EP2220312B1 - Foldable pneumatic support - Google Patents
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Definitions
- the web 12 is now arranged and designed such that it fixes all hinges 10 of both members 22, 23 in an operable position in the inflated state of the main body.
- the tension / compression member 23 only absorbs tension. But since also pressure-resistant, it has connected by the joints 10 compression rod sections, which are stiff; Thus, it is sufficient here if the web 12 initiates the forces transmitted through it only in the region of the joints 10; the carrying capacity of the carrier 1 is not reduced, as would be the case if, instead of the tension / compression member 23, a flexible tension member 4 (FIG. FIG. 1b ) would occur. Conversely, this also applies to a load acting according to arrow 9 from below.
- the carrier 30 can be analogous to that of FIG. 2 be formed, ie contain two connected by the web 12 train / pressure members, so that it can be loaded from above as well as from below.
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Träger zu Aufnahme einer Last nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.The present invention relates to a carrier for receiving a load according to the preamble of
Ein langgestreckter Träger, der seiner Länge nach, d.h. auf Biegung beansprucht wird, unterliegt einer Deformation, wobei die neutrale Faser den Träger in eine Druckzone und in eine Zugzone teilt.An elongated carrier which is longitudinal in length, i. is subjected to bending, is subject to deformation, wherein the neutral fiber divides the carrier into a pressure zone and into a tensile zone.
Pneumatische Träger der Eingangs genannten Art besitzen einen aufblasbaren, langgestreckten Grundkörper, dem auf der einen Seite ein Druckglied, und auf der anderen Seite ein Zugglied zugeordnet ist, wobei diese Glieder durch den aufgeblasenen Grundkörper auf Abstand gehalten werden. Bei Biegebelastung übernimmt das Druckglied funktionell die Druckbelastung und das Zugglied funktionell die Zugbelastung, was einerseits erfordert, dass das Druckglied druck- d.h. auch knickresistent und das Zugglied zugbeanspruchbar ist, und andererseits erlaubt, dass das Druckglied auf nur Druck und das Zugglied auf nur Zug auszulegen. Dazu gehört, dass der Träger derart ausgelegt ist, dass bei der vorgesehenen Belastung die neutrale Faser zwischen Druckglied und Zugglied, d.h. durch den aufblasbaren Grundkörper hindurch verläuft. Vorteilhafterweise sind Druckglied und Zugglied an den Enden des Trägers in einem Knoten verbunden, wobei die Knoten gleichzeitig die Auflagerpunkte für den Träger bilden können.Pneumatic carrier of the type mentioned have an inflatable, elongated body, which is assigned on one side a pressure member, and on the other side a tension member, said members are held by the inflated body at a distance. In the case of bending load, the pressure member functionally assumes the compressive load and the tension member functionally takes over the tensile load, which on the one hand requires that the pressure member be subjected to pressure. kink resistant and the tension member is zugbeanspruchbar, and on the other hand allows the pressure member to interpret only pressure and the tension member to train only. This includes that the carrier is designed such that at the intended load, the neutral fiber between the pressure member and tension member, i. passes through the inflatable body through. Advantageously, pressure member and tension member are connected at the ends of the carrier in a node, wherein the nodes can simultaneously form the support points for the carrier.
Ein Vorteil solcher Träger besteht darin, dass sie im Vergleich zu ihrer Steife (Belastbarkeit) nur geringe Masse aufweisen. Zudem sind sie wegen der geringen Masse grundsätzlich leicht zu transportieren, auch darum, weil der aufblasbare Grundkörper zusammengefaltet wenig Volumen einnimmt.An advantage of such carriers is that they have low mass compared to their stiffness (load capacity). In addition, they are due to the low mass basically easy to transport, even more so because the inflatable body folded together occupies little volume.
