 13a bis 16b dicht benachbart zu den Schwenkpunkten 17 (nicht gezeigt) angebracht sind. Die Figur 6E zeigt einen Entwurf sich kreuzender Seile, bei dem das Seilverbinderende 112 an jedem Seil 143 an den Streben 13a bis 16b in der Nähe gegenüberliegender Schwenkpunkte angebracht ist.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist jedes der Seile 27 bis 32 sowie 40 bis 45 sein eigenes entsprechendes Seilhalteelement auf. Die Figuren 7A bis 7C geben alternative Anordnungen für die Seilhalteelemente wieder. Wie es in der Figur 7C sowie der Figur 1 für die inneren Umfangsseile 27 bis 30 und die äußeren Umfangsseile 40 bis 43 dargestellt ist, erstrecken sich die Seilhalter 33 bis 36 von einem Zwischenpunkt entlang der Seile zu einem Zwischenpunkt entlang einer in der Nähe des Seils befindlichen Stange. Wenn zwei Paare diagonaler Seile 31, 32 und 44, 45 vorhanden sind, die diagonal quer über das Modul verlaufen, erstrecken sich die Seilhalter 46, 47 vorzugsweise zwischen den parallel verlaufenden Diagonalseilen, wie es in Figur 7A gezeigt ist. D.h., daß ein Paar paralleler Seilhalter 46 und ein Paar paralleler Seilhalter 47 sich zwischen den Diagonalseilen 32, 44 bzw. 31, 45 erstrecken, wie es in Figur 7A gezeigt ist. Wie aus Figur 7B hervorgeht, können die Seilhalter 46, 47 sich ebenso zwischen den Seilen und einem der benachbarten Ecknaben erstrecken. Es ist zu bemerken, daß alternative Positionen der Seilhalter sowie die Zahl der Seilhalter ohne weiteres durch einen Fachmann innerhalb des Geistes dieser Erfindung verändert werden kann.
In Figur 8 ist die Verriegelungseinrichtung 26 im Detail näher gezeigt. Die Verriegelungseinrichtung 26 besteht aus zwei rohrförmigen Elementen 76 und 77, die an jeder inneren Seite von zwei einander gegenüberliegenden Naben 18 befestigt und so aufgebaut sind, daß sie in gleitenden Eingriff gelangen (wie es durch den Pfeil 141 gezeigt ist), um ineinander zu passen. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Rohre 76 und 77 an einer mittigen Öffnung 83 der Naben mittels eines Adapters 140 oder eines anderen geeigneten Befestigungsmittels angebracht. Der Verriegelungseingriff der Elemente 76, 77 wird mittels eines nach außen vorgespannten, zahnförmigen Elements 48 erreicht. Vorzugsweise ist das zahnförmige Element 48 an dem Rohrelement 49 positioniert, welches innerhalb des Rohres 76 aufgenommen ist. Eine Bewegung des zahnförmigen Elements 48 wird durch einen Knopf 50 gesteuert. Wenn die Rohre 76, 77 mit einander gegenüberliegenden Enden angeordnet sind, wie es in Figur 8 dargestellt ist, stimmt der Zahn 48 mit einer Öffnung 51 in der Wand des äußeren Rohres 77 und der Knopf 50 mit einer Öffnung 52 überein. Wenn die Elemente 76, 77 in gleitenden Eingriff gelangen, schnappt der Zahn 48 in Eingriff, um eine steife Verriegelungsstange 26 zu bilden.
Wie es in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Figur 1 dargestellt ist, wird eine Verriegelungseinrichtung 26 zwischen jeweils einem Paar einander gegenüberliegender Ecknaben angeordnet. Es wurde bereits vorstehend darauf hingewiesen, daß die Ecknaben und die Verriegelungseinrichtungen durch benachbarte Module 10 geteilt werden. Es ist zu bemerken, daß weniger Verriegelungseinrichtungen 26 verwendet werden können, um die Module 10 in ihrem auseinandergefalteten Zustand entsprechend der Form und Größe der Unterstandstruktur zu halten.
Die Figuren 9A und 9B zeigen eine detaillierte Ansicht der Naben 18 bis 25. Zum Zwecke der Klarheit bei den nachfolgenden Zeichnungsfiguren wird der Nabenkörper als Nabe 18 bezeichnet, die Stangen mit dem Bezugszeichen 13A und die Seile mit dem Bezugszeichen 31. Der in Figur 9A gezeigte Aufbau einer Nabe wird generell mit dem Bezugszeichen 113 und der in Figur 9B gezeigte Aufbau allgemein mit dem Bezugszeichen 114 bezeichnet. Wie in meinem früheren US-Patent Nr. 4,280,521, welche durch Bezugnahme Bestandteil dieser Beschreibung ist, offenbart ist, wird die Nabe 18 durch ein Paar Scheiben gebildet, zwischen denen ein Haltering 79 gehalten wird. Der Haltering 79 verbindet schwenkbar die inneren Enden der Klingenelemente 80 der Streben mit der Nabe 18. Die Enden der Seile 31 sind ebenfalls mit Klingen 112 versehen, die durch den Haltering 79 bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel gehalten werden, bei dem die Seilenden mit der Nabe 18 anstelle