EP3625391A1 - Pneumatischer träger - Google Patents

Pneumatischer träger

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EP3625391A1
EP3625391A1 EP18720081.1A EP18720081A EP3625391A1 EP 3625391 A1 EP3625391 A1 EP 3625391A1 EP 18720081 A EP18720081 A EP 18720081A EP 3625391 A1 EP3625391 A1 EP 3625391A1
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EP
European Patent Office
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pneumatic
pressure
fiber
cross
tension member
Prior art date
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EP18720081.1A
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English (en)
French (fr)
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EP3625391B1 (de
EP3625391C0 (de
Inventor
Mauro Pedretti
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Pibridge Ltd
Original Assignee
Pibridge Ltd
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Publication date
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Publication of EP3625391A1 publication Critical patent/EP3625391A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3625391B1 publication Critical patent/EP3625391B1/de
Publication of EP3625391C0 publication Critical patent/EP3625391C0/de
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    • 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 pneumatic carrier according to the preamble of claim 1 and a method for its production according to claim 10.
  • Pneumatic carriers of the type mentioned are known and are based on a cylindrical basic shape according to WO 01/73245. This basic form has, inter alia, been further developed into a spindle-shaped carrier according to WO 2005/007991.
  • pneumatic carriers are their low weight and the extremely small transport volume, since the inflatable body is too collapsible and the tension members can be formed as ropes.
  • a disadvantage of such pneumatic supports is that they can carry high surface loads, are therefore suitable for many applications, but are only limitedly suitable for asymmetric loads in comparison to the possible surface load, which in particular prevents the use as a bridge, since one over a bridge rolling axle, such as a truck, in this respect represents a particularly unfavorable case.
  • FIG. 1 shows a pneumatic support 1 according to WO 2005/042 880 with a pressure member 2, a tension member 3 and a dashed lines, between the pressure member 2 and tension member 3 arranged inflatable pneumatic body 4, which is inflated to operating pressure and so the pressure member 2 and the tension member 3 keeps at a distance.
  • the pneumatic body 4 consists of a gas-tight, flexible, essentially non-stretchable material which forms a collapsible cover for transport, which assumes a form adapted to the respective pneumatic support form under operating pressure.
  • the carrier 1 is supported at its ends 6.7 via supports 8.9, there are also the pressure member 2 and the tension member 3 via a node 10,11 connected to each other.
  • a schematically indicated planking 12 allows here to use the carrier 1 as a bridge. The following thought model can explain how the wearer works:
  • the tension member 3 is essentially only subjected to axial tension and the pressure member 2 essentially only to axial pressure, so that the tension member 3 can be formed as a rope and the pressure member 2 as a thin rod.
  • a thin rod under pressure is liable to buckling, with the result that the bending limit of the pressure member 2 determines the load capacity of the carrier 1.
  • connecting elements are arranged, designed as pure tension members 14 which connect the pressure member 2 with the tension member 3.
  • the tension members 14 are suitable for preventing an asymmetrical load to a certain extent that the pressure member 2 lifts off the body 4 at a non-stressed location and thus kinks.
  • the horizontal distance of the tension members 14 is to be optimized by the skilled person with regard to the specific case.
  • connection points between the tension members 14 and the pressure member 2 as well as the tension member 3 in turn represent force application points or connecting elements for these elements.
  • FIG. 1b shows a pneumatic support 15 according to WO 2015/176 192, which also rests on supports 16, 17 and has two end nodes configured as ramped thresholds 18, 19 and three pneumatic segments 20 to 22, each of the pneumatic segments being one, for example as a pressure rod trained pressure member 23 to 25, a trained here as a pull rod (a pull rope would also be possible) tension member 26 to 28 and a pneumatic body 29 to 31, in turn, each pneumatic body 29 to 31 by its operating pressure the respectively associated pressure member 23rd to 25 and the respectively associated tension member 26 to 28 operatively keeps at a distance.
  • WO 2015/176 192 which also rests on supports 16, 17 and has two end nodes configured as ramped thresholds 18, 19 and three pneumatic segments 20 to 22, each of the pneumatic segments being one, for example as a pressure rod trained pressure member 23 to 25, a trained here as a pull rod (a pull rope would also be possible) tension member 26 to 28 and a pneumatic body 29 to 31, in turn, each pneumatic body 29 to 31 by its
  • connection points of the nodes 18, 19 with the respective pressure member 23, 25, tension member 26, 28 and the connection points of the pressure members 23 to 25 and the tension members 26 to 28 with the connection elements 32, 33 form force introduction points in the pressure members 23 to 25 and in the tension members 26 to 28.
  • FIG. 1c shows a carrier 40, likewise in accordance with WO 2015/176 192, which is constructed analogously to the carrier 15 according to FIG. 1b, here having four pneumatic segments 41 to 44 and a modified longitudinal cross-section, that has a slightly convex top and a highly convex bottom.
  • FIG. 1 d shows a carrier 45, with likewise a plurality of pneumatic segments 46 to 50, with a further modified longitudinal cross-section such that it can be loaded in the manner of a vault.
  • Carriers 1, 15, 40, 45 share the advantage that they can be easily disassembled and assembled on site by mounting the end nodes, compression members, tension members and any fasteners, then inflating the pneumatic bodies and placing them under operating pressure , It is disadvantageous that the beams 1,15,40,45 increasingly become distorted during the pressure build-up and finally, under operating pressure but without load, assume an arcuately curved position, and only under a load their stretched target shown in FIGS In the case of a wearer, in the manner of the support 15 shown in FIG. 1 a, it only takes up strongly and finally only in the case of a support 15, 40, 45 shown in FIGS bend.
  • the curvature (ie the unwanted deformation which results during inflation of the pneumatic bodies 4 and 29-31) takes place in the direction of the greater curvature of the pressure member or of the tension member, so that the carriers of FIGS. 1 a, 1 b and ld without load upward and the carrier according to Figure lc are bent downwards. As a result, the end nodes move in the no-load condition corresponding to each other, which is undesirable.
  • the curvature of the carriers 1, 15, 40 and 45 is schematically illustrated diagrammatically in FIGS. 1 to 4 with reference to their longitudinal center lines, the longitudinal center lines 55 to 58 represented by dashed lines corresponding to the desired position, as illustrated in FIGS. 1 to 1 d.
  • the solid center lines 59 to 62 are shown according to the actual position under operating pressure but load-free (ie corresponding to the curvature).
  • the dash-dotted longitudinal center lines 58 to 61 correspond to the actual position under operating pressure and operating load, ie the load deformation, wherein for the sake of simplicity, a not shown to relieve the figure, in the middle of the carrier 1, 15, 40 and 45 attacking load is assumed.
  • FIG. 1 shows a comparatively large curvature and also a comparatively large deflection under load. The total displacement of the longitudinal center line is too large for many applications.
  • the pneumatic support 15 shown in Figure lb shows a mean curvature and also only a small, insignificant deflection under load.
  • the only average curvature is due to the fact that the central segment 21 (FIG. 1b) is symmetrical with respect to its longitudinal center line, that is, it is essentially not curved (except for an asymmetry which, for example, results from manufacturing tolerances).
  • curvature or deflection play a role or not - unfavorable is the curvature, for example, in the case of a bridge, which should be as rigid as possible.
  • a bridge formed from supports according to FIG. 1b, is extraordinarily rigid and therefore particularly suitable for its use, but due to the curvature is steeply traversable at the ends and then up to its desired position (line 18) of figure lf) behaves spongy / yielding.
  • the advantage of the bending stiffness is only reduced to advantage.
  • a further object of the present invention is to provide a pneumatic support which, regardless of the phenomenon of the curvature, retains a load capacity even when the pneumatic body is injured with concomitant pressure loss.
  • the pneumatic body has pneumatic cross-fiber pressure plates, it can be easily assembled from numerous segments, such that the loss of the functionality of one or more segments of the carrier still remains viable and thus operational.
