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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf einen aufblasbaren Körper
aus einer flexiblen Membran wie einen Damm aus einer flexiblen Membran
an einem Bett einer Wasserstraße,
der als Damm (oder Wehr oder Stauwerk), als Wellen aufnehmender Deich
oder dergleichen dient, und sie bezieht sich weiterhin auf eine
metallische Befestigungsvorrichtung in dem aufblasbaren Körper aus
einer flexiblen Membran, um eine flexible Membran an einer Struktur
zu befestigen (siehe z. B. US-A-3 734 44).
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Ein Damm aus einer flexiblen Membran
für einen
Fluss ist beispielsweise so konstruiert, dass ein Teil einer flexiblen
Membran in der Nähe
einer äußeren Umfangskante
an einer Struktur (z. B. an einem Flussbett und dessen seitlicher
Böschung)
mittels einer metallischen Befestigungsvorrichtung befestigt wird,
wobei die flexible Membran die Form einer verlängerten, ebenen Platte besitzt
und durch Vulkanisierung und mit einem elastischen Kern wie Gummi hergestellt
wird. Dieser Damm aus einer flexiblen Membran dehnt sich dreidimensional
aus, indem Luft in das Innere der flexiblen Membran geführt wird.
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Unter Bezugnahme auf die 15 bis 18 wird
nachfolgend eine herkömmliche
metallische Befestigungsvorrichtung beschrieben, die für ein Wehr aus
einer flexiblen Membran verwendet wird.
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Eine herkömmliche metallische Befestigungsvorrichtung 100,
die in 15 gezeigt ist,
besteht aus einer unteren metallischen Druckbefestigung 104 in
einer unteren Struktur 102 wie beispielsweise Beton, und
einer oberen metallischen Druckbefestigung 110, welche
die flexiblen Membrane 106 und 108 zusammen mit
der unteren metallischen Druckbefestigung 104 in einer
Sandwich-Konstruktion aufnimmt. Teile der flexiblen Membrane 106 und 108 in
der Nähe
der äußeren Umfangskanten
sind zwischen der unteren metallischen Druckbefestigung 104 und
der oberen metallischen Druckbefestigung 110 mittels einer
Befestigungsmutter 114 befestigt, die auf eine Ankerschraube 112 der
unteren Struktur 102 aufgeschraubt wird.
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Konvexe Teile 116 werden
in der unteren metallischen Druckbefestigung 104 an beiden
Seiten der Ankerschraube 112 in Querrichtung der unteren metallischen
Druckbefestigung
104 gebildet. Konvexe Teile 118 werden
in der oberen metallischen Druckbefestigung 110 an beiden
Seiten der Ankerschraube 112 in Querrichtung der oberen
metallischen Druckbefestigung 110 gebildet. Ein konvexer Teil 119 wird
in der Mitte der oberen metallischen Druckbefestigung 110 in
Querrichtung gebildet. Die flexiblen Membrane 106 und 108 werden
durch die konvexen Teile 116, die konvexen Teile 118 und
das konvexe Teil 119 gebogen.
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Eine herkömmliche metallische Befestigungsvorrichtung 120,
wie sie in 16 gezeigt
ist, besteht aus einer unteren metallischen Druckbefestigung 122 und
einer oberen metallischen Druckbefestigung 124. Durch Einschrauben
einer Schraube 128 in einen in der unteren Struktur 102 versenkten
Anker 126 werden Teile der flexiblen Membrane 106 und 108 in
der Nähe
ihrer äußeren Umfangskanten
zwischen der unteren metallischen Druckbefestigung 122 und
der oberen metallischen Druckbefestigung 124 befestigt.
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Ein durch einen Rundstab gebildeter
konvexer Teil 130 ist an der unteren metallischen Druckbefestigung 122 befestigt
und zwar an einer Position, die sich weiter in Richtung Hauptteil
des Wehrs aus der flexiblen Membran befindet als die Schraube 128 (d.
h. an der Seite der Schraube 128 in der Richtung entgegengesetzt
zur Pfeilrichtung E). Ein konvexer Teil 132 wird in der
oberen metallischen Druckbefestigung 124 gebildet und zwar
in einer Position, die sich weiter in Richtung Hauptteil des Wehrs
aus der flexiblen Membran befindet als der konvexe Teil 130. Die
flexiblen Membrane 106 und 108 werden durch den
konvexen Teil 130 und den konvexen Teil 132 gebogen
und in diesem Zustand gehalten.
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Neben der metallischen Befestigungsvorrichtung 100 und
der metallischen Befestigungsvorrichtung 120 wird in 17 noch eine weitere metallische
Befestigungsvorrichtung 140 gezeigt. Die metallische Befestigungsvorrichtung 140 besitzt
eine untere metallische Druckbefestigung 142 und eine obere
metallische Druckbefestigung 144. Teile der flexiblen Membrane 106 und 108 in
der Nähe
der äußeren Umfangskanten
sind zwischen der unteren metallischen Druckbefestigung 142 und
der oberen metallischen Druckbefestigung 144 durch Befestigung
einer Mutter 144, die auf eine Ankerschraube 112 aufgeschraubt
ist, die sich an der unteren Struktur 102 befindet, befestigt.