der Stange 13A verbunden sind. Die mit unterbrochenen Linien dargestellten Kreise in den Figuren 9A und 9B zeigen die Position der Streben 13A, wenn sie sich in ihrer zusammengefalteten Position befinden. Bei dem in Figur 9A gezeigten Aufbau einer Nabe weist das Nabengehäuse Nabenschlitze 140 auf, die geringfügig breiter als die Stangenklingen 18 sind, so daß sie einen kleinen Freiraum schaffen, der Dreh- und/oder Biegebewegungen der Streben sowie den Schwenkvorgang auf Grund der Ring-/Klingen-Beziehung ermöglichen. Bei den beiden hier gezeigten und nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen für eine Struktur schafft z.B. die in Figur 9A gezeigte Nabenschlitzgröße einen ausreichend großen Freiraum, um die Form der sphärischen Module 9 aufzunehmen.
Bei dem in Figur 9B gezeigten Aufbau 114 einer Nabe weist der Nabenkörper 18 mehrere Ausschnittsräume 115, 116, 117 auf. Die radialen Ausschnittsräume 115, 116, 117 ermöglichen eine radiale Bewegung der Modulstangen 13a. Der radiale Ausschnitt 115 überspannt einen Bogen von annähernd 90º. Diese Größe des Ausschnitts würde die Berücksichtigung extremer radialer Winkeländerungen in den Modulen ermöglichen. Innerhalb dieses Bogens sind zwei Stangen 13a und ggf. ein Seil 31 angeordnet. Die Größe des Schlitzes 115 ermöglicht eine radiale Bewegung der beiden Stangen 13a, wie es durch die Pfeile 118 in Figur 9B gezeigt ist. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Nabe 18 darüber hinaus zwei Schlitze 116, 117 auf, die die verbleibenden beiden Stangen 13a aufnehmen. Der durch die Schlitze 116 und 117 definierte Bogen überstreicht annähernd 15º bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel Jeder Schlitz 116, 117 nimmt die Klinge einer einzelnen Stange 13a auf. Auf diese Weise wird eine radiale Bewegung der verbleibenden beiden Stangen ermöglicht, wie es durch die Pfeile 119 in Figur 9B gezeigt ist. Die Nabenausschnitte mit der vorstehend erläuterten Größe geben nur ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel wieder. Es ist zu bemerken, daß andere Winkelgrößen für die Ausschnitte 115, 116, 117 verwendet werden können. Der optimale Winkelgrad der radialen Ausschnitte wird durch den Krümmungswinkel der Unterstandwand bestimmt. Die präzisen Winkel können durch den Fachmann ermittelt werden.
Der in Figur 9A gezeigte Entwurf für eine Nabe 113 ist zur Verwendung in Verbindung mit Modulen geeignet, die nicht einer winkelförmigen Verzerrung unterworfen sind, beispielsweise bei dem Schnitt- bzw. Kreuzungspunkt von zwei benachbarten flachen Modulen 7 oder einem flachen Modul 7 und einem zylindrischen Modul 8. Der in Figur 9B gezeigte Entwurf für eine Nabe 114 ist auf der anderen Seite für Module geeignet, die einer Winkelverzerrung aus einer senkrechten Beziehung unterworfen sind, beispielsweise in der Nähe der Eckabschnitte der Unterstandstruktur, wo sphärische Module 9 verwendet werden. Die Größe und die Anordnung der Ausschnitte 115, 116, 117 hängt von der Größe der Winkelverzerrung der Streben 13a ab und ist groß genug, die Verzerrung aufzunehmen. Z.B. ist die Radialwinkeländerung eines sphärischen Moduls 9 durch die untere, rechte Zeichnung in Figur 20 dargestellt.
Das Rahmentragwerk wird mit einem flexiblen Material abgedeckt, um die Unterstandsfunktion der Erfindung zu vervollständigen. Wenn das Rahmentragwerk in seinen Bereitschafts- bzw. Betriebszustand entfaltet worden ist, wird das flexible Material durch das Rahmentragwerk straff gehalten. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Gewebe an dem Rahmentragwerk an jeder äußeren Nabe 18 befestigt. Die Figur 10 zeigt einen Abdeckungsverbindungsmechanismus 81 zum Anbringen einer Gewebeabdeckung 82 an dem Rahmentragwerk der Struktur. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Abdeckung 82 aus Polyester oder einem anderen geeigneten Material hergestellt, welches durch Behandlung wasserdicht, feuerresistent und beständig gegen ultraviolette Strahlung ist.
Ein Abdeckungsknopf 84, der ein kreisförmiges Plattenelement 85 und einen Stiel 86 aufweist, ist in die mittige Öffnung 83 der Nabe 18 einsetzbar. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Abdeckungsknopf 84 aus Kunststoff oder einem anderen geeigneten Material hergestellt, und der Stiel 86 ragt teilweise in den Nabenkörper 18. Das Gewebestück 87 hält den Knopf 84 an der Abdeckung 82. Das Gewebe 87, das vorzugsweise eine Kreisform aufweist, ist an der Abdekkung 82 durch Heißschweißen oder Nähen angebracht. In dieser Weise ist das Gewebe 82 entlang des gesamten Rahmentragwerks der Struktur an jeder Nabe 18 angebracht.