  • FIGS. 1 a to 1 d show schematically pneumatic carriers according to the prior art
  • FIG. 2 schematically shows a pneumatic carrier designed according to the invention
  • FIG. 3 a shows schematically a pneumatic support designed according to the invention and secured against pressure loss in the pneumatic body
  • Figure 3b shows the carrier of Figure 3a in cross section
  • FIG. 3c shows an embodiment of the carrier of FIG. 3a in cross section
  • FIG. 4 schematically shows a detail of the carrier of FIG. 3a at the location of a force introduction point situated between two formations
  • FIG. 5 schematically shows a cross section through a further embodiment of the carrier according to the invention.
  • FIG. 6 is a side view of the carrier of FIG. 5.
  • FIG. 2 shows a first embodiment according to the invention of a pneumatic carrier 70, which is constructed on the basis of the carrier 15 of FIG. 1b having three segments 20 to 22.
  • the segments 71 to 73 can be seen, wherein the segments 71 and 73 are modified and the segment 72 corresponds in its construction to the segment 21 of the carrier 15 (FIG. 1b).
  • FIG. 2 also shows the force introduction points 83, 84 and 85 present in the segments 71, 73, wherein the force introduction points 83 connect the connecting element 33, the threshold 18 and the pull cable 77 with one another and thus introduce the corresponding forces into the pull cable 77.
  • the force application points 85 connect the tension rod 78, the connection element 33 or 34 and the pull cable 77, whereby the corresponding forces are introduced into the pull cable 77.
  • the force application points 84 connect the pull cable 77 with the connecting elements 32, 33 and introduce the corresponding forces into the pull cable 77.
  • Between adjacent force introduction points 83, 84 or 84, 84 and 84, 85 are in the pneumatic see bodies 80,82 formations provided 86 to 89, which are provided according to the embodiment of Figure 2 on the side of the tension member.
  • the formations 86 to 89 results according to the invention in the pneumatic bodies 80,82 by the operating pressure an equilibrium of forces in which a deformation of the pneumatic body by the operating pressure - in contrast to the prior art - essentially eliminated.
  • the formations 86 to 89 are advantageously, and as shown in FIG. 2, arc-shaped, more preferably circular-arc-shaped, and extend from a force introduction point 83 to 85 to the adjacent force introduction point 84.
  • the formations 86 to 89 further preferably have a height above the connecting line between the force introduction points 83 to 85 delimiting them from 10 to 15% of the distance of these force introduction points 83 to 85.
  • the Applicant has found that such a height already effectively reduces the unwanted curvature.
  • the tension member 77, 79 is operatively connected to the pneumatic body 80, 82 only at the location of the force introduction points 83 to 85, so that the tension member can extend straight between the force introduction points 83 to 85 and not the contour of the pneumatic body 80, 82 or the contour of the formations 86 to 89 must follow, which leads to a shortening of the distance of the force introduction points 83,85 under operating pressure, and then to a more complicated design of the entire segment 71,73 with respect to the pressure rod 74,76, the pressure body 80th , 82, the traction cable 77,79 and the contour of the formations 86 to 89 leads, which is very expensive to calculate and therefore should be determined by experiments with.
  • a pneumatic support (with one or more longitudinally asymmetric pneumatic bodies) at which under operating pressure, but load-free, whose side having the pressure member curved at least partially arcuate and having the tension member Side is formed such that its force application points lie substantially on a straight line.
  • the configuration of the pneumatic support according to Figure 2 can be modified, for example, by the middle segment is omitted, so that the pressure member having side is curved continuously arcuate.
  • the applicant has determined in a simulation, the curvature of a 38 m long pneumatic support for a service load of 4.5 t with continuous arcuate pressure member and straight tension member (such a configuration should be particularly convenient to build in the field, since the tension member or the underside of the pneumatic support then rests on the ground).
  • the curvature leads to a "hump" of the carrier with a height of about 1 meter, with the tension member in the middle of the carrier about the same height from the ground lifts the invention provided with formations pneumatic support with otherwise identical configuration
  • the support of the prior art was substantially free of the curvature, which was only in the range of about 10 cm
  • the invention results in a pneumatic support with one (or more) pneumatically pressurizable pneumatic body, the operating pressure a pressure member extending substantially over its length and a tension member likewise extending essentially over its length are operatively spaced apart from one another, wherein forces are introduced into the end portions of the pressure member and the tension member in force introduction points and between the pressure member and the Tension member foresee connecting elements n, which also initiate forces in force application points in the pressure member and the tension member, wherein the pneumatic body has between adjacent force introduction points extending formations which project outwardly beyond a straight connection between the adjacent force introduction points.
  • the pneumatic support preferably comprises a flexible sleeve (namely the pneumatic body or, in the case of multiple segments, a plurality of pneumatic bodies with a plurality of flexible sheaths) whose pattern determines the shape of the wearer under operating pressure such that form the formations in a predetermined contour.
  • a flexible sleeve namely the pneumatic body or, in the case of multiple segments, a plurality of pneumatic bodies with a plurality of flexible sheaths
  • the zig-zag shaped continuously through the entire length of the pneumatic body extends, and which particularly preferably as mentioned above at an angle of 45 ° with respect to the intended load direction (in the case of a bridge so 45 ° to the horizontal). Therefore, the adjacent force introduction points have different distances to each other when the distance between the pressure member and the tension member changes, as is the case from the embodiment according to FIG. 2 in the segments 71, 73 or in general over a length of asymmetrically formed pressure bodies.
  • the formations 86 to 89 have different heights, since this height is preferably determined in relation to the distance of the associated force introduction points.
  • the height of the formations is determined particularly simply iteratively.
  • the height is determined to be 10 to 15% of the distance of the assigned (ie adjacent) force introduction points.
  • the pneumatic support may still have an undesirable residual curvature, so that in a second step the height of the formations is further increased by 30-50% (at an initial 10% increase, the resulting height would then be between 13 and 15% of the distance of the adjacent ones Force introduction points lie).
  • This iterative process converges very quickly in most configurations of a pneumatic support to be determined by a person skilled in the art for the specific case, but can easily continue until the distortion substantially disappears or no further improvement occurs for the intended use of the support.
  • arcuate, preferably arcuate, formations are preferably provided in a pneumatic carrier, the height of which amounts to 10 to 15% of the distance of the assigned force introduction points.
  • the structure of a pneumatic carrier according to the invention is preferably designed such that one (or more) formations have a height above the connecting line between the limiting force introduction points of 10 to 15% of the distance of these force application points.
  • the pneumatic carrier designed according to the invention is constructed and the pneumatic body of the carrier is brought to operating pressure and a check is made as to whether a continued The curvature of the carrier is present, and in the positive case the height of selected formations increased by 30-50%.
  • the skilled person will increase all the forms uniformly, but may change only selected formations in a special form of the affected pneumatic body, for example by experiments).
  • the iterative process can be continued, i. iteratively, the height of the formations are increased until a further increase results in no further improvement in the curvature of the unloaded beam.
  • a method for manufacturing a pneumatic carrier in which the shape of the pneumatic support provided in operation and the location of the force introduction points and then the curvature to be expected under operating pressure but without operating load are determined in advance, and then formations on the Curved inside of the pneumatic support are provided, which extend from the force application point to force introduction point via a connecting line between the associated force introduction points to the outside.
  • Figure 3a shows the right half of a carrier 90, with a right end node 91 and the line of symmetry 92, which limits the right half (the left half is, according to the symmetry line, formed symmetrically to the right half).
  • the basic structure of the carrier 90 is analogous to the carrier 70 ( Figure 2), but may also correspond to a carrier according to the figures la to ld or similar pneumatic carriers.
  • two connecting elements 93, 94 are provided in the carrier 90, one each running along one of the outer sides of the carrier 90.
  • the visible in the direction of the figure 3a connecting element 93 covers behind this, lying on the other side of the carrier 90 connecting element 94.
  • the connecting elements run zig-zag along the carrier 90 along and are at connection or force introduction points 95 in the pressure member 96 and Connection or force introduction points 97 on the tension member 98 operatively connected. Shapings 99 are located on the side of the tension member 98.