Wie in den 18A und 18B gezeigt, wird in der
unteren metallischen Druckbefestigung 142 in bestimmten
Abständen
eine Vielzahl konvexer Teile 146 gebildet und in der oberen metallischen
Druckbefestigung 144 in bestimmten Abständen eine Vielzahl konvexer
Teile 148 gebildet.
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Die flexiblen Membrane 106 und 108 werden durch
die Vielzahl konvexer Teile 146 und die Vielzahl konvexer
Teile 148 in gebogenem Zustand gehalten.
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Bei allen konvexen Teilen, die in
der herkömmlichen
metallischen Befestigungsvorrichtung 100 und in der herkömmlichen
metallischen Befestigungsvorrichtung 120 gebildet werden,
ist der Krümmungsradius
ihrer Spitzen groß.
Wenn zwei oder mehr konvexe Teile in jeder metallischen Befestigungsvorrichtung
vorgesehen sind, haben die jeweiligen Spitzen der konvexen Teile
im wesentlichen jeweils den gleichen Krümmungsradius.
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Wenn infolge zunehmender Ausdehnung eine
Spannung f auf die flexible Membran 108 wirkt, können die
flexiblen Membrane 106 und 108 deshalb nicht von
der metallischen Befestigungsvorrichtung gehalten werden. Folglich
besteht das Problem, dass sich die ganzen flexiblen Membrane 106 und 108 verschieben,
selbst wenn die Befestigungskraft verstärkt wird.
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Die vorliegende Erfindung wurde aufgrund von
Untersuchungen geschaffen, um das oben beschriebene Problem zu lösen, auf
das man bei den herkömmlichen
Methoden gestoßen
ist, und eine Aufgabe dieser Erfindung besteht darin, eine metallische
Befestigungsvorrichtung zu liefern, mit der man eine flexible Membran,
auf die eine große
Zugkraft wirkt, zuverlässig
befestigen kann, und weiterhin einen aufblasbaren Körper aus
einer flexiblen Membran zu liefern, in dem eine flexible Membran
durch die metallische Befestigungsvorrichtung zuverlässig gehalten
werden kann, selbst wenn eine hohe Zugkraft auf die flexible Membran
wirkt.
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Bei der vorliegenden Erfindung handelt
es sich um eine metallische Befestigungsvorrichtung für einen
aufblasbaren Körper
aus einer flexiblen Membran, die montiert wird, indem man ein flüssiges oder gasförmiges Medium
in das Innere einer flexiblen Membran führt, und die flach wird, indem
man das flüssige
oder gasförmige
Medium in der flexiblen Membran abfließen lässt, wobei die metallische
Befestigungsvorrichtung eine erste metallische Befestigung besitzt,
die an einer Seite einer Struktur angeordnet ist, an der sich der
aufblasbare Körper
aus einer flexiblen Membran befindet, und eine Fläche der flexiblen
Membran berührt,
und weiterhin eine zweite metallische Befestigung besitzt, die eine
weitere Fläche
der flexiblen Membran berührt,
und zusammen mit der ersten metallischen Befestigung einen Teil
der flexiblen Membran in der Nähe
ihrer äußeren Umfangskante
durch ein Befestigungselement in Sandwichkonstruktion aufnimmt,
wobei sich mindestens ein konvexer Teil jeweils in der ersten und
zweiten metallischen Befestigung befindet, so dass die flexible
Membran gebogen wird, während
die flexible Membran gehalten wird, und Eckstücke eines Endabschnittes des
konvexen Teils abgeschrägt
sind, so dass sie einen Krümmungsradius
bilden, und die jeweiligen Krümmungsradien
der abgeschrägten Eckstücke so ausgebildet
sind, dass sie zu der äußeren Umfangskante
der flexiblen Membran hin allmählich
schmaler werden.
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Der Einsatz der metallischen Befestigungsvorrichtung
gemäß der Erfindung
wird nachfolgend beschrieben.
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Wenn ein flüssiges oder gasförmiges Medium
wie Luft, Wasser und Wasser und Luft in das Innere des aufblasbaren
Körpers
aus einer flexiblen Membran geführt
werden, dehnt sich die flexible Membran aus und es wird eine Spannung
auf sie ausgeübt.
Die Spannung wirkt in der Nähe
der äußeren Umfangskante
der flexiblen Membran in einer Richtung, die über die äußere Umfangskante verläuft.
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Ein Teil der flexiblen Membran, die
zwischen der ersten und der zweiten metallischen Befestigung in
der Nähe
der äußeren Umfangskante
gehalten wird, wird durch konvexe Teile gebogen, die in der ersten
und zweiten metallischen Befestigung gebildet werden, und die Reibungskraft
an der metallischen Befestigung erhöht sich.
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Hier wird die Kraft der Klammerung,
mit der die flexible Membran unter Verwendung der ersten und zweiten
metallischen Befestigung gehalten wird, durch das Gleichgewicht
der Spannung, die auf die flexible Membran wirkt, und der Reibungskraft,
die von der ersten und zweiten metallischen Befestigung erzeugt
wird, bestimmt. An der Seite eines Hauptteils des aufblasbaren Körpers aus
einer flexiblen Membran wirkt die Spannung, die erzeugt wird, wenn
sich der aufblasbare Körper
aus einer flexiblen Membran ausdehnt, in eine Richtung, so dass
sich die erste und die zweite metallische Befestigung öffnen, und wenn
der Reibungskoeffizient an der flexiblen Membran niedrig ist, wird
die flexible Membran in die Länge
gezogen und wird dünner.