Die Figur 11 ist eine auseinandergezogene Darstellung, die die Klingen 80, 112 zeigt, welche im Zusammenhang mit den Streben 13a bzw. den Seilen 31 verwendet werden. Die äußeren Enden der Klingenelemente 80 sind mit Stopfen bzw. Bolzen 120 (gezeigt in Fig. 11) versehen, die in den Enden der röhrenförmigen Stangen 13a aufgenommen sind. Vorzugsweise sind die Klingen 80 mit den Streben 13a und den Seilen mittels einer geeigneten Befestigungseinrichtung oder durch Falzen miteinander verbunden.
Die Figur 12 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Unterstandstruktur 89, die aus den Modulen 10 der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist. Die Unterstandstruktur 89 weist ein Dach 90 auf, welches über dem Untergrund durch mehrere Tragmittel, wie beispielsweise Beineinheiten 91 getragen wird, wobei jede Beineinheit 91 einen Ankerfuß bzw. Fußpunkt 94 besitzt. Die Baumodule 10 können sich bis zu dem Untergrund erstrecken, um das Tragmittel der Struktur in dem Fall zu bilden, bei dem die Beine 91 nicht verwendet werden. Die Unterstandstruktur 89 ist im wesentlichen quadratisch und symmetrisch. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist das Dach 90 ein kuppelförmiges Erscheinungsbild auf, d.h., daß die Mitte des Daches 90 höher als die äußeren Kanten des Daches ist.
Die Gewebeabdeckung 82 erstreckt sich über die Struktur des Daches und bleibt in der vorstehend beschriebenen Weise an diesem bis auf periodische Abnahmen zum Reinigen oder anderen Gründen, falls dies erwünscht ist, befestigt. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel besteht die Gewebeabdeckung 82 aus mehreren Gewebeabschnitten 92, wobei jedes einem einzelnen Modul 10 zugeordnet ist. Die Teile 82 werden entlang von Saumlinien 93 befestigt. Die Kanten der Abdeckung 92 sind um die Kanten des Daches 90 herumgeschlungen, um ein gutes Aussehen zu bewirken. Vorzugsweise erstrecken sich die Seile zwischen den äußeren Naben des Daches. Die Abdeckung 82 erstreckt sich um diese ußeren Seile. Die Gewebekante werden an der Unterseite (nicht gezeigt) der Struktur des Daches durch geeignete Mittel, wie beispielsweise VELCRO Haken- und Schlaufenmaterial (Klettverschluß) befestigt.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel weisen die Stangen 13a bis 16b jeweils eine Länge von annähernd 5 Fuß (1,524 m) auf, so daß das Dach 90 aus vier Modulen in jeder Richtung gebildet ist, wie es in Figur 14 gezeigt ist. D.h., daß für das in den Figuren 12, 13 und 14 dargestellte Ausführungsbeispiel die Grundfläche der Unterstandstruktur 89 annähernd 20 Fuß (6,096 m) auf 20 Fuß (6,096 m) ist. Die Module 10 werden durch Teile benachbarter Seitenflächen, Streben 13a bis 16b, Naben 18 und Verriegelungsstangen 26 miteinander verbunden. Jede innere Fläche eines Moduls bildet einen Teil der Unterseite der Dachstruktur 90. Die Module 10 werden in einer starren, aufgerichteten Position durch Eingriff der Verriegelungsstangen 26 zwischen den Naben 18 in einer Position, die im wesentlichen senkrecht zu der Ebene der benachbarten Module ist, gehalten. Bei der Unterstandstruktur 89 ist jedes der Module 10 ein sphärisches Modul 9, wie es vorstehend beschrieben worden ist.
In den Figuren 13 und 14 stehen die ausgezogenen Linien in dem Dach 90 für die Stangen 13a bis 16b (die in den Figuren 13 und 14 zum Zwecke der Klarheit nur mit dem Bezugszeichen 13a bezeichnet sind) und die unterbrochenen Linien in dem Dach 90 für die Diagonalseile 31, 32 und die Umfangsseile 27 bis 30 (die zum Zwecke der Klarheit in den Figuren 13 und 14 mit dem Bezugszeichen 27 bezeichnet sind). Bei dieser Art des Aufbaus nehmen die Stangen 13a bis 16b hauptsächlich Druckkräfte auf, wogegen die Seile 27 bis 30 sowie 31, 32 Zugkräfte aufnehmen. Das in den Figuren 13 und 14 gezeigte Seilsystem entspricht dem bevorzugten Ausführungsbeispiel, wie es vorstehend im Zusammenhang mit der Figur 1 beschrieben worden ist, obwohl alternative Seilsysteme verwendet werden können. Beispielsweise können die Diagonalseile 31, 32 durch eine Gewebeabdec kung 82 ersetzt werden, welche unter Zug gehalten ist. Bei dieser alternativen Ausführungsform würde jedes Gewebeteil 92 vorzugsweise diagonal verlaufende Verstärkungsrippen bzw. -drähte (nicht gezeigt) aufweisen, die in ihrer Position den diagonal verlaufenden Seilen in den Figuren 13 und 14 entsprechen. Diese Verstärkungsrippen würden vorzugsweise aus Bandstreifen bestehen, die an der Gewebeabdeckung 82 befestigt bzw. angeklebt sind.