Nachteilig ist, dass bei dem geschilderten Aufbau eines pneumatischen Trägers Last grundsätzlich nur in einer vorbestimmten Richtung aufgenommen werden kann; zudem ergeben sich je nach Ausbildung des aufblasbaren Grundkörpers Restriktionen in der Führung des Zuggliedes oder in der Kombination der Träger zu einem Verbund wie einem Dach, einer Wand, einer Brücke etc.The disadvantage is that in the described construction of a pneumatic carrier load can basically be taken only in a predetermined direction; In addition, depending on the design of the inflatable Basic body restrictions in the leadership of the tension member or in the combination of the carrier to a composite such as a roof, a wall, a bridge, etc.
Entsprechend sind verschiedene Ausführungsformen von pneumatischen Trägern bekannt geworden, die verschiedene Eigenschaften besitzen.Accordingly, various embodiments of pneumatic carriers have become known, which have different properties.
So zeigt
Entsprechend ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen pneumatischen Träger zu schaffen, der verbessert faltbar ist, also eine erleichterte Montage erlaubt.Accordingly, it is the object of the present invention to provide a pneumatic support which is foldable improved, so allows easier installation.
Zur Lösung dieser Aufgabe besitzt der erfindungsgemässe Träger die Merkmale von Anspruch 1.To achieve this object, the carrier according to the invention has the features of
Durch die Verwendung eines Steges, der die Gelenke des Druckglieds in betriebsfähiger Lage fixiert, entfällt die Notwendigkeit, bei grösseren Lasten eine Verriegelung für die Gelenke in der Art von
Darüber hinaus können Gelenke mit nicht nur einseitiger Verschwenkmöglichkeit vorgesehen werden, die ein optimales Zusammenfalten des Druckglieds, d.h. zu einem Paket mit geringen Abmessungen, ermöglichen.In addition, hinges can be provided with not only one-sided Verschwenkmöglichkeit that optimally folding the pressure member, i. to a package of small dimensions, allow.
Über die gestellte Aufgabe hinaus ist solch ein pneumatischer Träger nicht nur zur Aufnahme von gleichverteilten symmetrischen, sondern auch von asymmetrischen Lasten gut geeignet.In addition to the stated object, such a pneumatic support is well suited not only for receiving uniformly distributed symmetrical but also asymmetrical loads.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Figuren näher erläutert.The invention is explained below with reference to the figures.
Es zeigt:
- Fig. 1a
- eine Ansicht eines pneumatischen Trägers gemäss der Erfindung
- Fig. 1b
- einen Längsschnitt durch den Träger von
Fig. 1a - Fig. 1c
- den Träger von
Fig. 1a und b , halb zusammengefaltet - Fig. 2
- einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform des er- findungsgemässen Trägers
- Fig. 3a
- eine Ansicht einer zweiten Ausführungsform des erfindungsge- mässen Trägers von oben
- Fig. 3b
- einen Querschnitt durch den Träger von
Fig. 3a , und - Fig. 3c
- einen Längsschnitt durch den Träger von
Fig. 3a .
- Fig. 1a
- a view of a pneumatic carrier according to the invention
- Fig. 1b
- a longitudinal section through the carrier of
Fig. 1a - Fig. 1c
- the carrier of
Fig. 1a and b , half folded - Fig. 2
- a longitudinal section through a further embodiment of the inventive carrier
- Fig. 3a
- a view of a second embodiment of the inventive carrier from above
- Fig. 3b
- a cross section through the carrier of
Fig. 3a , and - Fig. 3c
- a longitudinal section through the carrier of
Fig. 3a ,
In
Druckglied 3 und Zugglied 4 sind mit einander in Knoten 7, 7' verbunden, die an den Enden des Trägers 1 angeordnet sind.