Folglich kann der Teil der flexiblen Membran, der von der ersten
und zweiten metallischen Befestigung gehalten wird, und der weiter
in Richtung Hauptteil des aufblasbaren Körpers aus einer flexiblen Membran
angeordnet ist (zu der Seite, auf der die Spannung wirkt) als die äußere Umfangskante
der flexiblen Membran, leicht verschoben werden.
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Je schärfer die Kante des Eckstücks des konvexen
Teils ist, um den Reibungskoeffizienten an der flexiblen Membran
zu erhöhen,
umso besser ist es außerdem.
Doch das Problem besteht darin, dass die flexible Membran mit einem
scharfkantigen Teil brechen kann, wenn sie sich um ein größeres Stück verschiebt.
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Die metallische Befestigungsvorrichtung
der vorliegenden Erfindung ist so konstruiert, dass die jeweiligen
Abmessungen der Abschrägungen
(die jeweiligen Krümmungsradien)
der Eckstücke
der konvexen Teile zur äußeren Umfangskante
der flexiblen Membran hin allmählich
schmaler werden. Selbst wenn eine große Spannung auf die flexible
Membran wirkt, verschiebt sich die flexible Membran, die von der
metallischen Befestigungsvorrichtung gehalten wird, deshalb an der
Seite, an der die Spannung wirkt, nur geringfügig, aber die Bewegung der
flexiblen Membran auf der gegenüberliegenden
Seite (d. h. der Seite der äußeren Umfangskante)
kann vollständig
verhindert werden. Da die jeweiligen Abmessungen der Abschrägungen der
Eckstücke
der konvexen Teile außerdem
zur äußeren Umfangskante
der flexiblen Membran hin, die sich nicht bewegt, während Spannung
auf sie ausgeübt
wird, allmählich
schmaler werden, kann die flexible Membran nicht brechen.
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Bei der vorliegenden Erfindung handelt
es sich um einen aufblasbaren Körper
aus einer flexiblen Membran, bei dem ein Teil einer flexiblen Membran
in der Nähe
einer äußeren Umfangskante
mittels eines Befestigungselementes an einer Struktur befestigt
wird, und zwar in einem Zustand, in dem die flexible Membran zwischen
einer ersten metallischen Befestigung, die eine Fläche der
flexiblen Membran berührt,
und einer zweiten metallischen Befestigung, die eine weitere Fläche der
flexiblen Membran berührt,
gehalten wird, wobei der aufblasbare Körper aus einer flexiblen Membran
montiert wird, indem ein flüssiges
oder gasförmiges
Medium in das Innere der flexiblen Membran geleitet wird, und das
flüssige oder
gasförmige
Medium aus der Membran abgelassen wird, so dass die Membran wieder
flach wird, dadurch gekennzeichnet, dass sich an der ersten und zweiten
metallischen Befestigung jeweils mindestens ein konvexer Teil befindet,
so dass die flexible Membran gebogen wird, während sie gehalten wird, und die
Eckstücke
eines Endabschnittes des konvexen Teil abgeschrägt sind, so dass sie einen
Krümmungsradius
bilden, und die jeweiligen Krümmungsradien der
abgeschrägten
Eckstücke
so ausgebildet sind, dass sie zur äußeren Umfangskante der flexiblen Membran
hin allmählich
schmaler werden.
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Der Einsatz des aufblasbaren Körpers aus einer
flexiblen Membran gemäß der vorliegenden
Erfindung wird nachfolgend beschrieben.
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Die flexible Membran des aufblasbaren
Körpers
aus einer flexiblen Membran wird so an der Struktur montiert, dass
ein Teil in der Nähe
der äußeren Umfangskante
durch das Befestigungselement zwischen der ersten und zweiten metallischen
Befestigung gehalten wird.
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Wenn ein flüssiges oder gasförmiges Medium
wie Luft in das Innere des aufblasbaren Körpers aus einer flexiblen Membran
geführt
wird, dehnt sich die flexible Membran aus und es wirkt eine Spannung auf
sie. Die Spannung wirkt in der Nähe
der äußeren Umfangskante
der flexiblen Membran in einer Richtung, die über die äußere Umfangskante verläuft.
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Ein Teil der flexiblen Membran, die
zwischen der ersten und der zweiten metallischen Befestigung in
der Nähe
der äußeren Umfangskante
gehalten wird, wird durch konvexe Teile gebogen, die in der ersten
und zweiten metallischen Befestigung gebildet werden, und die Reibungskraft
an der metallischen Befestigung erhöht sich.
