EP2220312B8 - Faltbarer pneumatischer träger - Google Patents

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EP2220312B8
EP2220312B8 EP08851283A EP08851283A EP2220312B8 EP 2220312 B8 EP2220312 B8 EP 2220312B8 EP 08851283 A EP08851283 A EP 08851283A EP 08851283 A EP08851283 A EP 08851283A EP 2220312 B8 EP2220312 B8 EP 2220312B8
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
web
pressure member
pressure
pneumatic
joints
Prior art date
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Not-in-force
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EP08851283A
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English (en)
French (fr)
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EP2220312A2 (de
EP2220312B1 (de
Inventor
Rolf Luchsinger
René CRETTOL
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Prospective Concepts AG
Original Assignee
Prospective Concepts AG
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Publication date
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Application granted granted Critical
Publication of EP2220312B1 publication Critical patent/EP2220312B1/de
Publication of EP2220312B8 publication Critical patent/EP2220312B8/de
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H15/00—Tents or canopies, in general
    • E04H15/20—Tents or canopies, in general inflatable, e.g. shaped, strengthened or supported by fluid pressure
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C3/00—Structural elongated elements designed for load-supporting
    • E04C3/005—Girders or columns that are rollable, collapsible or otherwise adjustable in length or height
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
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    • E04H2015/202—Tents or canopies, in general inflatable, e.g. shaped, strengthened or supported by fluid pressure with inflatable panels, without inflatable tubular framework
    • E04H2015/203—Tents or canopies, in general inflatable, e.g. shaped, strengthened or supported by fluid pressure with inflatable panels, without inflatable tubular framework supported by a non-inflatable structure or framework
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    • E04H2015/202—Tents or canopies, in general inflatable, e.g. shaped, strengthened or supported by fluid pressure with inflatable panels, without inflatable tubular framework
    • E04H2015/204—Tents or canopies, in general inflatable, e.g. shaped, strengthened or supported by fluid pressure with inflatable panels, without inflatable tubular framework made from contiguous inflatable tubes

Definitions

  • the present invention relates to a carrier for receiving a load according to the preamble of claim 1.
  • 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.
  • 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.
  • the pressure member functionally takes over the pressure load and the tension member functionally takes over the tensile load, which on the one hand requires that the pressure member be pressurized.
  • kink resistant and the tension member is zugbe specialtybar, and on the other hand allows the pressure member to interpret only pressure and the tension member to train only.
  • the carrier is designed such that at the intended load, the neutral fiber between the pressure member and tension member, i. d ⁇ rch the inflatable body passes through.
  • 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.
  • 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.
  • the disadvantage is that in the described construction of a pneumatic carrier load can basically be taken only in a predetermined direction; Moreover, depending on the training of the blowable base body restrictions in the guidance of the tension member or in the combination of the beams to a composite such as a roof, a wall, a bridge, etc.
  • Carriers become known, which possess different properties.
  • WO 2007/071101 shows an embodiment in which compression and tension member are received by a flexible web, which passes through the cylindrical or spindle-shaped body longitudinally and this at the same time something constricting, which improves the buckling behavior of the pressure member.
  • WO 2006/000159 shows u. a. a pneumatic support which is improved transportable and for this purpose has a pressure member which can be folded, that is less bulky in transport. Disadvantages arise, inter alia, by the complicated structure of the foldable pressure member, which must be locked for operation in its folding joints, larger loads with good reliability can be absorbed by the wearer.
  • the carrier according to the invention has the features of claim 1.
  • hinges with not only one-sided pivoting capability can be provided, which ensure optimum folding of the pressure member, i. to a package of small dimensions, allow.
  • such a pneumatic support is well suited not only for receiving uniformly distributed symmetrical but also asymmetrical loads.
  • Fig. Ia is a view of a pneumatic carrier according to the invention
  • Fig. Ib is a longitudinal section through the carrier of Fig. Ia
  • Fig. Ic the carrier of Fig. Ia and b, half folded
  • FIG. 3a shows a view of a second embodiment of the inventive carrier from above
  • Fig. 3b shows a cross section through the carrier of Fig. 3a
  • Fig. 3c is a longitudinal section through the carrier of Fig. 3a.