  • pneumatic fiber pressure plates 100 are pneumatic, ie inflatable, flat body, with an outer shape similar to an air mattress, inside which are arranged between the bottom part of the shell and the cover part of the sheath fibers, which connect bottom part and cover part, so that the plate-shaped contour of the fiber pressure plates 100th also maintained under operating pressure.
  • pneumatic fiber printing plates are known to the person skilled in the art as "drop stitch" bodies and may consist of polyester / PVC membranes or else other flexible materials such as Hypalon.
  • the entire pneumatically pressurizable body of the carrier 90 is formed of laminated pneumatic fiber pressure plates 100, which are arranged in layers, wherein preferably the layers each consist of a plurality of successively arranged and abutting fiber pressure plates 100 opposite to an adjacent one Layer are arranged offset.
  • some fiber printing plates 100 are omitted (which, of course, must be present in an operable embodiment of the carrier 100).
  • the fiber pressure plates 100 are horizontally aligned in the illustrated embodiment.
  • fiber printing plates 100 are advantageous because the individual printing plates are airtight, a reserve blower can be omitted. Failure of such a fiber pressure plate, for example, by injury from the outside, the carrying capacity of the carrier 90 is only minimally reduced. A failed fiber printing plate 100 can be easily replaced.
  • the fiber pressure plates 100 can be dimensioned arbitrarily, that is to say cut to a carrier 90 designed individually for the specific case. At the same time, the fiber printing plates, according to the Lego system, can be of standardized size and be used for a wide variety of carriers. The inherent rigidity of fiber printing plates 100 increases the inherent rigidity of the carrier 100.
  • the entire support 90 (which can reach or exceed a length of for example 10m, 20m, 30m or 40m) thanks to the light and comparatively small dimensions having individual components without any machinery (crane, forklift, etc.) can be set up.
  • the pneumatically pressurizable body is not completely formed by such pneumatic fiber pressure plates, but only partially.
  • the fiber printing plates are then arranged, for example, on areas of the pneumatic support which are susceptible to injury, for example, where a load acts or the surface of the carrier is otherwise exposed.
  • the pneumatically pressurizable body comprises pneumatic fiber pressure plates.
  • connecting points for at least one, zugbelastbares connecting element extending between the pressure member and the tension member are provided on the pressure member and the tension member.
  • cross-fiber pressure plates 165 are preferably formed in such a way that the formations are formed via their transverse fibers, whereby the pattern of the envelope of the respective transverse fiber pressure plates 165 can be formed accordingly.
  • FIG. 3b shows the carrier 90 in cross-section at the location of a force introduction point 97. Shown are stacked pneumatic fiber plates 100, with a bottom fiber plate 101 here, which correspond to the formations for reduced curvature of the carrier 90. is formed speaking. Also visible is the pressure member 96 (now seen in cross-section) as the deck plate, as well as a series of tension members 97 running along the underside of the fiber pressure plates 101 so that the fiber pressure plates 101 with their formations are arranged parallel to each other (eg Wire cables) tension members 97 rest.
  • Cross bars 105 form the ends of the force application points 97, to which the connecting elements 97 attack, at the same time flexible support members 106 for the lowermost fiber printing plates 105, which rest on the flexible support members 106.
  • FIG. 3c shows two side-by-side supports 90 in cross-section, wherein, for example, each support 90 can serve as a roadway for one side of a vehicle.
  • FIG. 4 schematically shows a section of the carrier of FIG. 3a at the location of a force introduction point 97 located between two formations 99.
  • the course of the flexible carrier elements 106, the contour of the pneumatic fiber pressure plates 101, and the profile of the connecting elements 93, 94 are evident ,
  • a support according to the invention having a pneumatic fiber pressure plate, for example a support according to FIG. 3, can now be designed so that the connection elements 93, 94 (or the connection elements according to FIGS. 1 to 2) at operating pressure of the pneumatically pressurizable body Full expansion of the fiber printing plates is not possible - these then remain below the maximum allowable through the fibers, maximum thickness.
  • the connection elements 93, 94 or the connection elements according to FIGS. 1 to 2
  • Full expansion of the fiber printing plates is not possible - these then remain below the maximum allowable through the fibers, maximum thickness.
  • the pneumatic support retains full functionality even though its pneumatically pressurizable body has been injured and partially rendered inoperable.
  • the result is preferably a pneumatic support in which the at least one connecting element is designed such that pneumatic cross-fiber pressure plates remain below their maximum cross-fiber-related thickness. More preferably, then the at least one connecting element and extending over the height of the pneumatic body layers of pneumatic cross-fiber pressure plates are designed such that under operating pressure of the cross-fiber pressure plates, but at pressure loss in one of the cross-fiber pressure plates with the associated expansion of other cross-fiber pressure plates, the expansion of the height of the pneumatic body essentially constant.
  • pneumatic cross-fiber pressure plates rest with formations on flexible support members, which are preferably formed as bands, and wherein these bands engage at the location of the force introduction points provided cross members, which in turn are operatively connected to the at least one connecting element.
  • FIG. 5 shows a cross section through a pneumatic support 110 according to the invention in accordance with a further embodiment.
  • the carrier 110 here has a width b, a height H and a length I, s. the coordinate system 111, thus runs horizontally and is again illustrated by the example of a bridge.
  • the pneumatic body 112 of the carrier 110 has juxtaposed, across its height h extending transverse fiber pressure plates 113 to 116, which are arranged longitudinally on the carrier. The transverse fiber pressure plates are thus arranged vertically.
  • the one (here: lower) longitudinal side of the cross-fiber pressure plates 113 to 116 is preferably rounded.
  • This rounding 118 to 121 can be formed by the cutting pattern of the sheath of the transverse fiber plates 113 to 116 in conjunction with correspondingly long transverse fibers, or simply by the correspondingly tailored longitudinal side of the sheath being arched outward by the internal pressure.
  • a membrane 123 to 126 receives over a rounding 118 to 121 the same shape shaped trough the curves 118 to 121 and so stores the transverse fiber plates 113 to 116, which thus can be loaded by a load acting from above 127.
  • the membranes 123 to 126 in turn to tension members 128, 128 'attached to 131,131' of the support 110 are spanned by this in each case to a trough, so that as a result, the tension members 128, 128 'to 131,131' carry the transverse fiber plates 113 to 116 ,
  • the tension members are anchored either to nodes of the carrier 110 which are not visible in the figure (for example the nodes or ramps 18, 19 of FIG. 2 or the node 91 of FIG. 3 a) or, in the case of FIG Segments such as a segment 71 to 73 connected to connecting points 83, 85 (see Figure 3).
  • the expert can also, or only, the upper longitudinal side of the cross-fiber plate 113 to 116 provided with the rounding 118 to 121 and then connect via a membrane 123 to 126 operatively connected to the pressure members 138,138 'to 141,141'.
  • At least one (in the illustrated embodiment, it is all) transverse fiber plates in operation have a rounded longitudinal side, which are preferably in each case stored in a re umende a trough forming preferably flexible membrane, the troughs in turn by train or Pressure members are clamped.
  • the other (here: upper) longitudinal sides 133 to 136 of the transverse fiber pressure plates 113 to 116 are preferably flattened, wherein a support plate 132 receiving the load 127 (which may be a lane plate in the case of a bridge) rests on the flattened longitudinal sides 133 to 136. Laterally on the upper longitudinal sides 133 to 136 extending pressure members 138,138 'to 141,141' are connected to the support plate 132, preferably screwed.
  • the flattened longitudinal side 133 to 136 is preferably produced by the correspondingly cut casing of the transverse fiber pressure plates 113 to 116 and is particularly suitable for taking over a load transmitted through the carrier plate 132 and over the diaphragms 123 to 126 to the tension members 128, 128 'to 131, 131'. transferred to.