Wird der Träger 1 durch eine durch den Pfeil 8 symbolisierte Last beaufschlagt, wird das Druckglied 3 auf Druck und das Zugglied 4 auf Zug beansprucht, wobei das Druckglied 3 durch den Grundkörper 4 in Lage gehalten und gegen Knicken gestützt ist, und wobei das Zugglied 4 ebenfalls durch den Grundkörper 2 in Lage gehalten wird.If the
Das Druckglied 3 weist weiter Gelenke 10 auf, die erlauben, es zusammenzufalten. Dadurch kann der Träger 1 für Lagerung oder für Transport auf kleinem Raum verpackt werden, indem die Luft aus dem Grundkörper 2 abgelassen und dieser dann mit dem Zugglied 4 zusammen, oder getrennt von ihm, zusammengerollt wird. Das Druckglied 3 wird ebenfalls zusammengefaltet, und kann zu diesem Zweck (bzw. je nach den Massen des Trägers 1) ein oder vorzugsweise eine grössere, beliebige Anzahl von Gelenken 10 enthalten.The
Der Träger 1 kann also einerseits vollständig zusammengefaltet werden, ohne dass er zerlegt werden muss, und kann andererseits auch nach einer Zerlegung verpackt werden, z.B. indem der Grundkörper um das zusammengefaltete Druckglied herum aufgerollt wird.Thus, on the one hand, the
Der Natur der Sache nach sind Gelenke 10 an sich im belasteten Träger 1 unerwünscht, da das Druckglied 3 bei Belastung durch die Last 8 am Ort der Gelenke 10 ausknicken kann, insofern nicht stabil ist.The nature of the thing joints are 10 in itself undesirable in the loaded
Der Steg 12 ist auch betriebsfähig mit dem Grundkörper 2 verbunden, hier einerseits über das Druckglied 3 und andererseits über das Zugglied 4, welche beide auf dem Grundkörper aufliegen. Herrscht im Grundköper 2 Betriebsdruck, werden das Druckglied 3 und das Zugglied 4 durch diesen auf Abstand gedrückt, und damit der Steg 12 aufgespannt, mit der Folge, dass der dann auf Zug beanspruchte Steg 12 den maximalen Abstand von Druckglied 3 und Zugglied 4 bestimmt.The
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Befestigungsglied vorgesehen, das, fixiert am Steg 12, diesen mit dem Druckglied 3 verbindet. In der Figur ist das Befestigungsglied flexibel, als Seil 17, ausgebildet, welches randseitig mit dem Steg 12 über seine Länge z.B. vernäht ist (oder in einer Lasche verläuft, s.
Dadurch, dass der Steg 12 mit dem Zugglied 4 im Wesentlichen über dessen ganze Länge verbunden ist, wird der durch den Innendruck im Steg 12 verursachte Zug gleichmässig in das Zugglied 4 (bzw. den Grundkörper 2) eingeleitet; eine das Tragverhalten des Trägers 1 zwar nicht zerstörende, aber vermindernde Verformung des Zugglieds 4 durch lokale Zugeinleitung unterbleibt. Der Fachmann kann die Kontur des Stegs 12 diesbezüglich optimieren und an die Kontur des unter Betriebsdruck stehenden und bestimmungsgemäss belasteten Grundkörpers 2 anpassen.Characterized in that the
Hingegen konzentriert sich der durch den Innendruck verursachte Zug im Steg 12 auf der Seite des Druckglieds 3 in dessen Gelenken 10, da der Steg 12 nur mit diesen verbunden ist und so die entsprechenden Kräfte nur in diese einleitet. Die Gelenke 10 werden damit durch den Steg in ihrer betriebsfähigen Lage am Grundkörper fixiert, so dass ein Kollaps des Trägers 1 durch Ausknicken des Druckglieds 3 am Ort der Gelenke 10 verhindert ist.By contrast, the train caused by the internal pressure in the