  • a pneumatic support 1 is shown, with an elongated, inflated base body 2, whose contours are indicated by dashed lines.
  • the basic body 2 are on one side a pressure member 3 in the form of a slender beam and on the other side a tension member 4 (Fig. Ib) assigned; the pressure member 3 rests on the upper side 5 of the main body 2, extends longitudinally therefrom and is supported by it, while the tension member 4 extends along its underside 6 along (and can be guided several times).
  • the tension member 4 is preferably formed as a rope. Pressure member 3 and tension member 4 are held in other words by the main body 2 at a distance.
  • Compression member 3 and tension member 4 are connected to each other in nodes 7, 7 ', which are arranged at the ends of the carrier 1.
  • the pressure member 3 is subjected to pressure and the tension member 4 to train, wherein the pressure member 3 is held by the base body 4 in position and supported against buckling, and wherein the tension member is also held by the body 2 in position.
  • the pressure member 3 further has hinges 10 which allow it to be folded.
  • the carrier 1 can be packaged for storage or for transport in a small space by the air discharged from the base body 2 and this is then together with the tension member 4, or separated from it, rolled up.
  • the pressure member 3 is also folded up, and for this purpose (or, depending on the masses of the carrier 1) one or preferably a larger, any number of joints 10 contain.
  • the support 1 can be completely folded up without having to be disassembled, and on the other hand, it can also be packaged after disassembly, e.g. in that the main body is rolled up around the folded-together pressure member.
  • Fig. Ib shows the carrier of Fig. Ia seen from the side, which is a section line 11 along partially cut. In the cut-up area is a longitudinal section through the carrier along the line
  • a flexible web 12 which passes through the main body 2 from node 7 to node 7 ', is shown (and indicated by the dashed line 14 in the uncut area).
  • the web 12 may be made of e.g. consist of textile fabric, as it is used for the training of the body 2, or of another suitable material; it is preferably continuous, but may also be provided according to the stress with reinforcements or recesses.
  • the web 12 connects the pressure member 3 with the tension member 4; According to the preferred embodiment shown in the figure, it is connected to the pressure member 3 at the location of its joints 10 and to the tension member 4 substantially without gaps over its entire length.
  • the web 12 is also operatively connected to the base body 2, here on the one hand via the pressure member 3 and on the other hand via the tension member 4, which both rest on the base body.
  • Rule in the rootstock 2 is also operatively connected to the base body 2, here on the one hand via the pressure member 3 and on the other hand via the tension member 4, which both rest on the base body.
  • a fastening member which, fixed on the web 12, connects it to the pressure member 3.
  • the attachment member is flexible, formed as a cable 17, which is sewn to the edge 12 over its length, for example (or extends in a tab, see Figure 3b) and then with the hinges 10 (ie, with the pressure member 3) is connected.
  • the cable 17 thus acts as a reinforcement for the web 12, so that the forces acting punctually on the web 12 by the joints 10 can be appropriately introduced into them.
  • the train caused by the internal pressure in the web 12 is uniformly introduced into the tension member 4 (or the main body 2); a deformation of the tension member 4, which does not destroy the load bearing behavior of the carrier 1, but which does not destroy it, is prevented by local introduction of the train.
  • the person skilled in the art can optimize the contour of the web 12 in this respect and adapt it to the contour of the main body 2 which is under operating pressure and is subject to the control.
  • the train caused by the internal pressure in the web 12 focuses on the side of the pressure member 3 in the joints 10, since the web 12 is connected only to these and thus initiates the corresponding forces only in this.
  • the joints 10 are thus fixed by the web in its operative position on the base body, so that a collapse of the carrier 1 is prevented by buckling of the pressure member 3 at the location of the joints 10.