Bei der in den Figuren 12 bis 14 gezeigten Ausführungsform liegt der Mittelpunkt des Daches 90 annähernd 3,6 m (12 Fuß) über dem Untergrund beabstandet. Die Beineinheiten 91 weisen eine Höhe von annähernd 2,1 m (7 Fuß) auf, wobei die gesamte Struktur 89 im zusammengefalteten Zustand ein Bündel mit einer Länge von annähernd 1,5 m (5 Fuß) und einem Durchmesser von annähernd 0,6 m (2 Fuß) besitzt.
Die Beineinheit 91 ist näher im Detail in Figur 19 dargestellt. Die Beineinheit 91 weist eine mittlere Beinstrebe 95 und zwei äußere Beinstreben 96, 97 auf. Die Beinstreben 95, 96, 97 sind gelenkig an dem Ankerfuß 94 an ihrem unteren Ende durch geeignete Mittel, wie beispielsweise einer Ring- und Klingenverbindung, angebracht. Der Fuß 94 besitzt Schrauben 98 zum Befestigen der Beinstreben 95, 96, 97 an dem Fuß 94.
Jede Beinstrebe 95, 96, 97 besteht aus zwei Teleskoprohren, einem inneren Rohr 99 und einem äußeren Rohr 100. In ihrem zusammengeschobenen Zustand, d.h., wenn sich das Rohr 99 vollständig innerhalb des Rohres 100 befindet, sind die Beinstreben 95, 96, 97 annähernd 5 Fuß (1,524 m) lang. In ihrem auseinandergezogenen Zustand, d.h., wenn sich das Rohr 99 außerhalb des Rohrs 100 befindet, sind die äußeren Beine 96, 97 annähernd 2,1 m (7 Fuß) lang und das mittlere Bein 95 annähernd 2,4 m (8 Fuß) lang.
Eine Schnappverriegelungseinheit 102 ist an jeder Beinstrebe 95, 96, 97 vorgesehen, um die Beine in ihrem auseinandergezogenen Zustand zu halten. Die Schnappverriegelungseinheit 102 besteht aus einem Paar Öffnungen in der Wand des äußeren Rohres 100, die mit einem Paar Bolzen bzw. Zähne 102 an dem inneren Rohr 99 zusammenarbeiten. Wenn sich die Beinstreben in ihrem auseinandergezogenen Zustand befinden, schnappen die Zähne 102 in die Öffnungen, um die Beinstreben in ihrem auseinandergezogenen Zustand zu halten. Um die Beineinheit zusammenzuschieben, drückt der Benutzer einfach auf die Zähne 102, um die Schnappverriegelungseinheit außer Eingriff zu bringen.
Die oberen Enden der äußeren Beinstreben 96, 97 weisen Klingen 103 (wie es bei der Beinstrebe 96 in Figur 19 gezeigt ist) für eine dauerhafte Anbringung jeder Beinstrebe 96, 97 an einer Nabe 18 entlang der äußeren Kante des Daches 90 auf. Jede Klinge 103 weist einen Ausdehnungs- bzw. Erweiterungsabschnitt 151 auf. Das obere Ende der mittleren Beinstrebe ist nicht permanent mit der Struktur des Daches 90 verbunden. Es ist lösbar mit einem Befestigungsrohr 104 verbunden, welches einen Schnappverriegelungszahn 105 aufweist, der in eine Öffnung 106 an dem mittleren Bein 95 paßt. Das Befestigungsrohr 104 ist darüber hinaus mit der Nabe 18 mittels einer Klingeneinheit 103 verbunden. Ein zylindrischer Abstandshalter oder Adapter 107 ist dazu vorgesehen, den unterschiedlichen Durchmesser des Klingenerweiterungsabschnitts 151 (der einen äußeren Durchmesser von vorzugsweise 2 cm, 3/4 eines Inches hat) und den Durchmesser jeder Beinstrebe 95, 96, 97 oder jedes Befestigungsrohres 104 (vorzugsweise 2,5 cm, 1 lnch) aufzunehmen. Eine auseinandergezogene Darstellung dieser Elemente ist an dem linken Bein 96 der Figur 19 gezeigt. Es ist zu bemerken, daß eine vergleichbare Anordnung an dem oberen Ende der Beinstrebe 97 und an dem oberen Ende des Befestigungsrohres 104 verwendbar ist.
Der Fuß 94 weist ein Loch 105 zur Aufnahme eines Pfahls (nicht gezeigt) auf, der die Fußstruktur 94 am Boden befestigt. Die Verwendung der Bodenpfähle schafft eine zusätzliche Strukturstabilität an der Unterstandstruktur 89 gegen Windkräfte. Spanndrähte bzw. Spannseile können ebenso für eine zusätzliche Strukturstabilität vorgesehen sein, falls dies erwünscht wird.