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Hier wird die Kraft der Klammerung,
mit der die flexible Membran unter Verwendung der ersten und zweiten
metallischen Befestigung gehalten wird, durch das Gleichgewicht
der Spannung, die auf die flexible Membran wirkt, und der Reibungskraft,
die von der ersten und zweiten metallischen Befestigung erzeugt
wird, bestimmt. An der Seite eines Hauptteils des aufblasbaren Körpers aus
der flexiblen Membran wirkt die Spannung, die erzeugt wird, wenn
sich der aufblasbare Körper
aus einer flexiblen Membran ausdehnt, in eine Richtung, so dass
sich die erste und die zweite metallische Befestigung öffnen, und
wenn der Reibungskoeffizient an der flexiblen Membran niedrig ist,
wird die flexible Membran in die Länge gezogen und wird dünner. Folglich
kann der Teil der flexiblen Membran, der von der ersten und zweiten
metallischen Befestigung gehalten wird, und der weiter in Richtung
Hauptteil des aufblasbaren Körpers
aus einer flexiblen Membran angeordnet ist (zu der Seite, auf der
die Spannung wirkt) als die äußere Umfangskante
der flexiblen Membran, leicht verschoben werden.
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Je schärfer die Kante des Eckstücks des konvexen
Teils ist, um den Reibungskoeffizienten an der flexiblen Membran
zu erhöhen,
umso besser ist es außerdem.
Doch das Problem besteht darin, dass die flexible Membran mit einem
scharfkantigen Teil brechen kann, wenn sie sich um ein größeres Stück verschiebt.
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Die metallische Befestigungsvorrichtung
der vorliegenden Erfindung ist so konstruiert, dass die jeweiligen
Abmessungen der Abschrägungen
(die jeweiligen Krümmungsradien)
der Eckstücke
der konvexen Teile zur äußeren Umfangskante
der flexiblen Membran hin allmählich
schmaler werden. Selbst wenn eine große Spannung auf die flexible
Membran wirkt, verschiebt sich die flexible Membran, die von der
metallischen Befestigungsvorrichtung gehalten wird, deshalb an der
Seite, auf der die Spannung wirkt, nur geringfügig, aber die Bewegung der
flexiblen Membran auf der gegenüberliegenden
Seite (d. h. der Seite der äußeren Umfangskante)
kann vollständig
verhindert werden. Da die jeweiligen Abmessungen der Abschrägungen der
Eckstücke
der konvexen Teile außerdem
zur äußeren Umfangskante
der flexiblen Membran hin, die sich nicht bewegt, während Spannung
auf sie ausgeübt
wird, allmählich
schmaler werden, kann die flexible Membran nicht brechen.
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Ausführungsbeispiele der vorliegenden
Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
beispielhaft beschrieben. Es zeigen:
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1 eine
perspektivische Außenansicht
eines Dammes aus einer flexiblen Membran gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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2 eine
Schnittansicht entlang der Linie 2-2 aus 1.
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3 eine
vergrößerte Schnittansicht
einer oberen metallischen Druckbefestigung und einer unteren metallischen
Druckbefestigung, welche die flexiblen Membrane in einer Sandwich-Konstruktion aufnehmen.
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4A eine
Aufmaßzeichnung
der oberen metallischen Druckbefestigung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung; und
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4B eine
Aufmaßzeichnung
der unteren metallischen Druckbefestigung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung.
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5 eine
Schnittansicht einer metallischen Befestigungsvorrichtung des Ausführungsbeispiels, die
eine flexible Membran hält,
während
ein Test durchgeführt
wird.
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6 ein
Diagramm mit Messpunkten, um den Betrag zu messen, um den sich eine
flexible Membran, die von der metallischen Befestigungsvorrichtung
gemäß der Erfindung
gehalten wird, verschiebt.
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7 eine
Schnittansicht einer herkömmlichen
metallischen Befestigungsvorrichtung, die eine flexible Membran
hält, während ein
Test durchgeführt wird.
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8 ein
Schaubild mit unterschiedlichen Abständen an jedem Messpunkt, wenn
eine Spannung, die auf die flexible Membran wirkt, die von der metallischen
Befestigungsvorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels gehalten wird,
verändert wird.
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9 ein
Schaubild mit der Höhe
der Verschiebung an jedem Messpunkt, wenn die Spannung, die auf
die flexible Membran wirkt, die von der metallischen Befestigungsvorrichtung
des vorliegenden Ausführungsbeispiels
gehalten wird, verändert wird.
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10 eine
Schnittansicht einer metallischen Befestigungsvorrichtung gemäß einem
anderen Ausführungsbeispiel.
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11 eine
Schnittansicht einer metallischen Befestigungsvorrichtung gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel.
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12 eine
Schnittansicht einer metallischen Befestigungsvorrichtung gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel.
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13 ein
Schaubild mit der Höhe
der Verschiebung einer flexiblen Membran, die von jeder metallischen
Befestigungsvorrichtung eines weiteren Ausführungsbeispiels gehalten wird,
wenn eine Spannung auf die flexible Membran wirkt.
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14 eine
Schnittansicht eines Dammes aus einer flexiblen Membran, die eine
weitere Methode zur Befestigung flexibler Membrane zeigt.
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15 eine
Schnittansicht einer herkömmlichen
metallischen Befestigungsvorrichtung, die eine flexible Membran
hält.
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16 eine
Schnittansicht einer weiteren herkömmlichen metallischen Befestigungsvorrichtung,
die eine flexible Membran hält.