  • the person skilled in the art may also, or only, flatten the lower longitudinal side of the transverse fiber plate 113 to 116 and then operatively connect, for example via a carrier plate 132, with the tension members 128, 128 'to 131, 131'.
  • connecting elements 144, 144 'to 147, 147' are arranged on the sides of the cross-fiber plate 113 to 116, with the corresponding connection points being omitted in order to relieve the figure.
  • These connecting elements correspond to the connecting elements 32, 33 of FIG. 2 and 93, 94 of FIG. 3, respectively.
  • At least one transverse fiber plate in operation have a flattened longitudinal side, on which a plate-shaped carrier element for printing or tensile members rests, wherein at least on one side of the at least one transverse fiber plate is connected to the carrier plate connected to a pressure or tension member.
  • a preferably plate-shaped pressure or tension member rest directly on the flattened longitudinal side 133 to 136.
  • some of the transverse fiber plates may be disposed only over part of the height of the carrier 110 or, for example, the transverse fiber pressure plates 114 and 115 may be replaced by a single pneumatic body having an inflatable envelope.
  • the transverse fiber pressure plates are moreover preferably arranged over the entire length of the carrier.
  • transverse fiber pressure plates extending over the height of the carrier are preferably arranged over the entire width of the carrier, as shown in FIG.
  • the cross-fiber pressure plates 113 to 116 may have a rectangular, trapezoidal or other, in the specific case suitable configuration. They may be the entire length of the carrier, or the length of a segment (for example, the segments 71 to 73 of FIG. 2) or shorter.
  • FIG. 6 shows a segment 150 of a pneumatic support of the type shown in FIG. 5 in the lateral view A according to FIG. 5.
  • the segment 150 here corresponds to the segment 72 of the support 70 of FIG. 2.
  • the vertically arranged cross-fiber pressure plate 113 which obscures the other cross-fiber printing plates 114-116.
  • the connecting elements 144 covered by the cross-fiber pressure plate 113 are the other connecting elements 144 'to 147'.
  • the pressure member 138 and the tension member 128 are also visible.
  • the membrane 123 can be seen, the membranes 124 to 126 are covered.
  • the connection points 160 correspond to the connection points 84 of FIG. 2 and the connection points 95 of FIG. 3a, respectively.
  • the connection points 161 speak the connection points 85 of Figure 2, as the segment 150 is mated with other segments.
  • FIG. 6 shows by way of example a segment 150 of a pneumatic carrier according to one of FIGS. 1 to 5.
  • a non-segmented carrier according to FIGS. 5 and 6 may also be formed.
  • a segment or carrier can also be provided with formations according to FIG. 2, s.
  • both the cross-fiber pressure plates 113 to 116 with arcuate curves 118 to 121, for example, by a corresponding pattern of the envelope of the cross-fiber printing plates 113 to 116 and the membrane 123 to 126 (also for example by a corresponding cutting pattern) are formed accordingly.
  • there is at least one cross-fiber pressure plate which extends at least partially over the height of the carrier, and forms a bulge between two connection points.
  • FIGS. 5 and 6 has the advantage that only comparatively few transverse fiber pressure plates are required and the prestressing of the connecting elements is simple. Furthermore, it should generally be noted that there are practically only three elements for transport and assembly: the carrier plate (or carriageway plate), the cross-fiber pressure plates and the tension and compression members together with the connecting elements, tensile and compression members and connecting elements being able to be preassembled.
  • the carrier plate can be made of glued laminated timber, but also as a steel lattice grate, or as a sandwich composite material.
  • steel profiles rectangular or also open C or H profiles
  • extruded aluminum profiles can be used.
  • fiberglass profiles or composite materials are also possible.
  • connecting elements steel cables Kevlar bands or other plastic tension members can be used.
  • the connecting elements may also be designed as Dyneema bands, i. consisting of Ultra-High Molecular Weight Polyethylene (UHMWPE) produced by DSM in Holland or Honeywell's Spectra plastic.
  • the membranes which receive the curves of the cross-fiber pressure plates may be polyester, PVC or other flexible membranes.

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Abstract

Pneumatischer Träger mit einem pneumatisch unter Druck setzbaren Körper (112), der unter Betriebsdruck ein sich im Wesentlichen über seine Länge erstreckendes Druckglied (96, 128 bis 131') und ein ebenfalls im Wesentlichen über seine Länge (I) sich erstreckendes Zugglied (98, 138 bis 141') betriebsfähig voneinander im Abstand hält, wobei das Druckglied (96, 128 bis 131') und das Zugglied (98, 138 bis 141') endseitig in Verbindungsknoten (91) miteinander verbunden sind und wobei der pneumatisch unter Druck setzbare Körper pneumatische Drop-Stich Querfaserdruckplatten (100,165, 113 bis 116) aufweist.

Description

Pneumatischer Träger
Die vorliegende Erfindung betrifft einen pneumatischen Träger nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung nach Anspruch 10.
Pneumatische Träger der genannten Art sind bekannt und basieren auf einer zylindrischen Grundform gemäss der WO 01/73245. Diese Grundform ist unter anderem weiterentwickelt worden zu einem spindelförmigen Träger gemäss der WO 2005/007991.
Vorteilhaft an solchen pneumatischen Trägern ist ihr geringes Gewicht sowie das äusserst kleine Transportvolumen, da der aufblasbare Körper zu zusammenfaltbar ist und die Zugglieder als Seile ausgebildet werden können. Ein Nachteil solcher pneumatischer Träger besteht darin, dass diese zwar hohe Flächenlasten tragen können, also für viele Einsatzzwecke geeig- net sind, aber im Vergleich zur möglichen Flächenlast nur limitiert für asymmetrische Lasten geeignet sind, was insbesondere den Einsatz als Brücke hindert, da eine über eine Brücke rollende Achse, etwa eines LKW, diesbezüglich einen besonders ungünstigen Fall darstellt.
Ein weiterer Nachteil von solchen pneumatischen Trägern besteht darin, dass die aufblasba- ren Körper im Betriebszustand verletzlich sind.
Die Figuren la bis ld zeigen beispielhaft und schematisch pneumatische Träger gemäss dem Stand der Technik, die der Anschaulichkeit wegen mit übertriebener Dicke dargestellt sind. Figur la zeigt einen pneumatischen Träger 1 gemäss der WO 2005 / 042 880 mit einem Druckglied 2, einem Zugglied 3 und einem gestrichelt dargestellten, zwischen Druckglied 2 und Zugglied 3 angeordneten aufblasbaren pneumatischen Körper 4, der auf Betriebsdruck aufgeblasen ist und so das Druckglied 2 und das Zugglied 3 auf Abstand hält.
Bevorzugt besteht der pneumatische Körper 4 aus einem gasdichten, flexiblen, im Wesentli- chen nicht dehnbaren Material, das eine für den Transport zusammenlegbare Hülle bildet, die unter Betriebsdruck eine auf den jeweiligen pneumatischen Träger abgestimmte Form einnimmt. Der Träger 1 ist an seinen Enden 6,7 über Auflager 8,9 abgestützt, dort sind auch das Druckglied 2 und das Zugglied 3 über einen Knoten 10,11 mit einander verbunden. Eine schematisch angedeutete Beplankung 12 erlaubt hier, den Träger 1 als Brücke zu benutzen. Das folgende Gedankenmodell kann die Funktionsweise des Trägers erläutern:
Wirkt eine Last 13 auf die Beplankung 11 und damit auf das Druckglied 2, wird dieses durch den unter Betriebsdruck stehenden, aufgeblasenen Körper 4 getragen, welcher aber seinerseits auf dem Zugglied 3 ruht, das damit die Last 13 tatsächlich trägt. Dadurch hat das Zugglied 3 das Bestreben, nach unten auszuweichen, was aber nicht möglich ist, da das Druckglied 2 die gemeinsamen Endknoten 10 und 11, damit auch die Enden des Zugglieds 3 auf Distanz hält. Mit Endknoten 10,11 werden diejenigen Bereiche bezeichnet, in welchen das Druckglied 2 und das Zugglied 3 betriebsfähig mit einander verbunden sind. Durch die Endknoten 10,11 wird Kraft des Druckglieds 2 in das Zugglied 3, und umgekehrt auch Kraft vom Zugglied 3 in das Druckglied 2 übertragen. Die Endknoten 10,11 stellen deshalb Krafteinleitungspunkte für beide, das Druckglied 2 und das Zugglied 3 dar.