  • the web 12 does not necessarily have to act on the joint 10 itself for this purpose, but can also engage in the area of a joint 10, for example at the ends of the sections of the pressure element 3 connected to a joint 10
  • the web 12 may be connected to the pressure member 3 continuously, as long as it is designed such that in the case of load the forces exerted by the web 12 on the pressure member 3 are concentrated in the region of the joint 10 and not attack uniformly over the entire length of the pressure member 3.
  • the forces exerted by the web 12 on the tension member 4 should be introduced into it as uniformly as possible (so that its "natural" contour is not changed in the load case), while the forces exerted on the pressure member
  • the carrier 1 can, on the one hand, be readily folded without it having to be disassembled, since the flexible web 12, and also the flexible tension member 4, can adapt to the folded pressure member 3.
  • this configuration is self-operational, which keeps the assembly effort small.
  • this arrangement is particularly advantageous in asymmetric loading.
  • Symmetrical load distribution i. A uniform load distributed uniformly from node 7 to node T results in a symmetrical bending line curved only in one fault. Locking the hinges 10 in accordance with only one pivoting direction (see the description of Figure Ic and, for example, WO 2006/000159) could in itself be sufficient to maintain the stable position of the pressure member 3, i. a buckling of the pressure member 3 corresponding to the bending line at the location of the joints 10 to prevent.
  • Joints 10 on the web 12 is also asymmetric load of the carrier 1 possible without a constructive overhead must be driven.
  • Fig. Ic shows a longitudinal section through the carrier 1 along the line AA of Figure Ia, with only the web 12 with the pressure member 3 and the tension member 4 (without body 2) are visible. Shown is a moment in which the carrier 1 is folded (or inflated). The two outer joints 10 are pivoted according to the arrow 15 in a pivot direction and the central pivot 10 according to the arrow 16 in the other pivoting direction. As a result, the sections of the pressure member 3 connected by the joints 10 can be created in an optimal manner parallel to each other during folding.
  • Fig. 2 shows a further inventive embodiment of a pneumatic carrier 20, in which both the pressure member and the tension member can equally absorb pressure and tensile load.
  • a tension / compression member 22 and a tension / compression member 23 instead of the pressure member 3 and the tension member 4 according to the figures Ia to Ic.
  • the pressure member and the tension member are formed opposite. This allows load to be picked up both from above (load according to arrow 8) and from below (load according to arrow 9), thus on both sides.
  • Pneumatic carriers of this type are known in principle, but not in collapsible training.
  • 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 it is also pressure-resistant, it has compression rod sections connected by the joints 10, 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 load 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. 1b) would occur. Conversely, this also applies to a load acting according to arrow 9 from below.
  • the web 12 without edge arranged reinforcing ropes (rope 17 of Figure Ib) is formed.
  • the person skilled in the art may or may not provide such reinforcements in a suitable form, depending on the configuration of the carrier.
  • FIG. 3a shows a further embodiment of the invention, namely a carrier 30 designed according to WO 2007/071101 in a view from above.
  • the entire disclosure of WO 2007/071101 is expressly incorporated herein by reference.
  • the nodes are 7,7 'as well as the
  • the main body 31 is formed as a spindle, which is constricted longitudinally under operating pressure through the web. It is also possible to form the main body 31 as a cylinder, which is constricted longitudinally through the web. The constriction forms half chambers 32, 33 in the main body 31.
  • Fig. 3b show the carrier 30 of Fig. 3a in cross section along the line BB of Fig. 3a, with the pressure member 3, the tension member 4 and the web 12.
  • the Halbkammem 32, 33 are penetrated longitudinally from the web 12.
  • the pressure member 3 is located on the base body 2 at the location of the web 12 caused constriction.
  • the tension member 4 which is here protected by a sewn bag, for example 35 against lateral slipping or against external influences (weather, dirt, etc).
  • a bag although not shown in the figure, of course, be provided for the pressure member 3.
  • rope 17 which here runs in a pocket 36, which is sewn on the edge of the web 12 or attached in any other suitable manner.
  • Fig. 3c shows the carrier 30 in a view from the side, wherein the base body 31 along the section line 11 is partially cut.