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17 eine
Schnittansicht einer weiteren herkömmlichen metallischen Befestigungsvorrichtung,
die eine flexible Membran hält.
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18A Aufmaßzeichnungen
einer herkömmlichen
oberen und 18B metallischen
Druckbefestigung und einer herkömmlichen
unteren metallischen Druckbefestigung.
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[Erstes Ausführungsbeispiel]
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Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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1 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
eines Dammes A aus einer flexiblen Membran als aufblasbaren Körper aus
einer flexiblen Membran. In dieser Figur bezeichnen die Bezugsziffern 1 und 2 eine Grundplatte
bzw. eine Montagefläche,
an der eine flexible Membran montiert ist.
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2 ist
eine Schnittansicht des Dammes A aus der flexiblen Membran entlang
der Linie 2-2 aus 1.
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Die Montagefläche 2 besteht aus
einem Bett einer Wasserstraße 4 zur
Befestigung des größten Teils
der flexiblen Membrane 3A und 3B einschließlich eines
längsgerichteten
Mittelteiles der flexiblen Membrane, wobei die flexiblen Membrane
beispielsweise aus gummiertem Gewebe hergestellt sind, und jede
nach oben gerichtete, seitliche Böschung (seitliche Böschung eines
Flussdeiches) kontinuierlich von dem Bett der Wasserstraße 4 gebildet
wird, so dass die jeweiligen Endabschnitte 3F der flexiblen
Membrane 3A und 3B befestigt werden können.
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Die flexible Membran 3A ist
so angeordnet, dass sie die Montagefläche 2 eng berührt, und
die flexible Membran 3B bildet eine aufblasbare Luftkammer
zwischen den flexiblen Membranen 3A und 3B. Die
flexible Membran 3A verhindert unterdessen, dass Luft in
Richtung der Grundplatte 1 entweicht (und verhindert auch,
dass Wasser in das Innere der Luftkammer eintritt). Doch solange
Luftundurchlässigkeit
und Wasserundurchlässigkeit
erreicht werden können,
muss die flexible Membran 3A nicht vorgesehen werden.
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Wie in 2 gezeigt,
befindet sich an der Grundplatte 1 eine untere metallische
Druckbefestigung 8, die ein Teil einer metallischen Befestigungsvorrichtung
darstellt, und eine in die Grundplatte eingelassene Ankerschraube 10 verläuft durch
die untere metallische Druckbefestigung B.
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Seitliche Endabschnitte 3C der
flexiblen Membrane 3A und 3B sind so an einer
oberen Fläche der
unteren metallischen Druckbefestigung 8 angeordnet, dass
die Ankerschraube 10 hindurchführt.
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Dadurch, dass jede Ankerschraube 10 durch eine
obere metallische Druckbefestigung 9 führt und einen weiteren Teil
der Befestigungsvorrichtung bildet, und dadurch, dass weiterhin
eine mit der Ankerschraube 10 verbundene Mutter 12 befestigt
wird, werden die seitlichen Endabschnitte 3C der flexiblen Membrane 3A und 3B so
an der Grundplatte 1 montiert und befestigt, dass sie zwischen
der unteren metallischen Druckbefestigung 8 und der oberen
metallischen Druckbefestigung 9 gehalten werden.
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Wie in 3 gezeigt,
werden vier konvexe Teile 14, die sich jeweils in Längsrichtung
der metallischen Befestigung erstrecken (d. h. in der Richtung von
hinten nach vorn auf dem Blatt in 3),
in der unteren metallischen Druckbefestigung 8 in Querrichtung
der unteren metallischen Druckbefestigung 8 gebildet (in
Pfeilrichtung E und in entgegengesetzter Richtung dazu). Fünf konvexe
Teile 16, die sich jeweils in Längsrichtung der metallischen
Befestigung erstrecken, werden in der oberen metallischen Druckbefestigung 9 an
Positionen gebildet, an denen sie den konvexen Teilen 14 nicht
gegenüberliegen.
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Wie in 4B gezeigt
(in dieser Figur geben die Zahlenwerte, die nicht Bezugsziffern
sind, Bauelemente in Millimeterabmessung an), sind Eckstücke jedes
konvexen Teils 14 der unteren metallischen Druckbefestigung 8 jeweils
abgeschrägt,
so dass sie einen Krümmungsradius
bilden. Die jeweiligen Krümmungsradien
der Eckstücke
liegen bei 5 mm bzw. 2 mm, so dass sie von der den äußeren Umfangskanten
der flexiblen Membrane 3A und 3B (in 4B nicht gezeigt) gegenüberliegenden
Seite zur Seite der Pfeilrichtung E hin allmählich schmaler werden.
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Wie in 4A gezeigt,
sind auch die Eckstücke
jedes konvexen Teils 16 der oberen metallischen Druckbefestigung 9 abgeschrägt, so dass
sie einen Krümmungsradius
bilden. Die jeweiligen Krümmungsradien
der Eckstücke
liegen bei 20 mm, 7 mm, 5 mm und 2 mm, so dass sie von der den äußeren Umfangskanten
der flexiblen Membrane 3A und 3B (in 4B nicht gezeigt) gegenüberliegenden
Seite zur Seite der Pfeilrichtung E hin allmählich schmaler werden.