Es ergibt sich, dass das Zugglied 3 im Wesentlichen nur auf axialen Zug und das Druckglied 2 im Wesentlichen nur auf axialen Druck beansprucht ist, so dass das Zugglied 3 als Seil und das Druckglied 2 als dünner Stab ausgebildet werden kann. Ein unter Druck stehender dünner Stab ist jedoch knickgefährdet, mit der Folge, dass die Knickgrenze des Druckglieds 2 die Belastbarkeit des Trägers 1 determiniert.
Im Fall einer Flächenlast, die sich symmetrisch über die Länge des Trägers verteilt, wie dies etwa bei Dachstrukturen der Fall ist, ergibt sich eine reduzierte Knickgefahr, da ein Ausknicken in einer Richtung gegen den Lastangriff durch die Last selbst vermindert, und in Lastrichtung ein Ausknicken durch die Auflage des Druckglieds auf dem pneumatischen Körper 4 gehindert wird. Im Fall einer asymmetrischen Last ist es aber so, dass das Druckglied am Ort der Last 13 vermehrt in den Körper 4 einsinkt, und sich dafür an anderer Stelle emporwölbt, mit einer Tendenz, sich über die Auflagefläche auf dem Körper 4 hinaus zu wölben und damit von dieser abzuheben, was eine erhöhte Knickgefahr und damit relevant reduzierte Belastbarkeit des Trägers 1 zur Folge hat. Deshalb werden bevorzug vertikal (d.h. in Lastrichtung und senkrecht zur Längsachse des Trägers 1) Verbindungselemente angeordnet, ausgebildet als reine Zugglieder 14, welche das Druckglied 2 mit dem Zugglied 3 verbinden. Die Zugglieder 14 sind geeignet, bei einer asym- metrischen Last in einem gewissen Mass zu verhindern, dass sich das Druckglied 2 an einem nicht belasteten Ort vom Körper 4 abhebt und damit knickt. Der horizontale Abstand der Zugglieder 14 ist vom Fachmann im Hinblick auf den konkreten Fall zu optimieren.
Die Verbindungsstellen zwischen den Zuggliedern 14 und dem Druckglied 2 sowie auch dem Zugglied 3 stellen wiederum Krafteinleitungspunkte bzw. Verbindungselemente für diese Elemente dar.
Figur lb zeigt einen pneumatischen Träger 15 gemäss der WO 2015/176 192 der ebenfalls auf Auflagern 16,17 ruht und zwei als rampenförmige Schwellen 18,19 ausgebildete Endkno- ten und drei pneumatische Segmente 20 bis 22 aufweist, wobei jedes der pneumatischen Segmente ein beispielsweise als Druckstab ausgebildetes Druckglied 23 bis 25, ein hier beispielsweise als Zugstab ausgebildetes (ein Zugseil wäre ebenfalls möglich) Zugglied 26 bis 28 und einen pneumatischen Körper 29 bis 31 aufweist, wobei wiederum jeder pneumatische Körper 29 bis 31 durch seinen Betriebsdruck das jeweils zugeordnete Druckglied 23 bis 25 und das jeweils zugeordnete Zugglied 26 bis 28 betriebsfähig auf Abstand hält. Durch zwei lückenlos durch jedes Segment 20 bis 22 (und damit lückenlos durch den durch die gezeigte Anordnung gebildeten pneumatischen Träger 15) im Winkel von bevorzugt 45° zick-zack förmig verlaufende Verbindungselemente 32,33 wird eine Struktur gebildet, die besonders für asymmetrische Lasten geeignet und steif ist, d.h. sich unter Betriebslast beispielsweise ge- genüber dem Träger von Figur la aus der geraden (unbelasteten) Soll-Lage nur noch unwesentlich gegen unten durchbiegt.
Auch hier bilden die Verbindungsstellen der Knoten 18,19 mit dem jeweiligen Druckglied 23,25, Zugglied 26,28 und die Verbindungsstellen der Druckglieder 23 bis 25 sowie der Zug- glieder 26 bis 28 mit den Verbindungselementen 32,33 Krafteinleitungspunkte in den Druckgliedern 23 bis 25 und in den Zuggliedern 26 bis 28.
Figur lc zeigt einen Träger 40, ebenfalls gemäss der WO 2015/176 192, der analog zum Träger 15 gemäss Figur lb aufgebaut ist, hier vier pneumatische Segmente 41 bis 44 aufweist und einen modifizierten Längsquerschnitt, d.h. eine nur leicht konvexe Oberseite und eine stark konvexe Unterseite besitzt.
Figur 1 d zeigt einen Träger 45, mit ebenfalls mehreren pneumatischen Segmenten 46 bis 50, mit einem weiter modifizierten Längsquerschnitt derart, dass er in der Art eines Gewölbes belastbar ist.
Den Trägern 1,15,40,45 ist der Vorteil gemeinsam, dass sie zerlegt leicht transportiert und vor Ort montiert werden können, indem die Endknoten, Druckglieder, Zugglieder und even- tuelle Verbindungselemente montiert, dann die pneumatischen Körper aufgeblasen und unter Betriebsdruck gesetzt werden. Nachteilig ist, dass sich die Träger 1,15,40,45 während dem Druckaufbau zunehmend verkrümmen und schliesslich, unter Betriebsdruck, aber lastfrei, eine bogenförmig verkrümmte Lage einnehmen, und erst unter einer Last ihre in den Figuren la bis ld gezeigte, gestreckte Soll-Lage einnehmen und sich schliesslich unter der Be- triebslast im Fall eines Trägers in der Art des in Figur la gezeigten Trägers 15 stark und im Fall eines in der Art der in den Figuren lb bis ld gezeigten Träger 15,40,45 nur noch reduziert durchbiegen.
Die Verkrümmung (d.h. die beim aufblasen der pneumatischen Körper 4 und 29-31 noch oh- ne Last sich ergebende, unerwünschte Deformation) erfolgt dabei in Richtung der stärkeren Krümmung des Druckglieds bzw. des Zugglieds, so dass die Träger der Figuren la, lb und ld ohne Last nach oben und der Träger gemäss Figur lc nach unten verkrümmt sind. Dadurch verschieben sich die Endknoten im lastfreien Zustand entsprechend gegeneinander, was unerwünscht ist.
In den Figuren le bis lh ist schematisch die Verkrümmung der Träger 1,15,40 und 45 anhand deren Längsmittellinien schematisch dargestellt, wobei die gestrichelt dargestellten Längsmittellinien 55 bis 58 der Soll - Lage entsprechen, wie diese in den Figuren la bis ld dargestellt ist. Extrapoliert und nur qualitativ sind die ausgezogene Mittellinien 59 bis 62 entspre- chend der tatsächlichen Lage unter Betriebsdruck, aber lastfrei, (d.h. entsprechend der Verkrümmung) dargestellt. Die strichpunktierte Längsmittellinien 58 bis 61 entsprechen der tatsächlichen Lage unter Betriebsdruck und Betriebslast, d.h. der Lastdeformation, wobei der Einfachheit halber jeweils eine zur Entlastung der Figur nicht dargestellte, in der Mitte des Trägers 1,15,40 und 45 angreifende Last angenommen ist. Aus Figur le ist ersichtlich, dass der in Figur la dargestellte pneumatische Träger 1 eine vergleichsweise grosse Verkrümmung und zudem eine vergleichsweise grosse Durchbiegung unter Last zeigt. Die gesamte Verschiebung der Längsmittellinie ist für viele Anwendungen zu gross.