Die Figuren 15A bis 15G zeigen die Entfaltungsschritte für die Unterstandstruktur 89. Die Unterstandstruktur 89 ist ohne die Abdeckung 82 zum Zwecke der besseren Darstellung gezeigt, obwohl die Abdeckung 82 vorzugsweise an dem Dach- Rahmentragwerk befestigt sein würde. Wie in Figur 15A gezeigt ist, ist die Unterstandstruktur 89 ein zusammengefaltetes Bündel von annähernd 1,5 m (5 Fuß) in der Länge. Jede der Stangen 13a bis 16b und der Beine 91 befindet sich in einer annähernd vertikalen Position, wobei die Naben sich an dem oberen und unteren Ende des Bündels befinden. Das zusammengefaltete Rahmentragwerk wird als Bündel durch die Verwendung einer geeigneten Schnur oder eines geeigneten Seiles zusammengehalten. Ein Behälter (nicht gezeigt) kann zur Erleichterung der Lagerung und des Transportes der Unterstandstruktur 89 verwendet werden.
Die vier Beineinheiten 91 werden, wie es in Figur 15B gezeigt ist, so nach unten bewegt, daß die drei Beinstreben 95, 96 und 97 jeder Beineinheit 91 auf dem Untergrund in einer horizontalen Position aufliegen (die vierte Beineinheit 91 ist in Figur 15 nicht gezeigt). Der nächste Schritt besteht in dem Anheben der mittleren Beinstrebe 95 aus ihrer horizontalen Position in eine geneigt ausgerichtete Position durch Befestigen des inneren Endes der mittleren Beinstrebe 98 an der Dachstruktur 90, wie es vorstehend beschrieben worden ist. Anschließend wird das Dach-Rahmentragwerk 90 durch Ziehen der Struktur nach außen und gleichmäßig entlang des Grundes, wie es in Figur 15C gezeigt ist, so daß sich die Stangen 13a bis 16b um ihre Drehpunkte 17 drehen. Schließlich wird die Struktur zu ihrer äußersten Position gezogen, wie es in Figur 15D gezeigt ist. Die Module 10 werden in ihre Position durch Verbinden der Verbindungsstangen von der Unterseite der Dachstruktur 90 verriegelt. Vorzugsweise bringt der Benutzer die Verriegelungsstangen in dem mittleren Teil der Dachstruktur zum Einsatz und arbeitet sich anschließend in einer kreisförmigen Bewegung nach außen vor, bis alle Verriege- Iungsstangen verbunden worden sind. Die Verriegelungsstangen halten die Module 10 in ihrer entfalteten Position, so daß die Dachstruktur 90 selbsttragend ist.
Die Dachstruktur 90 wird anschließend über den Boden durch Ausfahren der mittleren Teleskopbeinstrebe 95 angehoben, was automatisch die mittlere Beinstrebe 95 schnappverriegeln läßt. In dieser ausgefahrenen Position rasten die Schnappverriegelungseinheiten 102 ein. Es ist möglich, die Beineinheiten 91 entweder getrennt oder gleichzeitig auszufahren. Die Figur 15F zeigt die Beinheit 9r an der rechten Seite der Zeichnung in ihrer aufgerichteten Position, wogegen die Beineinheit 91 an der linken Seite der Zeichnung sich noch in ihrer unteren Position über dem Boden befindet. Wenn jede der Beineinheiten 91 aufgerichtet worden ist, nimmt die Unterstandstruktur 89 die aufgerichtete, in Figur 15G gezeigte Position ein. Als abschließender Schritt werden die Tragfüße 94 am Boden durch Pfähle befestigt.
Die Figur 20 zeigt ein kugelförmiges Oktaeder 130. Das Oktaeder 130 weist drei verschiedene Oberflächen auf, die als Oberfläche A, B und C bezeichnet sind: einen flachen ebenen Abschnitt, einen zylindrischen Abschnitt und einen sphärischen Dreiecksabschnitt. Der flache Horizontalabschnitt A sowie die vertikalen Abschnitte entlang der vier Wände des Oktaeders 130 sind aus flachen Modulen 7 gebildet. Der zylindrische Abschnitt B besteht aus zylindrischen Modulen 8, die eine Übergangsoberfläche zwischen den horizontalen und vertikalen flachen, ebenen Abschnitten bilden. Der sphärische Dreiecksabschnitt 131 des Oktaeders 130 besteht aus kugelförmigen Modulen 9. Obwohl die Figur 20 jeden flachen ebenen Abschnitt, zylindrischen Abschnitt und sphärischen Dreiecksabschnitt in der Form so zeigt, daß er aus mehreren Modulen zusammengesetzt ist, können die zylindrischen und flachen Abschnitte auch jeweils nur aus einem einzelnen Modul gebildet sein.
Weiterhin ermöglicht es die Modularität der vorliegenden Erfindung, zusätzliche Module über die in Figur 20 gezeigten Module hinaus anbringen zu können, um eine größere Struktur zu bilden. In ähnlicher Weise können die Bauabschnitte A, B oder C nicht vorgesehen sein, um eine Struktur unterschiedlicher Größe oder Form zu bilden.