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Als nächstes wird der Einsatz der
vorliegenden Erfindung beschrieben.
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Wenn Luft zwischen die flexiblen
Membrane 3A und 3B geführt wird, dehnt sich die flexible
Membran 3B aus, wie durch die imaginäre Linie in den 1 und 2 angegeben, und das Wehr A aus der flexiblen
Membran wird aufgebaut.
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Wenn das Wehr A aus der flexiblen
Membran aufgebaut wird, wirkt eine Spannung f auf die flexible Membran 3B,
wie in den 2 und 3 gezeigt.
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Mit der unteren metallischen Druckbefestigung 8 und
der oberen metallischen Druckbefestigung 9 werden die flexiblen
Membrane 3A und 3B durch die konvexen Teile 14 und
die konvexen Teile 16 gebogen. Folglich erhöht sich
die jeweilige Reibungskraft der unteren metallischen Druckbefestigung 8 und
der oberen metallischen Druckbefestigung 9 in Bezug auf
die flexiblen Membrane 3A und 3B.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden
die Abmessungen der Abschrägungen (Krümmungsradien)
der Eckstücke 14 und
der Eckstücke 16 von
der den äußeren Umfangskanten
der flexiblen Membrane gegenüberliegenden
Seite zur Seite der Pfeilrichtung E hin allmählich schmaler. Wenn also die
Spannung f wirkt, kommen die flexiblen Membrane 3A und 3B,
die durch die unteren metallischen Druckbefestigung 8 und
die oberen metallischen Druckbefestigung 9 gehalten werden,
an der Seite, an der die Spannung wirkt (d. h. an der der Pfeilrichtung
E gegenüberliegenden
Seite) zwar ein kleines Stück
zusammen, doch an der Seite ihrer äußeren Umfangskanten wird eine
Bewegung der flexiblen Membrane vollständig verhindert.
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Außerdem werden die Abmessungen
der Abschrägungen
der Eckstücke
in jedem der konvexen Teile 14 und 16 zu den äußeren Umfangskanten der
flexiblen Membrane 3A und 3B hin, die sich nicht bewegen,
wenn die Spannung auf sie wirkt, allmählich schmaler. Somit kann
ein Bruch der flexiblen Membrane 3A und 3B verhindert
werden.
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Da die Abmessungen der Abschrägungen der
Eckstücke
jedes der konvexen Teile 14 und 16 zu den äußeren Umfangskanten
der flexiblen Membrane 3A und 3B hin außerdem allmählich schmaler werden,
wirkt eine Drehung um die Ankerschraube 10 in 3 auf die obere metallische
Druckbefestigung 9 entgegen dem Uhrzeigersinn während der Anwendung
der Spannung so, dass eine Öffnung
der Seite der oberen metallischen Druckbefestigung 9 an der
Seite, an der die Spannung wirkt (d. h. der Seite eines Hauptteils
des Dammes A aus der flexiblen Membran) verhindert wird.
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Testbeispiel:
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Um die Wirkungen der vorliegenden
Erfindung zu ermitteln, wurden eine herkömmliche metallische Befestigungsvorrichtung
und eine metallische Befestigungsvorrichtung eines Ausführungsbeispiels,
auf das die vorliegende Erfindung angewendet wurde, vorbereitet,
und es wurde die Neigung von oberen metallischen Druckbefestigungen
(9, 144) und die Höhe, um die sich die flexible
Membran 3B in jeder metallischen Befestigungsvorrichtung
verschiebt, wenn die Spannung auf eine Platte der von den in den 5 und 7 gezeigten metallischen Befestigungsvorrichtungen
gehaltenen, flexiblen Membran 3B wirkt, untersucht.
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Die Abmessungen der metallischen
Befestigungsvorrichtung gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
sind in den 4A und 4B gezeigt und die Abmessungen
der herkömmlichen
metallischen Befestigungsvorrichtung sind in den 18A und 18B gezeigt.
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Die Neigung der metallischen Befestigung erhält man durch
Messen einer Abweichung h (ausgedrückt in Millimetern) eines Abstandes
zwischen der unteren metallischen Druckbefestigung und der oberen
metallischen Druckbefestigung an fünf Stellen A, B, C, D und E,
die in 6 gezeigt sind,
wenn die Spannung f in sechs Stufen in einer vorher festgesetzten
Art und Weise (von STUFE 1 bis STUFE 6) gesteigert wird, und wenn
die Spannung f nach Anwendung der Höchstspannung f (nach dem TEST) auf
0 gesetzt wird. 6 zeigt
die Messpositionen an der metallischen Befestigungsvorrichtung gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel,
doch die Messpositionen der herkömmlichen
metallischen Befestigungsvorrichtung sind die gleichen wie im obigen Fall.
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Das Messergebnis der Abweichung h
des Abstandes in der metallischen Befestigungsvorrichtung gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel ist
in dem Schaubild in 8 gezeigt.