Aus Figur lf ist ersichtlich, dass der in Figur lb dargestellte pneumatische Träger 15 eine mittlere Verkrümmung und zudem eine nur kleine, unwesentliche Durchbiegung unter Last zeigt. Die nur mittlere Krümmung ist darauf zurückzuführen, dass das mittlere Segment 21 (Figur lb) zu seiner Längsmittellinie symmetrisch ist, sich also im Wesentlichen nicht verkrümmt (bis auf eine Asymmetrie, die beispielsweise von Fertigungstoleranzen her rührt).
Aus Figur lg ist ersichtlich, dass der in Figur lc dargestellte pneumatische Träger 40 eine vergleichsweise grosse Verkrümmung nach unten und zudem eine vergleichsweise grosse Durchbiegung unter Last zeigt.
Aus Figur lf ist ersichtlich, dass der in Figur ld dargestellte pneumatische Träger 451 eine vergleichsweise grosse Verkrümmung, aber geringe Durchbiegung unter Last zeigt. Aus Figur lh sind die oben diskutierten Verhältnisse für einen Träger gemäss Figur ld ersichtlich.
Je nach Einsatzzweck spielen Verkrümmung bzw. Durchbiegung eine Rolle oder nicht - ungünstig ist die Verkrümmung beispielsweise im Fall einer Brücke, welche möglichst biegesteif sein soll. So ist es besonders nachteilig, wenn eine Brücke, gebildet aus Trägern gemäss Figur lb zwar ausserordentlich biegesteif und damit für ihren Einsatz besonders geeignet wäre, aber aufgrund der Verkrümmung an den Enden steil zu befahren ist und dann bis zu ihrer Soll - Lage (Linie 18 von Figur lf) sich schwammig / nachgiebig verhält. Der Vorteil der Biegesteife kommt so nur reduziert zur Geltung.
Analog, je nach Einsatzzweck, gilt dies auch für andere pneumatische Träger, beispielsweise gemäss den Figuren la bis lh. Entsprechend ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen pneumatischen Träger zu schaffen, der das Phänomen der Verkrümmung nur reduziert zeigt oder vermeidet.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen pneumatischen Träger zu schaffen, der unabhängig vom Phänomen der Verkrümmung eine Belastbarkeit auch bei der Verletzung des pneumatischen Körpers mit einhergehendem Druckverlust behält.
Die Aufgabe im Hinblick auf eine aufrecht zu erhaltende Belastbarkeit wird gemäss den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Dadurch, dass der pneumatische Körper pneumatische Querfaserdruckplatten aufweist, kann er leicht aus zahlreichen Segmenten zusammengesetzt werden, derart, dass beim Verlust der Funktionsfähigkeit eines oder mehrerer Segmente der Träger nach wie vor tragfähig und damit einsatzfähig verbleibt.
Die Erfindung wird anhand der Figuren noch nachstehend noch näher erläutert. Es zeigt:
Figur la bis ld schematisch pneumatische Träger gemäss dem Stand der Technik,
Figur le bis lh schematisch die Verkrümmung der pneumatischen Träger unter lastfreiem Betriebsdruck, unter Betriebsdruck und Betriebslast sowie in einer Soll - Lage ohne Verkrümmung,
Figur 2 schematisch einen erfindungsgemäss ausgebildeten pneumatischen Träger,
Figur 3a schematische einen erfindungsgemäss ausgebildeten pneumatischen Träger, der gegen Druckverlust im pneumatischen Körper gesichert ist,
Figur 3b den Träger von Figur 3a im Querschnitt
Figur 3c eine Ausführungsform des Trägers von Figur 3a im Querschnitt, Figur 4 schematisch einen Ausschnitt aus dem Träger von Figur 3a am Ort eines zwischen zwei Ausformungen gelegenen Krafteinleitungspunkts,
Figur 5 schematisch einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform des erfin- dungsgemässen Trägers, und
Figur 6 eine Ansicht von der Seite her auf den Träger von Figur 5.
Figur 2 zeigt eine erste erfindungsgemässe Ausführungsform eines pneumatischen Trägers 70, der anlag zum drei Segmente 20 bis 22 aufweisenden Träger 15 von Figur lb aufgebaut ist. Ersichtlich sind die Segmente 71 bis 73, wobei die Segmente 71 und 73 modifiziert sind und das Segment 72 in seinem Aufbau dem Segment 21 des Trägers 15 (Figur lb) entspricht.
Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass grundsätzlich jede Art eines pneumatischen Trägers erfindungsgemäss abgewandelt werden kann, sofern und soweit er das Phänomen der Verkrümmung aufweist.
Dargestellt sind die Druckstäbe 74 bis 76, sowie die als Zugseile 77,79 ausgebildeten Zugelemente sowie der Zugstab 78 der Segmente 71 bis 73. Ebenso dargestellt sind die gegenüber der Ausführungsform von Figur lb unveränderten Verbindungselemente 33,34, welche den pneumatischen Träger 70 im Fall der Betriebslast versteifen. Ebenfalls unverändert gegenüber der Ausführungsform von Figur lb ist der pneumatische Körper 81, während die pneumatischen Körper 80,82 gemäss der nachstehenden Beschreibung erfindungsgemäss modifiziert sind.
Die Figur 2 zeigt weiter die in den Segmenten 71,73 vorhandenen Krafteinleitungspunkte 83, 84 und 85, wobei die Krafteinleitungspunkte 83 das Verbindungselement 33, die Schwelle 18 und das Zugseil 77 mit einander verbinden und damit die entsprechenden Kräfte in das Zugseil 77 einleiten. Die Krafteinleitungspunkte 85 verbinden den Zugstab 78, das Verbindungs- element 33 oder 34 und das Zugseil 77, wodurch die entsprechenden Kräfte in das Zugseil 77 eingeleitet werden. Die Krafteinleitungspunkte 84 verbinden das Zugseil 77 mit den Verbindungselementen 32,33 und leiten die entsprechenden Kräfte in das Zugseil 77 ein. Zwischen benachbarten Krafteinleitungspunkten 83,84 bzw. 84,84 und 84,85 sind in den pneumati- sehen Körpern 80,82 Ausformungen 86 bis 89 vorgesehen, die gemäss der Ausführungsform von Figur 2 auf der Seite des Zugglieds vorgesehen sind.
Durch diese Ausformungen 86 bis 89 ergibt sich erfindungsgemäss in den pneumatischen Körpern 80,82 durch den Betriebsdruck ein Kräftegleichgewicht, bei welchem eine Verformung des pneumatischen Körpers durch den Betriebsdruck - im Gegensatz zum Stand der Technik - im Wesentlichen entfällt. Dabei sind die Ausformungen 86 bis 89 vorteilhafterweise, und bevorzugt wie in der Figur 2 gezeigt, bogenförmig, ganz bevorzugt kreisbogenförmig, ausgebildet und erstrecken sich von einem Krafteinleitungspunkt 83 bis 85 zum be- nachbarten Krafteinleitungspunkt 84.
Dabei weisen die Ausformungen 86 bis 89 weiter bevorzugt eine Höhe über der Verbindungslinie zwischen den sie begrenzenden Krafteinleitungspunkten 83 bis 85 von 10 bis 15 % des Abstands dieser Krafteinleitungspunkte 83 bis 85 auf. Die Anmelderin hat gefunden, dass sol- che eine Höhe die unerwünschte Verkrümmung bereits wirksam vermindert.
Schliesslich ist weiter bevorzugt das Zugglied 77,79 mit dem pneumatischen Körper80,82 nur am Ort der Krafteinleitungspunkte 83 bis 85 wirkverbunden, so dass sich das Zugglied zwischen den Krafteinleitungspunkten 83 bis 85 gerade erstrecken kann und nicht der Kontur des pneumatischen Körpers 80,82 bzw. der Kontur der Ausformungen 86 bis 89 folgen muss, was unter Betriebsdruck zu einer Verkürzung des Abstands der Krafteinleitungspunkte 83,85 führt, und dann zu einer komplizierteren Auslegung des ganzen Segments 71,73 in Bezug auf den Druckstab 74,76, den Druckköper 80,82, das Zugseil 77,79 und die Kontur der Ausformungen 86 bis 89 führt, welche nur sehr aufwendig zu berechnen ist und deshalb durch Ver- suche mit ermittelt werden müsste.