Hier versteht sich von selbst, dass der Steg 12 zu diesem Zweck nicht zwingend am Gelenk 10 selbst angreifen muss, sondern auch im Bereich eines Gelenks 10 angreifen kann, so z.B. an den Enden der mit einem Gelenk 10 verbundenen Abschnitte des Druckglieds 3. In diesem Sinn ist auch denkbar, dass der Steg 12 zwar mit dem Druckglied 3 durchgehend verbunden sein kann, solange er derart ausgebildet ist, dass im Belastungsfall die durch den Steg 12 auf das Druckglied 3 ausgeübten Kräfte im Bereich des Gelenks 10 konzentriert sind und nicht gleichförmig über die gesamte Länge am Druckglied 3 angreifen.It goes without saying that the
Zusammenfassend ergibt sich, dass erfindungsgemäss die durch den Steg 12 auf das Zugglied 4 ausgeübten Kräfte möglichst gleichmässig in dieses eingeleitet werden sollen (so dass seine "natürliche" Kontur im Belastungsfall nicht verändert wird), während die auf das Druckglied ausgeübten Kräfte punktuell, im Bereich der Gelenke 10 angreifen müssen.In summary, it follows that according to the invention, the forces exerted by the
Durch diese Ausbildung des Stegs 12 kann der Träger 1 einerseits ohne weiteres zusammengefaltet werden, ohne dass er zerlegt werden muss, da sich der flexible Steg 12, und auch das flexible Zugglied 4, dem zusammengefalteten Druckglied 3 anpassen kann. Beim Aufblasen richtet sich diese Konfiguration von selbst betriebsfähig auf, was den Montageaufwand klein hält.As a result of this design of the
Andererseits ist diese Anordnung bei asymmetrischer Belastung besonders vorteilhaft.On the other hand, this arrangement is particularly advantageous in asymmetric loading.
Symmetrische Lastverteilung, d.h. eine gleichförmig von Knoten 7 zu Knoten 7' verteilt angreifende Last, hat eine symmetrische, nur in einer Richtung gekrümmte Biegelinie zur Folge. Eine Verriegelung der Gelenke 10 in entsprechend nur einer Verschwenkrichtung (s. die Beschreibung zu
Erfindungsgemäss wird dies durch die Anordnung und Ausbildung des Stegs 12 wesentlich einfacher und verbessert erreicht.This is achieved much easier and improved by the arrangement and design of the
Bei einer asymmetrischen Lastverteilung genügt die Verriegelung der Gelenke in nur einer Verschwenkrichtung nicht mehr, da die Biegelinie dann ebenfalls asymmetrisch verläuft und in beiden Richtungen gekrümmt sein kann, was bei Verriegelung in nur einer Richtung zum Kollaps des Trägers führt. Entsprechend ist es dann notwendig, die Gelenke in beiden Verschwenkrichtungen zu verriegeln, was den konstruktiven Aufwand und den Montageaufwand weiter erhöht.In an asymmetric load distribution, the locking of the joints in only one pivoting direction is no longer sufficient, since the bending line then also runs asymmetrically and can be curved in both directions, resulting in locking in only one direction to the collapse of the wearer leads. Accordingly, it is then necessary to lock the joints in both pivoting directions, which further increases the design effort and the assembly costs.