  • the web 12 is arranged and formed such that it initiates the forces transmitted by it on the side of the pressure member 3 in the area of the joints 10, and distributed as uniformly as possible on the side of the tension member 4.
  • the hidden part of the web 12 is indicated by the dashed line 14.
  • the pressure member 3 is formed bent upward, but may also be straight (Fig. 1) or bent towards the bottom, as long as it is opposite to the neutral fiber of the loaded carrier 30 in the pressure zone and the tension member corresponding in the tension zone.
  • the support 30 may be readily formed analogous to that of FIG. 2, i. two tension / compression members connected by the web 12, so that it can be loaded from above as well as from below.
  • the joints 10 are designed as simple pivoting joints whose joint axis is perpendicular to the pressure member 3 and, in the inflated state of the base body 2, to the web 12.
  • the described pneumatic support 1, 20 and 30 can be to a Composite, such as a roof, a wall or a bridge.

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Description

Faltbarer pneumatischer Träger
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Träger zu Aufnahme einer Last nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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.
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 Druck- belastung 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 Be- lastung die neutrale Faser zwischen Druckglied und Zugglied, d.h. dμrch 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.
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.
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 auf- blasbaren Grund körpers Restriktionen in der Führung des Zuggliedes oder in der Kombination der Träger zu einem Verbund wie einem Dach, einer Wand, einer Brücke etc.
Entsprechend sind verschiedene Ausführungsformen von pneumatischen
Trägern bekannt geworden, die verschiedene Eigenschaften besitzen.
So zeigt WO 2007/071101 eine Ausführungsform, bei welcher Druck- und Zugglied durch einen einem flexiblen Steg aufgenommen werden, welcher den zylindrischen oder spindelförmigen Grundkörper längs durchsetzt und diesen zugleich etwas einschnürt, was das Knickverhalten des Druckglieds verbessert.
WO 2006/000159 zeigt u. a. einen pneumatischen Träger, der verbessert transportabel ist und zu diesem Zweck ein Druckglied aufweist, das zusammengefaltet werden kann, also im Transport weniger sperrig ist. Nachteile ergeben sich unter anderem durch den komplizierten Aufbau des faltbaren Druckglieds, das für den Betrieb in seinen Faltgelenken verriegelt werden muss, sollen grossere Lasten mit guter Betriebssicherheit durch den Träger aufgenommen werden können.
Entsprechend ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen pneumatischen Träger zu schaffen, der verbessert faltbar ist, also eine erleichterte Montage erlaubt.
Zur Lösung dieser Aufgabe besitzt der erfindungsgemässe Träger die Merkmale von Anspruch 1.
Durch die Verwendung eines Steges, der die Gelenke des Druckglieds in betriebsfähiger Lage fixiert, entfällt die Notwendigkeit, bei grosseren Lasten eine Verriegelung für die Gelenke in der Art von WO 2006/000159 vorzusehen. Dadurch wird die Montage erleichtert, bis hin zu einer Ausführung, bei welcher die Montage ohne Manipulation an den Gelenken vorge- nommen werden kann.
Darüber hinaus können Gelenke mit nicht nur einseitiger Verschwenkmög- lichkeit vorgesehen werden, die ein optimales Zusammenfalten des Druck- glieds, d.h. zu einem Paket mit geringen Abmessungen, ermöglichen.
Über die gestellte Aufgabe hinaus ist solch ein pneumatischer Träger nicht nur zur Aufnahme von gleichverteilten symmetrischen, sondern auch von asymmetrischen Lasten gut geeignet.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Figuren näher erläutert.
Es zeigt:
Fig. Ia eine Ansicht eines pneumatischen Trägers gemäss der Erfindung
Fig. Ib einen Längsschnitt durch den Träger von Fig. Ia
Fig. Ic den Träger von Fig. Ia 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.