Damit ergibt sich, dass gemäss der in der Figur gezeigten bevorzugten Ausführungsform ein pneumatischer Träger, (mit einem oder mehreren in Längsrichtung asymmetrischem pneumatischem Körpern) bei welchem unter Betriebsdruck, aber lastfrei, dessen das Druckglied aufweisende Seite wenigstens teilweise bogenförmig gekrümmt und dessen das Zugglied aufweisende Seite derart ausgebildet ist, dass dessen Krafteinleitungspunkte im Wesentlichen auf einer Geraden liegen. An dieser Stelle sei angemerkt, dass natürlich die Konfiguration des pneumatischen Trägers gemäss Figur 2 abgewandelt werden kann, beispielsweise, indem das mittlere Segment weggelassen wird, so dass die das Druckglied aufweisende Seite durchgehend bogenförmig gekrümmt ist. Die Anmelderin hat in einer Simulation die Verkrümmung eines 38 m langen pneumatischen Trägers für eine Betriebslast von 4,5 t mit durchgehend bogenförmigem Druckglied und geradem Zugglied bestimmt (solch eine Konfiguration sollte günstig im Gelände besonders aufzubauen sein, da das Zugglied bzw. die Unterseite des pneumatischen Trägers dann auf dem Boden aufliegt). Die Verkrümmung führt jedoch zu einem„Buckel" des Trägers mit einer Höhe von ca. 1 Meter, wobei sich das Zugglied in der Mitte des Trägers et- wa gleich hoch vom Boden abhebt. Der erfindungsgemäss mit Ausformungen versehene pneumatische Träger mit sonst gleicher Konfiguration wie der Träger des Stands der Technik war jedoch im Wesentlichen frei von der Verkrümmung, welche nur noch im Bereich von ca. 10 cm lag. Zusammenfassend ergibt sich erfindungsgemäss ein pneumatischer Träger mit einem (oder mehreren) pneumatisch unter Druck setzbaren pneumatischen Körper, der unter Betriebsdruck ein sich im Wesentlichen über seine Länge erstreckendes Druckglied und ein ebenfalls im Wesentlichen über seine Länge sich erstreckendes Zugglied betriebsfähig voneinander im Abstand hält, wobei in Endbereichen des Druckglieds und des Zugglieds in Krafteinleitungs- punkten Kräfte in diese eingeleitet werden und wobei zwischen dem Druckglied und dem Zugglied Verbindungselemente vorgesehen sind, die ebenfalls in Krafteinleitungspunkten Kräfte in das Druckglied und das Zugglied einleiten, wobei der pneumatische Körper sich zwischen benachbarten Krafteinleitungspunkten erstreckende Ausformungen aufweist, die nach aussen über eine gerade Verbindung zwischen den benachbarten Krafteinleitungspunkten hinaus ragen.
Wie oben bereits erwähnt weist bevorzugt der pneumatische Träger eine flexible Hülle (nämlich den pneumatischen Körper - oder, im Fall von mehreren Segmenten, mehrere pneumatischen Körper mit mehreren flexiblen Hüllen) auf, deren Schnittmuster die Form des Trägers unter Betriebsdruck bestimmt, derart, dass sich die Ausformungen in vorbestimmter Kontur ausbilden.
Da bevorzugt im pneumatischen Träger wenigstens ein Verbindungselement vorgesehen ist, das sich zick-zack förmig durchgehend durch die ganze Länge des pneumatischen Körpers hindurch erstreckt, und das besonders bevorzugt wie oben erwähnt in einem Winkel von 45° gegenüber der vorgesehenen Lastrichtung verläuft (im Fall einer Brücke also 45° zur Horizontalen). Deshalb weisen die benachbarte Krafteinleitungspunkte verschiedenen Abstand zu einander auf, wenn der Abstand von Druckglied und Zugglied ändert, wie dies aus der Ausfüh- rungsform gemäss Figur 2 in den Segmenten 71,73 bzw. allgemein bei über eine Länge asymmetrisch ausgebildeten Druckkörpern der Fall ist. Dadurch wiederum haben die Ausformungen 86 bis 89 unterschiedliche Höhe, da bevorzugt diese Höhe im Verhältnis zum Abstand der zugeordneten Krafteinleitungspunkte bestimmt wird. Die Höhe der Ausformungen wird, da die Rechnung dazu komplex ist, besonders einfach iterativ bestimmt: In einen ersten Schritt wird die Höhe auf 10 bis 15% des Abstands der zugeordneten (d.h. benachbarten) Krafteinleitungspunkte bestimmt. Danach kann der pneumatische Träger noch eine unerwünschte Restverkrümmung aufweisen, so dass in einem zweiten Schritt die Höhe der Ausformungen um 30 - 50% weiter erhöht wird (bei einer anfänglichen 10% Erhöhung würde die resultierende Höhe dann zwischen 13 und 15% des Abstands der benachbarten Krafteinleitungspunkte liegen). Dieses iterative Verfahren konvergiert bei den meisten Konfigurationen eines vom Fachmann für den konkreten Fall festzulegenden pneumatischen Trägers sehr schnell, kann aber ohne weiteres fortgesetzt werden bis die Verkrümmung im Wesentlichen entfällt bzw. für den vorgesehenen Verwendungszweck des Trä- gers keine weitere Verbesserung eintritt.
Im Einzelnen ergibt sich, dass erfindungsgemäss ein Verfahren vorgesehen ist, bei welchem bevorzugt in einem pneumatischen Träger bogenförmige, bevorzugt kreisbogenförmige, Ausformungen vorgesehen werden, deren Höhe 10 bis 15 % des Abstands der zugeordneten Krafteinleitungspunkte beträgt.
Damit ist die Struktur eines erfindungsgemässen pneumatischen Trägers bevorzugt derart ausgebildet, dass eine (oder mehrere) Ausformungen eine Höhe über der Verbindungslinie zwischen den sie begrenzenden Krafteinleitungspunkten von 10 bis 15 % des Abstands dieser Krafteinleitungspunkte aufweist.
Danach wird für den Fall der Anwendung des iterativen Verfahrens der erfindungsgemäss konzipierte pneumatische Träger gebaut und der pneumatische Körper des Trägers auf Betriebsdruck gebracht und überprüft, ob eine gegenüber der vorgesehenen Form fortbeste- hende Verkrümmung des Trägers vorhanden ist, und im positiven Fall die Höhe ausgewählter Ausformungen um 30 - 50 % erhöht. Üblicherweise wird der Fachmann alle Ausformungen gleichmässig erhöhen, kann aber bei besonderer Form des betroffenen pneumatischen Körpers beispielsweise durch Versuche nur ausgewählte Ausformungen verändern).
Schliesslich kann, wenn für den vorgesehenen Verwendungszweck des pneumatischen Trägers erwünscht, das iterative Verfahren fortgesetzt werden, d.h. iterativ die Höhe der Ausformungen so lange erhöht werden, bis eine weitere Erhöhung keine weitere Verbesserung der Krümmung des unbelasteten Trägers ergibt.
Im Ergebnis ist erfindungsgemäss ein Verfahren zum Herstellen eines pneumatischen Trägers bereit gestellt, bei welchem vorab die im Betrieb vorgesehene Form des pneumatischen Trägers und und der Ort der Krafteinleitungspunkte und dann die unter Betriebsdruck aber ohne Betriebslast zu erwartende Verkrümmung bestimmt wird, und dann Ausformungen an der Krümmungsinnenseite des pneumatischen Träges vorgesehen werden, die sich von Krafteinleitungspunkt zu Krafteinleitungspunkt über eine Verbindungslinie zwischen zugeordneten Krafteinleitungspunkten nach aussen erstrecken.