Durch die erfindungsgemässe Fixierung der beidseitig verschwenkbaren Gelenke 10 über den Steg 12 ist auch asymmetrische Belastung des Trägers 1 möglich, ohne dass ein konstruktiver Mehraufwand getrieben werden muss.As a result of the fixing according to the invention of the
Erfindungsgemäss ist nun der Steg 12 derart angeordnet und ausgebildet, dass er im aufgeblasenen Zustand des Grundkörpers alle Gelenke 10 beider Glieder 22,23 in betriebsfähiger Lage fixiert. Im Fall der Belastung durch eine Last gemäss Pfeil 8 nimmt einmal das Zug-/Druckglied 22 den Druck auf, wie das in Zusammenhang mit den
Vorliegend ist der Steg 12 ohne randseitig angeordnete Verstärkungsseile (Seil 17 von
Der Grundkörper 31 ist als Spindel ausgebildet, die unter Betriebsdruck durch den Steg längs eingeschnürt wird. Ebenso ist es möglich, den Grundkörper 31 als Zylinder auszubilden, der durch den Steg längs eingeschnürt wird. Durch die Einschnürung bilden sich Halbkammern 32,33 im Grundkörper 31.The
Das Druckglied 3 liegt auf dem Grundkörper 2 am Ort der durch den Steg 12 verursachten Einschnürung auf. Ebenso das Zugglied 4, das hier durch eine z.B. aufgenähte Tasche 35 gegen seitliches Verrutschen oder gegen äussere Einflüsse (Witterung, Schmutz etc) geschützt ist. Solch eine Tasche kann, obschon in der Figur nicht dargestellt, natürlich auch für das Druckglied 3 vorgesehen werden.The
Weiter dargestellt ist das Seil 17, das hier in einer Tasche 36 verläuft, die am Rand des Stegs 12 angenäht oder auf andere geeignete Weise befestigt ist.Also shown is the
Hier ist das Druckglied 3 nach oben gebogen ausgebildet, kann aber auch gerade verlaufen (
Ohne Weiteres kann der Träger 30 analog zu demjenigen von
Bevorzugt sind die Gelenke 10 als einfache Verschwenkgelenke ausgebildet, deren Gelenkachse senkrecht zum Druckglied 3 und, im aufgeblasenen Zustand des Grundkörpers 2, zum Steg 12 verlaufen.Preferably, the
Die beschriebenen pneumatischen Träger 1, 20 und 30 können zu einem Verbund zusammengefasst werden, z.B. einem Dach, einer Wand oder einer Brücke.The described
Die durch die Pfeile 8, 9 symbolisierte Last kann am Druckglied 3 (bzw. Zug-/Druckglied 22,23) direkt angreifen, oder über geeignete Verbindungsglieder in dieses eingeleitet werden. Auch ist möglich, die Last direkt oder über Verbindungsglieder in den Steg 12 einzuleiten, wie dies in der
Claims (12)
- A pneumatic support for receiving a load, comprising an inflatable, elongate base body, a pressure member having at least one joint and comprising at least one tractive member, wherein the pressure member and the at least one tractive member run longitudinally along the base body, and are connected to one another at the ends of the support in respectively one node, characterised in that a flexible web is provided which in the inflated state passes longitudinally through the base body and is stretched thereby, which at the same time connects the pressure member and the at least one tractive member operatively to one another, and is further configured and arranged in such a manner that said flexible web fixes the at least one joint of the pressure member in the operational state when the base body is inflated.
- The pneumatic support according to claim 1, wherein the flexible web is connected to the pressure member in the region of its joints, preferably to the joints themselves.
- The pneumatic support according to claim 1 or 2, wherein the flexible web is connected to the tractive member substantially uninterruptedly over its entire length.
- The pneumatic support according to any one of claims 1 to 3, wherein the flexible web is connected to the pressure member by means of a fastening member fixed thereon, preferably configured as a flexible tractive member.
- The pneumatic support according to any one of claims 1 to 4, wherein the base body is configured as a cylinder which is longitudinally constricted by the web under operating pressure.
- The pneumatic support according to any one of claims 1 to 5, wherein the base body is configured as a spindle which is longitudinally constricted by the web under operating pressure.
- The pneumatic support according to any one of claims 1 to 6, wherein the joint axis of the at least one joint of the pressure member is arranged perpendicular to this and perpendicular to the web running in the inflated base body.
- The pneumatic support according to any one of claims 1 to 7, wherein the joints are configured in such a manner that the segments of the pressure member can abut parallel onto one another during folding.
- The pneumatic support according to any one of claims 1 to 8, wherein the pressure member and the tractive member are configured to be mirror images and each have joints in such a manner that the support can also receive load which stresses the tractive member under pressure and the pressure member under tension and wherein in the inflated state of the base body the joints of the tractive member are fixed in the operational position by the web.
- The pneumatic support according to any one of claims 1 to 8, wherein the tractive member is configured as a cable.
- A pneumatic structure characterised by a combination of pneumatic supports according to any one of claims 1 to 10.
- An inflatable bridge, characterised by two pneumatic supports according to any one of claims 1 to 10.
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