Bei dem in Figur 20 dargestellten Ausführungsbeispiel weist die sphärische Dreiecksoberfläche C vier sphärische Module 9 auf. An jeder Seite des sphärischen Dreiecksabschnitts 131 (d.h., an der linken und rechten Seite des sphärischen Dreiecks, wie es in Figur 20 dargestellt ist) sind zylindrische Module 8 vorgesehen. Die sich zwischen dem flachen horizontalen Abschnitt A und den vertikalen Abschnitten erstreckenden zylindrischen Module 8 bilden einen bogenförmigen Abschnitt der Struktur 130. Unter dem sphärischen Dreiecksabschnitt 131 sind ebenfalls zylindrische Module 8 vorgesehen, die eine Krümmung in die entgegengesetzte Richtung zu der Krümmung der vorstehend erwähnten zylindrischen Module aufweisen. Bei dem in den Figuren 16 bis 18 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das untere sphärische Modul 141 in dem sphärischen Dreiecksabschnitt 131 nicht vorhanden, sondern an seiner Stelle ist das obere Ende der Eckbeineinheit 91 vorgesehen.
Der Scheitelpunkt des sphärischen Modulabschnitts 131 ist mit dem Buchstaben V gekennzeichnet und ist an dem Eckpunkt der sich überschneidenden bogenförmigen Abschnitte gebildet. Der Winkel an dem Scheitelpunkt des sphärischen Dreiecks ist geringen als 90º, wobei die Variation des Scheitelpunktwinkels von dem Maß der Krümmung und der Größe der Struktur 130 abhängt.
Die Figuren 16 bis 18 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel einer Unterstandstruktur 132. Ebenso wie das Ausführungsbeispiel der Figuren 12 bis 14 weist die Struktur 132 ein Dach 90, Beineinheiten 91 und eine Gewebeabdeckung 82 auf. Im Gegensatz zu der in den Figuren 12 bis 14 gezeigten Struktur 89, die aus vier Modulen in jede Richtung gebildet wurde, weist die Struktur 132 der Figuren 16 bis 18 sechs Module in jede Richtung auf. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel betragen die Strebenlängen 13a bis 16b für die Module 10 annähernd 1,5 m (5 Fuß) in der Länge, so daß die Unterstandstruktur 132 annähernd 9 m x 9 m (30 Fuß auf 30 Fuß) aufweist. Wie vorstehend im Zusammenhang mit dem früheren Ausführungsbeispiel erläutert worden ist, werden die Module 10 miteinander durch Teile benachbarter Seitenflächen, Na ben 18 und Verriegelungsstangen 26 verbunden. In den Figuren 17 und 18 stehen die ausgezogenen Linien für die Stangen 13a und die unterbrochenen Linien für die Seile 27. In Figur 16 sind ein flacher Abschnitt A, der aus flachen Modulen 7 besteht, ein zylindrischer Abschnitt B, der aus zylindrischen Modulen 8 besteht, sowie ein sphärischer Dreiecksabschnitt C, der aus sphärischen Modulen 9 besteht, dargestellt.
Ein neues Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht in der Dehnbarkeit oder Erweiterbarkeit, was aus einem Vergleich des ersten Unterstands 89 (gezeigt in den Figuren 12 bis 14) und dem zweiten Unterstand 132 (gezeigt in den Figuren 16 bis 18) unmittelbar entnehm bar ist. Der größere Unterstand 132 wird in einfacher Weise durch Hinzufügen zweier Module entlang jeder Richtung erreicht. Mit anderen Worten werden vier flache Module 7 an dem mittigen oberen Abschnitt der Struktur 132 sowie vier zylindrische Module 8 an dem mittigen Abschnitt von jeder der vier Seiten der Struktur 132 hinzugefügt. Auf diese Weise können Unterstandstrukturen mit unzähligen verschiedenen Größen und Formen durch gezieltes Hinzufiigen von Modulen erzeugt werden. Daher führt die Modularität der vorliegenden Erfindung zu einem Gebäudesystem, welches weniger komplex in seiner Konstruktion, leichter herzustellen und extrem flexibel in seinen Anwendungen ist.
Die Figur 21 zeigt eine Unterstandstruktur 135, die aus einer Kombination von mehreren freistehenden Strukturen gebildet ist, in diesem Fall drei Unterstandstrukturen 132 der vorstehend beschriebenen Art. Ein neues Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die Strukturen 132 nebeneinander für eine kombinierte, größere Struktur plaziert werden können. Die Abflachungsmöglichkeit der Struktur 132 an geraden Kanten ermöglicht dieses Kombinationsmerkmal. D.h., daß benachbarte Strukturen 132 entlang der Linie 150 für eine fluchtende Anlage der Unterstände abgeflacht sind.
Die Erfindung ist insbesondere für Unterstandstrukturen in unterschiedlichen Größenbereichen anwendbar. Jedoch kann die Erfindung für andere Anwendungen, wie beispielsweise faltbare Wände, Böden, Decken und Türme verwendet werden.
Obwohl verschiedene Charakteristiken und Vorteile der Erfindung in der vorstehenden Beschreibung zusammen mit Details der Struktur und der Funktion der Erfindung dargelegt worden sind, weist die Offenbarung nur illustrativen Charakter auf. Änderungen können im Detail, insbesondere hinsichtlich der Form, Größe und Anordnung der Teile innerhalb des Geistes der Erfindung, wie er in den beigefügten Ansprüchen definiert ist, ausgeführt werden.