Die horizontale Achse des Schaubildes zeigt eine Position, an der
die Abweichung h des Abstandes gemessen wird, und die vertikale
Achse zeigt die Abweichung h des Abstandes zu dem Abstand vor Anwendung
der Spannung, die als Bezug eingestellt wurde. An der vertikalen
Achse zeigt die mit einem Plus-Zeichen versehene Richtung an, dass
der Abstand größer wird,
und die mit einem Minus-Zeichen versehene Richtung zeigt an, dass
der Abstand geringer wird.
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Um einen Betrag zu erhalten, um den
sich die flexible Membran verschiebt, ΔS, (siehe 6), werden die Positionen, die den obigen
fünf Punkten A,
B, C, D und E in den seitlichen Endabschnitten der flexiblen Membran
entsprechen, markiert, und die Höhe
der Verschiebung dieser Markierungen (von der Position vor Anwendung
der Spannung), wenn die Spannung f stufenweise in sechs Stufen erhöht wird,
und die Höhe
der Verschiebung, wenn die Spannung f nach Anwendung der Höchstspannung
f (von der Position vor Anwendung der Spannung) auf 0 gesetzt wurde,
werden gemessen.
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Das Messergebnis des Betrages, ΔS, um den
sich die flexible Membran, die von der metallischen Befestigungsvorrichtung
des vorliegenden Ausführungsbeispiels
gehalten wird, verschiebt, ist in dem Schaubild von 9 gezeigt. Die vertikale Achse zeigt
den Betrag, um den sich eine Markierung verschiebt, ΔS.
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Aus dem Messergebnis lässt sich
erkennen, dass die flexible Membran, die mit der metallischen Befestigungsvorrichtung
des Ausführungsbeispiels befestigt
wird, auf die die vorliegende Erfindung angewendet wurde, nur geringfügig an der
Seite verschoben wurde, an der die Spannung f wirkt, und dass die
metallische Befestigungsvorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels,
die sich zum Zeitpunkt der Anwendung der Spannung etwas neigt, die
flexible Membran ausgezeichnet hält.
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Andererseits bewegt sich die flexible
Membran, die mit der herkömmlichen
metallischen Befestigungsvorrichtung befestigt wurde, an der Seite,
an der die Spannung f wirkt, im Vergleich zu der Verwendung der
metallischen Befestigungsvorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel,
erheblich. Außerdem
ist auch die Neigung der herkömmlichen
metallischen Befestigungsvorrichtung zum Zeitpunkt der Anwendung
der Spannung größer als
die der metallischen Befestigungsvorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel.
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Aufgrund der Untersuchung der flexiblen Membran
nach dem Test wurde keine Beschädigung in
der flexible Membran verursacht, die von der metallischen Befestigungsvorrichtung
des vorliegenden Ausführungsbeispiel
gehalten wurde.
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Nach wiederholt durchgeführten Tests,
bei denen die Spannung f auf 0 gesetzt wurde, nachdem sie auf die
flexible Membran wirkte, zeigt die flexible Membran, die von der
herkömmlichen
metallischen Befestigungsvorrichtung gehalten wurde, außerdem, dass
sich ein Bruchteil von Gummi in einem Teil der flexiblen Membran,
die von der metallischen Befestigungsvorrichtung gehalten wurde
(näher
zu der Seite hin, an der die Spannung wirkt, als zur Schraube hin), in
5.000 Durchgängen
löst, und
die flexible Membran bei 30.000 Durchgängen kaputtging. Andererseits wurde
selbst nach Abschluss der Tests mit 50.000 Durchgängen keine
Beschädigung
an der flexiblen Membran verursacht, die von der metallischen Befestigungsvorrichtung
gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
gehalten wurde, und es wurde nachgewiesen, dass die flexible Membran,
die von der metallischen Befestigungsvorrichtung des vorliegenden
Ausführungsbeispiel
gehalten wurde, eine ausgezeichnete Dauerfestigkeit besitzt.
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Unter Bezugnahme auf die 10 bis 13 werden nachfolgend weitere Ausführungsarten
des vorliegenden Ausführungsbeispiels
beschrieben.
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Auch wenn die jeweiligen Breitenabmessungen
der konvexen Teile 14 und der konvexen Teile 16 in
der unteren metallischen Druckbefestigung 8 und der oberen
metallischen Druckbefestigung 9, die in 3 gezeigt sind, festgelegt sind, ist
die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Wie in 10 gezeigt, können die jeweiligen Breitenabmessungen des
konvexen Teils 14 und des konvexen Teils 16 gemäß dem Krümmungsradius
der Spitze des konvexen Teils allmählich schmaler werden.
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In einem in 11 gezeigten Ausführungsbeispiel sind Rundstäbe mit unterschiedlichen
diametralen Abmessungen durch Schweißen oder dergleichen an der
unteren metallischen Druckbefestigung 8 und der oberen
metallischen Druckbefestigung 9 befestigt. Die diametrale
Abmessung eines Rundstabes 20 ist an der Seite, an der
die Spannung f wirkt, groß,
und die diametrale Abmessung eines Rundstabes 20 ist an
der Seite der äußeren Umfangskante
einer flexiblen Membran klein.