In Fig. Ia ist ein pneumatischer Träger 1 dargestellt, mit einem langgestreckten, aufgeblasenen Grundkörper 2, dessen Konturen durch gestrichelte Linien angedeutet sind. Dem Grundköper 2 sind auf der einen Seite ein Druckglied 3 in Form eines schlanken Balkens und auf der anderen Seite ein Zugglied 4 (Fig. Ib) zugeordnet; das Druckglied 3 liegt auf der O- berseite 5 des Grundkörpers 2 auf, verläuft längs zu diesem und wird von ihm gestützt, während das Zugglied 4 längs seiner Unterseite 6 entlang verläuft (und mehrfach geführt werden kann). Das Zugglied 4 ist bevorzugt als Seil ausgebildet. Druckglied 3 und Zugglied 4 werden mit anderen Worten durch den Grundkörper 2 auf Abstand gehalten.
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.
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 grossere, beliebige Anzahl von Ge- lenken 10 enthalten.
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 zusam- mengefaltete Druckglied herum aufgerollt wird.
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.
Fig. Ib zeigt den Träger von Fig. Ia von der Seite her gesehen, wobei dieser einer Schnittlinie 11 entlang teilweise aufgeschnitten ist. Im aufge- schnittenen Bereich ist ein Längsschnitt durch den Träger entlang der Linie
AA von Fig. Ia sichtbar. Dort ist ein flexibler Steg 12, der den Grundkörper 2 längs von Knoten 7 zu Knoten 7' durchsetzt, dargestellt (und im nicht aufgeschnittenen Bereich durch die gestrichelte Linie 14 angedeutet). Der Steg 12 kann aus einem z.B. textilen Gewebe bestehen, wie es für die Aus- bildung des Grundkörpers 2 verwendet wird, oder aus einem anderen geeigneten Material; er ist vorzugsweise durchgehend ausgebildet, kann jedoch auch der Beanspruchung entsprechend mit Verstärkungen oder Ausnehmungen versehen sein. Der Steg 12 verbindet das Druckglied 3 mit dem Zugglied 4; nach der in der Figur dargestellten bevorzugten Ausfüh- rungsform ist er mit dem Druckglied 3 am Ort seiner Gelenke 10 und mit dem Zugglied 4 im Wesentlichen lückenlos über seine ganze Länge verbunden.
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.
WO 2007/071101, auf deren gesamte Offenbarung hier ausdrücklich Bezug genommen wird, zeigt verschiedene Ausführungsformen für die Ausgestaltung solcher Verbindungen, welche der Fachmann bei der Ausführung der vorliegenden Erfindung geeignet umsetzen kann.
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. Figur 3b) und das dann mit den Gelenken 10 (dh. mit dem Druckglied 3) verbunden ist. Das Seil 17 wirkt damit als Verstär- kung für den Steg 12, so dass die durch die Gelenke 10 punktuell auf den Steg 12 wirkenden Kräfte geeignet in diesen eingeleitet werden können.
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 be- stimmungsgemäss belasteten Grundkörpers 2 anpassen.
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.
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 ver- bunden 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. 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 Belastungs- fall nicht verändert wird), während die auf das Druckglied ausgeübten
Kräfte punktuell, im Bereich der Gelenke 10 angreifen müssen.
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.
Andererseits ist diese Anordnung bei asymmetrischer Belastung besonders vorteilhaft.
Symmetrische Lastverteilung, d.h. eine gleichförmig von Knoten 7 zu Knoten T verteilt angreifende Last, hat eine symmetrische, nur in einer Rϊch- tung gekrümmte Biegelinie zur Folge. Eine Verriegelung der Gelenke 10 in entsprechend nur einer Verschwenkrichtung (s. die Beschreibung zu Fig. Ic und z.B. die WO 2006/000159) könnte an sich genügen, um die stabile Lage des Druckglieds 3 aufrecht zu erhalten, d.h. ein der Biegelinie entsprechendes Ausknicken des Druckglieds 3 am Ort der Gelenke 10 zu verhin- dem.
Erfindungsgemäss wird dies durch die Anordnung und Ausbildung des Stegs 12 wesentlich einfacher und verbessert erreicht.