Claims

1. Auseinanderfaltbares/zusammenfaltbares Bau-Rahmentragwerk für einen tragbaren Unterstand (89, 132), wobei das Rahmentragwerk mehrere schwenkbar miteinander verbundene, längliche Streben (13a-16b) aufweist, die zwischen einem zusammengefalteten Zustand, der durch die gebündelten Streben (89) gebildet ist, und einem auseinandergefalteten Zustand, der durch ein Netz aus modularen Einheiten (10), welche ein dreidimensionales Rahmentragwerk bilden, gebildet ist, relativ zueinander beweg bar sind, wobei jede Einheit (10) eine dreidimensionale Ausbildung besitzt, wenn das Rahmentrag werk auseinandergefaltet ist, wobei jede Einheit (10) mehrere Seiten aufweist, die durch ein Paar sich kreuzender, schwenkbar miteinander verbundener Streben (13a-16b) gebildet sind, und wobei benachbarte Enden der Strebenpaare miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Netz ein Modul (10) enthält, welches im entfalteten Zustand zwei parallel zueinander verlaufende Modulflächen, eine innere und eine äußere Modulfläche (11 und 12) bildet, wobei jede Fläche (11 und 12) die Form eines Parallelogramms mit einer Haupt- und einer Nebensehne aufweist, die jeweils durch ein Diagonalseil gebildet sind, daß das Modul (10) durch zumindest vier Paare sich kreuzender, schwenkbar miteinander verbundener Streben (13a-16b) gleicher Länge umschrieben ist, die durch Nabenmittel (18-26) miteinander verbunden sind, wobei jedes Strebenpaar (13a-16b) durch Aufrechterhaltungsmittel (18) und ein Seilhaltemittel (33-36) mit einem Umfangsseil (27-30) verbunden ist, wobei die Strebenpaare Druckkräfte und das Seil (27-30) Zugkräfte in dem Modul (10) übertragen, und daß das Modul (10) weiterhin ein Verriegelungsmittel (26) zum Halten des Moduls (10) in seiner auseinandergefalteten Form aufweist.

2. Rahmentrag werk nach Anspruch 1, bei dem das Netz im auseinandergefalteten Zustand ein sphärisches Modul (9) in der Form eines Rhombus aufweist, der zwei Paare einander gegenüberliegender Seitenflächen (110 und 111) enthält, wobei jedes Paar der Seitenflächenpaare (110 und 111) nicht zueinander parallele Ebenen bildet.

3. Rahmentragwerk nach Anspruch 2, bei dem die Hauptsehne länger als die Nebensehne ist.

4. Rahmentragwerk nach Anspruch 2, bei dem das sphärische Modul (9) am Ende mit einem weiteren sphärischen Modul (9) verbunden ist.

5. Rahmentragwerk nach Anspruch 2, bei dem die nicht zueinander parallelen Ebenen, die durch die beiden Seitenflächenpaare (110 und 111) gebildet sind, sich jeweils in einem im wesentlichen rechten Winkel schneiden.

6. Rahmentragwerk nach Anspruch 1, bei dem das Netz im auseinandergefalteten Zustand ein zylindrisches Modul (8) enthält, welches eine innere sowie eine äußere Fläche (11 und 12) des Rahmentragwerks bildet, wobei die Flächen die Form eines Parallelogramms mit Breite sowie Länge aufweisen, wobei die Breiten der inneren und der äußeren Fläche (11 und 12) unterschiedlich und die Längen der inneren und der äußeren Flächen (11 und 12) gleich lang sind, und wobei die Haupt- und Nebensehnen gleich lang sind.

7. Rahmentragwerk nach Anspruch 1, 2 und 6, bei dem ein sphärisches Modul (9) mit einem zylindrischen Modul (10) am Ende verbunden ist.

8. Rahmentragwerk nach Anspruch 7, bei dem eine Kombination aus einer Reihe endverbundener zylindrischer Module (8) ein Paar orthogonaler Bogenabschnitte des Rahmentragwerks bildet, und bei dem das sphärische Modul (9) an einer Ecke positioniert ist, die durch die Bogenabschnitte gebildet ist.

9. Rahmentragwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem die Streben (13a-16b) durch Nabenmittel (18-25) miteinander verbunden sind, die einen Abschnitt (115) mit einer radialen Ausnehmung aufweisen.

10. Rahmentragwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem das Verriege- Iungsmittel (26) lösbar ist.

11. Rahmentragwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem das Verriegelungsmittel (26) eine Verriegelungsstange aufweist.

12. Rahmentragwerk nach Anspruch 11, bei dem die Verriegelungsstange ein Paar Elemente aufweist, die gleitbar miteinander verbunden sind, wenn sich das Modul in seinem auseinandergefalteten Zustand befindet und durch Befestigungsmittel gehalten ist.

13. Rahmentragwerk nach Anspruch 7, das in seinem auseinandergefalteten Zustand enthält:

a) einen horizontalen Abschnitt (90), der zumindest aus einem flachen Modul (7) gebildet ist, wobei das flache Modul (7) eine innere Fläche (11) sowie eine äußere Fläche (12) aufweist, die parallel zueinander verlaufen, eine Rechteckform aufweisen und eine gleiche Größe besitzen;

b) mehrere vertikale Abschnitte, die durch zumindest ein flaches Modul (7) gebildet sind;

c) mehrere Bogenabschnitte, die sich bogenförmig von dem horizontalen Abschnitt aus nach unten erstrecken und an einem oberen Ende der vertikalen Abschnitte enden, wobei jeder der Bogenabschnitte aus zumindest einem zylindrischen Modul (8) gebildet ist und wobei der Schnittpunkt der Bogenabschnitte einen Eckpunkt bildet; und

d) einen sphärischen, dreiecksförmigen Abschnitt (91), der einen Scheitelpunkt an dem Eckpunkt aufweist, wobei der Scheitelwinkel kleiner als 90º ist und wobei der sphärische, dreiecksförmige Abschnitt aus zumindest einem sphärischen Modul (9) gebildet ist.

14. Rahmentragwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei dem zumindest einige der Nabenmittel (18-25) winklige Verwerfungsanpassungsmittel (115- 117) aufweisen.

15. Rahmentragwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 14, welches weiterhin eine Abdeckung (82) aufweist, die in ihrer Größe und ihrer Gestalt so ausgebildet ist, daß sie mit der Form des Rahmentragwerks übereinstimmt.