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In der unteren metallischen Druckbefestigung 8 und
der oberen metallischen Druckbefestigung 9, die ebenfalls
in der 11 gezeigt ist,
sind die Krümmungsradien
der Teile, die gegen die flexiblen Membrane 3A und 3B drücken, so
ausgebildet, dass sie zu den äußeren Umfangskanten
der flexiblen Membrane hin allmählich
schmaler werden. Auch wenn sich die flexiblen Membrane 3A und 3B,
die von der unteren metallischen Druckbefestigung 8 und
der oberen metallischen Druckbefestigung 9 gehalten werden,
deshalb an der Seite, an der die Spannung wirkt, geringfügig bewegen,
wenn die Spannung f auf die flexible Membran 3B wirkt,
kann die Bewegung bzw. Verschiebung der flexiblen Membrane 3A und 3B an
der Seite ihrer äußeren Umfangskanten
vollständig
verhindert werden und ebenso kann auch eine Beschädigung (Bruch),
verursacht durch die flexiblen Membrane 3A und 3B,
verhindert werden.
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In einem in 12 gezeigten Ausführungsbeispiel ist jede Oberfläche der
unteren metallischen Druckbefestigung 8 und der oberen
metallischen Druckbefestigung 9 gewellt, so dass die Amplitude und
die Wellenlänge
der Wellenform jeweils nicht bis zu den äußeren Umfangskanten der flexiblen
Membrane reichen. Die jeweiligen Krümmungsradien der Wellenformspitzen
werden zu den äußeren Umfangskanten
der flexiblen Membrane hin allmählich schmaler.
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In der unteren metallischen Druckbefestigung 8 und
auch in der oberen metallischen Druckbefestigung 9 werden
die Krümmungsradien
der Teile, die gegen die flexiblen Membrane 3A und 3B drücken, zu
den äußeren Umfangskanten
der flexiblen Membrane hin allmählich
schmaler. Wenn also die Spannung f auf die flexible Membran 3B wirkt,
kann die Bewegung der flexiblen Membrane 3A und 3B an der
Seite ihrer äußeren Umfangskanten
vollständig verhindert
werden und auch eine Beschädigung (Bruch)
in den flexiblen Membranen 3A und 3B kann verhindert
werden, selbst wenn sich die flexiblen Membrane 3A und 3B,
die durch die untere metallische Druckbefestigung 8 und
die obere metallische Druckbefestigung 9 gehalten werden,
an der Seite, an der die Spannung wirkt, etwas bewegen bzw. verschieben.
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Auch in jeder der in den 10 bis 12 gezeigten metallischen Befestigungsvorrichtungen kann
die Bewegung der flexiblen Membrane an der Seite der äußeren Umfangskanten
vollständig
verhindert werden, wie in dem Schaubild von 13 veranschaulicht, selbst wenn sich
die flexiblen Membrane 3A und 3B an der Seite,
an der die Spannung wirkt, bewegen.
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Außerdem sind in dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel,
wie in 3 gezeigt, beide
Endabschnitte 3C der flexiblen Membrane 3A und 3B durch
die untere metallische Druckbefestigung 8 und die obere
metallische Druckbefestigung 9 an dem Bett der Wasserstraße 4 befestigt,
und das Wehr A aus der flexiblen Membran wird aufgebaut, indem zwischen
die flexiblen Membrane 3A und 3B Luft zugeführt wird.
Doch die vorliegende Erfindung ist nicht darauf begrenzt. Solange
ausgezeichnete Abdichteigenschaften erreicht werden, kann eine Struktur
verwendet werden, bei der beide Endabschnitte 3C der flexiblen
Membran 3B durch die untere metallische Druckbefestigung 8 und
die obere metallische Druckbefestigung 9 an dem Bett der
Wasserstraße
befestigt werden, und das Wehr A aus der flexiblen Membran wird
aufgebaut, indem Luft zwischen dem Bett der Wasserstraße 4 und
der flexiblen Membran 3B zugeführt wird.
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Wie in 2 gezeigt,
werden beide seitlichen Endabschnitte 3C der flexiblen
Membrane 3A und 3B durch verschiedene untere metallische Druckbefestigungen 8 und
obere metallische Druckbefestigungen 9 an dem Bett der
Wasserstraße 4 befestigt,
doch die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Wie
in 14 gezeigt, überlappen beispielsweise
beide seitlichen Endabschnitte 3C der flexiblen Membrane 3B und
sind durch eine untere metallische Druckbefestigung 8 und
eine obere metallische Druckbefestigung 9 an dem Bett der
Wasserstraße 4 befestigt.
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Bei dem flüssigen oder gasförmigen Medium,
das in das Innere des aufblasbaren Körpers aus einer flexiblen Membran
geführt
wird, kann es sich um Wasser oder Wasser und Luft handeln.
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Wie oben beschrieben, besitzt die
metallische Befestigungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung die
oben beschriebene Struktur und hat deshalb eine ausgezeichnete Wirkung,
da eine flexible Membran, auf die eine große Spannung wirkt, dadurch
zuverlässig
befestigt werden kann, ohne beschädigt zu werden.
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Außerdem besitzt der aufblasbare
Körper aus
einer flexiblen Membran der vorliegenden Erfindung die oben beschriebene
Struktur und deshalb kann die flexible Membran durch die metallische
Befestigungsvorrichtung zuverlässig
befestigt werden, selbst wenn eine hohe Zugkraft auf eine flexible Membran
wirkt.