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 Ver- schwenkrichtungen zu verriegeln, was den konstruktiven Aufwand und den Montageaufwand weiter erhöht.
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.
Fig. Ic zeigt einen Längsschnitt durch den Träger 1 entlang der Linie AA von Figur Ia, wobei nur den Steg 12 mit dem Druckglied 3 und das Zugglied 4 (ohne Grundkörper 2) ersichtlich sind. Dargestellt ist ein Moment, in dem der Träger 1 zusammengefaltet (oder aufgeblasen) wird. Die beiden äußeren Gelenke 10 sind entsprechend dem Pfeil 15 in einer Ver- Schwenkrichtung und das mittlere Gelenk 10 entsprechend dem Pfeil 16 in der anderen Verschwenkrichtung verschwenkt. Dadurch lassen sich die durch die Gelenke 10 verbundenen Abschnitte des Druckglieds 3 beim Zusammenfalten in optimaler Weise parallel aneinander anlegen.
Fig. 2 zeigt eine weitere erfindungsgemässe Ausführungsform eines pneumatischen Trägers 20, bei welcher sowohl das Druckglied als auch das Zugglied gleichermaßen Druck- und Zugbelastung aufnehmen können. Vorgesehen sind ein Zug-/Druckglied 22 und eine Zug-/Druckglied 23 an Stelle des Druckglieds 3 und des Zuglieds 4 gemäss der Figuren Ia bis Ic. Mit anderen Worten sind das Druckglied und das Zugglied gegengleich ausgebildet. Dies erlaubt, Last sowohl von oben (Last gemäss Pfeil 8) als auch von unten (Last gemäss Pfeil 9), mithin beidseitig, aufzunehmen. Pneumatische Träger dieser Art sind grundsätzlich bekannt, jedoch nicht in zusammenfaltbarer Ausbildung.
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 Figuren Ia und b beschreiben ist. Das Zug-/Druckglied 23 nimmt nur Zug auf. Da aber ebenfalls druckbelastbar, besitzt es durch die Gelenke 10 verbundene Druckstabab- schnitte, welche steif sind; somit genügt es hier, wenn der Steg 12 die durch ihn übertragenen Kräfte nur in den Bereich der Gelenke 10 einleitet; die Tragkraft des Trägers 1 wird nicht vermindert, wie dies der Fall wäre, wenn an Stelle des Zug-/Druckglieds 23 ein flexibles Zugglied 4 (Figur Ib) treten würde. Dies gilt umgekehrt auch für eine gemäss Pfeil 9 von unten angreifende Last.
Vorliegend ist der Steg 12 ohne randseitig angeordnete Verstärkungsseile (Seil 17 von Figur Ib) ausgebildet. Der Fachmann kann je nach Konfiguration des Trägers solche Verstärkungen in geeigneter From vorsehen oder nicht.
Fig. 3a zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, nämlich einen gemäss WO 2007/071101 ausgebildeten Träger 30 in einer Ansicht von oben. Auf die gesamte Offenbarung der WO 2007/071101 wird hier aus- drücklich Bezug genommen. Ersichtlich sind die Knoten 7,7' sowie das
Druckglied 3 mit seinen Gelenken 10.
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.
Fig. 3b zeigen den Träger 30 von Fig. 3a im Querschnitt entlang der Linie BB von Fig. 3a, mit dem Druckglied 3, dem Zugglied 4 und dem Steg 12. Die Halbkammem 32, 33 werden vom Steg 12 längs durchsetzt.
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.
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.
Fig. 3c zeigt den Träger 30 in einer Ansicht von der Seite her, wobei der Grundkörper 31 entlang der Schnittlinie 11 teilweise aufgeschnitten ist. Wiederum ist der Steg 12 derart angeordnet und ausgebildet, dass er die durch ihn übertragenen Kräfte auf der Seite des Druckglieds 3 in den Be- reich der Gelenke 10 einleitet, und auf der Seite des Zugglieds 4 möglichst gleichförmig verteilt. Der verdeckte Teil des Stegs 12 ist durch die gestrichelte Linie 14 angedeutet.