16. Bauemheit, die mehrere schwenkbar miteinander verbundene, längliche Streben (13a-16b) aufweist, die zwischen einem zusammengefalteten Zustand, der durch die gebündelten Streben (89) gebildet ist, und einem ausein andergefalteten Zustand, der eine dreidimensionale Form aufweist, relativ zueinander bewegbar sind, wobei jede Einheit (10) mehrere Seiten besitzt, die jeweils durch ein Paar sich kreuzender, schwenkbar miteinander verbundener Streben (13a-16b) gebildet sind, wobei benachbarte Ende der Strebenpaare miteinander verbunden sind,

dadurch gekennzeichnet, daß das Modul enthält:

a) zumindest vier Stangenpaare (13a-16b), die schwenkbar in der Nähe ihrer Mittelpunkte (17) miteinander verbunden sind, wobei deren Enden gelenkig miteinander verbunden sind;

b) mehrere Seile (27-32);

c) Aufrechterhaltungsmittel (18) zum Halten der Seile (27-32);

d) Seilhaltemittel (33-36); und

e) Verriegelungsmittel (26) zum Halten des Moduls (10) in seinem auseinandergefalteten Zustand;

wobei die Seile (27-32) über die Aufrechterhaltungsmittel (18) mit den Stangen (13a-16b) verbunden sind und wobei die Stangen (13a-16b) die Druckkräfte in dem Modul (10) und die Seile (27-32) die Zugkräfte in dem Modul (10) übertragen.

1 7. Bauemheit nach Anspruch 16, bei der das Seilhaltemittel (33-36) ein flexibler Matenalstreifen ist, dessen erstes Ende an einem Zwischenpunkt (17) entlang einer der Stangen (13a-16b) angebracht ist und dessen zweites Ende an einem Zwischenpunkt entlang einer der Seile (27-30) angebracht ist.

18. Bauemheit nach Anspruch 17, bei der das Seilhaltemittel (33-36) ein flexibler Matenalstreifen ist, der zwei Enden aufweist, die jeweils an einem Zwischenpunkt an zwei Seilen (27-32) angebracht sind.

19. Bauemheit nach einem der Ansprüche 16 bis 18, bei der die Stangen eine innere Fläche (11) und eine äußere Fläche (12) definieren und bei der die mehreren Seile (27-32) ein inneres Umfangsseil (27-30) enthalten, welches sich um zumindest einen Abschnitt des Umfangs der inneren Fläche (11) erstreckt.

20. Bauemheit nach einem der Ansprüche 16 bis 19, bei der die Stangen (13a- 16b) eine innere Fläche (11) sowie eine äußere Fläche (12) definieren und bei der die mehreren Seile (27-32) ein äußeres Umfangsseil (40-43) enthalten, welches sich um zumindest einen Abschnitt des Umfangs der äußeren Fläche (12) erstreckt.

21. Bauemheit nach einem der Ansprüche 16 bis 20, bei der die Enden der Stangen (13a-16b) an Naben (18-25) angebracht sind, wobei die Naben (18- 25) innere und äußere Nabenpaare bilden und wobei zumindest einige der Nabenpaare mit den Verriegelungsmitteln (26) verbunden sind.

22. Bauemheit nach Anspruch 21, bei der das Verriegelungsmittel (26) eine Verriegelungsstange aufweist.

23. Bauemheit nach Anspruch 22, bei der die Verriegelungsstange (26) zwei Hülsen aufweist, die gleitend in Eingriff bringbar und mittels Rastverriegelungsmittel haltbar sind.

24. Bauemheit nach Anspruch 16, die enthält:

a) vier Stangenpaare (13a-16b), die schwenkbar in der Nähe ihrer Mittelpunkte (17) miteinander verbunden sind und deren Enden scharnierartig miteinander mittels einer Nabe (18-25) verbunden sind, wobei die Nabenpaare Naben bilden, die durch Verriegelungsmittel (26) miteinander verbunden sind und wobei die Stangen (13a-16b) eine innere Fläche (11) sowie eine äußere Fläche (12) der Einheit (10) definieren;

b) vier innere Umfangsseile (27-30), die sich um den Umfang der inneren Fläche (11) erstrecken; und

c) vier Seilhaltemittel (33-36), wobei ein erstes Ende an einem Zwischenpunkt (17) entlang einer der Stangen (13a-16b) und ein zweites Ende an einem Zwischenpunkt an den Seilen (27-30) angebracht ist.

25. Bauemheit nach einem der Ansprüche 16 bis 24, bei der jede der Stangen (13a-16b) gleich lang ist.

26. Shelterstruktur (39) enthaltend:

a) eine Dachstruktur (90), die mehrere Module (10) nach einem der Ansprüche 16 bis 25 aufweist; und

b) Tragmittel zum Aufrichten der Dachstruktur (90) über den Boden, wobei die Tragmittel an der Dachstruktur angebracht sind.

27. Unterstandstruktur nach Anspruch 26, bei der das Tragmittel mehrere Teleskopbeine aufweist.

28. Unterstandstruktur nach einem der Ansprüche 25 bis 27, weiterhin enthaltend eine zusätzliche Unterstandstruktur (136), die sich entlang einer Seite in Anlage mit der Unterstandstruktur befindet.