Hier ist das Druckglied 3 nach oben gebogen ausgebildet, kann aber auch gerade verlaufen (Fig. 1) oder gegen unten gebogen sein, so lange es gegenüber der neutralen Faser des belasteten Trägers 30 in der Druckzone und das Zugglied entsprechend in der Zugzone verläuft.
Ohne Weiteres kann der Träger 30 analog zu demjenigen von Figur 2 aus- gebildet werden, d.h. zwei durch den Steg 12 verbundene Zug-/Druck- glieder enthalten, so dass er sowohl von oben als auch von unten belastbar ist.
Bevorzugt sind die Gelenke 10 als einfache Verschwenkgelenke ausgebil- det, deren Gelenkachse senkrecht zum Druckglied 3 und, im aufgeblasenen Zustand des Grundkörpers 2, zum Steg 12 verlaufen.
Die beschriebenen pneumatischen Träger 1, 20 und 30 können zu einem Verbund zusammengefasst werden, z.B. einem Dach, einer Wand oder einer Brücke.
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 WO 2007/071101 beschreiben ist.

Claims

Patentansprüche
1. Pneumatischer Träger zur Aufnahme einer Last, mit einem aufblasbaren, langgestreckten Grundkörper, einem mindestens ein Gelenk aufweisendes Druckglied und mit mindestens einem Zugglied, wobei das Druckglied und das mindestens eine Zugglied längs dem Grundkörper entlang verlaufen, und an den Enden des Trägers in je einem Knoten mit einander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein flexibler Steg vorgesehen ist, der im aufgeblasenen Zustand den Grundkörper längs durchsetzt und durch diesen aufgespannt wird, dabei das Druckglied und das mindestens eine
Zugglied miteinander betriebsfähig verbindet, und weiter derart ausgebildet und angeordnet ist, dass er bei aufgeblasenem Grundkörper das mindestens eine Gelenk des Druckglieds in betriebsfähiger Lage fixiert.
2. Pneumatischer Träger nach Anspruch 1, wobei der flexible Steg mit dem Druckglied im Bereich seiner Gelenke, vorzugsweise mit den Gelenken selbst, verbunden ist.
3. Pneumatischer Träger nach Anspruch 1 oder 2, wobei der flexible Steg mit dem Zugglied im Wesentlichen lückenlos über seine ganze Länge verbunden ist.
4. Pneumatischer Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der flexible Steg über ein an ihm fixiertes, vorzugsweise als flexibles Zugglied ausge- bildetes Befestigungsglied mit dem Druckglied verbunden ist.
5. Pneumatischer Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Grundkörper als Zylinder ausgebildet ist, der unter Betriebsdruck durch den Steg längs eingeschnürt wird.
6. Pneumatischer Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Grundkörper als Spindel ausgebildet ist, die unter Betriebsdruck durch den Steg längs eingeschnürt wird.
7. Pneumatischer Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Gelenkachse des mindestens einen Gelenks des Druckglieds senkrecht zu diesem und senkrecht zum im aufgeblasenen Grundkörper verlaufenden Steg angeordnet ist.
8. Pneumatischer Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Gelenke derart ausgebildet sind, dass sich die Segmente des Druckgliedes beim Zusammenfalten parallel aneinander anlegen lassen.
9. Pneumatischer Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Druckglied und das Zugglied gegengleich ausgebildet sind und je Gelenke aufweisen, derart, dass der Träger auch Last aufnehmen kann, die das Zugglied auf Druck und das Druckglied auf Zug beansprucht, und wobei im aufgeblasenen Zustand des Grundkörpers die Gelenke des Zugglieds durch den Steg in betriebsfähiger Lage fixiert werden.
10. Pneumatischer Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Zugglied als Seil ausgebildet ist.
11. Pneumatische Struktur, gekennzeichnet durch einen Verbund von pneumatischen Trägern nach einem der Ansprüche 1 bis 10.
12. Aufblasbare Brücke, gekennzeichnet durch zwei pneumatische Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 10.
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