Figur 3a zeigt die rechte Hälfte eines Trägers 90, mit einem rechten Endknoten 91 und der Symmetrielinie 92, welche die rechte Hälfte begrenzt (die linke Hälfte ist, der Symmetrielinie entsprechend, zur rechten Hälfte symmetrisch ausgebildet).
Der Grundaufbau des Trägers 90 ist analog zum Träger 70 (Figur 2), kann jedoch auch einem Träger gemäss der Figuren la bis ld oder ähnlichen pneumatischen Trägern entsprechen. Im Unterschied zum Träger 70 sind beim Träger 90 zwei Verbindungselemente 93,94 vorgesehen, wobei je eines an einer der Aussenseiten des Trägers 90 entlang verlaufen. Dabei verdeckt das in Blickrichtung auf die Figur 3a sichtbare Verbindungselement 93 das hinter diesem, auf der anderen Seite des Trägers 90 liegende Verbindungselement 94. Die Verbindungselemente laufen zick-zack förmig dem Träger 90 entlang und sind an Verbindungs bzw. Krafteinleitungspunkten 95 im Druckglied 96 und Verbindungs- bzw. Krafteinleitungspunkten 97 am Zugglied 98 wirkverbunden. Ausformungen 99 befinden sich auf der Seite des Zugglieds 98. Erfindungsgemäss weist der zwischen dem Druckglied 96 und dem Zugglied 98 angeordnete, diese auf Distanz haltende, pneumatisch unter Druck setzbare Körper pneumatische Faserdruckplatten 100 auf. Solche Faserdruckplatten sind pneumatische, d.h. aufblasbare, flache Körper, mit einer äusseren Form ähnlich einer Luftmatratze, wobei im Inneren zwischen dem Bodenteil der Hülle und dem Deckteil der Hülle Fasern angeordnet sind, welche Bodenteil und Deckteil verbinden, so dass die plattenförmige Kontur der Faserdruckplatten 100 auch unter Betriebsdruck erhalten bleibt. Solche pneumatische Faserdruckplatten sind als "Drop Stitch" Körper dem Fachmann bekannt und können aus Polyester / PVC Membranen oder auch anderen flexiblen Materialien wie zum Beispiel Hypalon bestehen.
In der Figur ist der ganze pneumatisch unter Druck setzbare Körper des Trägers 90 aus aufei- nandergeschichteten pneumatische Faserdruckplatten 100 gebildet, die in Schichten angeordnet sind, wobei bevorzugt die Schichten jeweils aus mehreren, hintereinander angeordneten und aneinander anstossenden Faserdruckplatten 100 bestehen, die gegenüber einer angrenzenden Schicht versetzt angeordnet sind. In der Figur sind am linken Ende, bei der Symmetrielinie 92, zur Verdeutlichung der Schichtung einige Faserdruckplatten 100 weggelassen (die natürlich in einer betriebsfähigen Ausbildung des Trägers 100 vorhanden sein müssen). Im Fall einer durch den Träger 90 gebildeten Brücke sind die Faserdruckplatten 100 in der gezeigten Ausführungsform horizontal ausgerichtet.
Die Verwendung solcher Faserdruckplatten 100 ist vorteilhaft, da die einzelnen Druckplatten luftdicht sind, ein Reservegebläse kann entfallen. Versagt eine solche Faserdruckplatte, beispielsweise durch Verletzung von aussen, wird die Tragfähigkeit des Trägers 90 nur minimal reduziert. Eine ausgefallene Faserdruckplatte 100 kann leicht ersetzt werden. Die Faser- druckplatten 100 können beliebig dimensioniert, d.h. auf einen für den konkreten Fall individuell ausgebildeten Träger 90 zugeschnitten werden. Gleichzeitig aber können die Faserdruckplatten, dem Lego-System entsprechend, von standardisierter Grösse sein und für verschiedenste Träger verwendet werden. Die gewisse Eigensteifigkeit von Faserdruckplatten 100 vergrössert die Eigensteifigkeit des Trägers 100. Logistik und Handling des Trägers 90 werden einfacher: der im Fall von grossen pneumatischen Trägeren äusserst unhandliche pneumatische Körper besteht aus einer Anzahl einzeln mit einem Gewicht von einigen Kilogramm leicht handhabbaren Faserdruckplatten 100. Da die Faserdruckplatten 100 eine Breite aufweisen, können im Fall der Brücke auf der Oberseite des pneumatischen Trägers 90 einfach Fahrbahnplatten aufgelegt werden. Ebenso können hier untere ausgeformte Faser- druckplatten 101, deren Kontur den Ausformungen 99 entspricht, einfach auf ihre flexiblen Tragglieder aufgelegt werden (s. dazu die Beschreibung der Figuren 3b und 3c). Schliesslich bilden sich durch die Schichtung mit Faserdruckplatten 100 vertikale Aussenwände des pneumatischen Trägers 90, so dass auf einfache Weise mehrere Träger 90 neben einander positioniert werden können, beispielsweise im Fall einer Brücke. Wichtig ist auch, dass in diesem Fall der ganze Träger 90 (der eine Länge von beispielsweise 10m, 20m, 30m oder auch 40m erreichen oder überschreiten kann) dank der leichten und vergleichsweise kleine Dimensionen aufweisenden Einzelkomponenten ohne jegliche Maschinen (Kran, Hubstapler etc.) aufgestellt werden kann.
Bei einer in der Figur nicht dargestellten Ausführungsform wird der pneumatisch unter Druck setzbare Körper nicht vollständig durch solche pneumatischen Faserdruckplatten gebildet, sondern nur teilweise. Die Faserdruckplatten sind dann beispielsweise an verletzungsgefährlichen Bereichen des pneumatischen Trägers angeordnet, beispielsweise dort, wo eine Last angreift oder die Oberfläche des Trägers sonstwie exponiert ist.
Es ergibt sich damit erfindungsgemäss ein pneumatischer Träger mit einem pneumatisch unter Druck setzbaren Körper, der unter Betriebsdruck ein sich im Wesentlichen über seine Länge erstreckendes Druckglied und ein ebenfalls im Wesentlichen über seine Länge sich er- streckendes Zugglied betriebsfähig voneinander im Abstand hält, wobei das Druckglied und das Zugglied endseitig in Verbindungsknoten miteinander verbunden sind, wobei weiter der pneumatisch unter Druck setzbare Körper pneumatische Faserdruckplatten aufweist. Bevorzugt sind am Druckglied und am Zugglied Verbindungspunkte für wenigstens ein sich zwischen dem Druckglied und dem Zugglied erstreckendes, zugbelastbares Verbindungselement vorgesehen.
Aus Figur 3a ist ersichtlich, dass bevorzugt Querfaserdruckplatten 165 (hier die unterste Schicht) derart ausgebildet sind, dass die Ausformungen über ihre Querfasern ausgebildet werden, wobei auch das Schnittmuster der Hülle der jeweiligen Querfaserdruckplatten 165 entsprechend ausgebildet werden kann.
Figur 3b zeigt den Träger 90 im Querschnitt am Ort eines Krafteinleitungspunkts 97. Dargestellt sind übereinandergeschichtete pneumatische Faserplatten 100, mit einer hier untersten Faserplatte 101, die den Ausformungen für verminderte Krümmung des Trägers 90 ent- sprechend ausgeformt ist. Weiter ersichtlich ist das (nun im Querschnitt ersichtlich) als Fahrbahnplatte ausgebildete Druckglied 96, ebenso eine Reihe von Zuggliedern 97, die an der Unterseite der Faserdruckplatten 101 entlang laufen, so dass die Faserdruckplatten 101 mit ihren Ausformungen auf den parallel zu einander angeordneten (beispielsweise aus Drahtsei- len bestehenden) Zuggliedern 97 ruhen.
Querstäbe 105 bilden endseitig die Krafteinleitungspunkte 97, an welche die Verbindungselemente 97 angreifen, gleichzeitig auch flexible Tragglieder 106 für die untersten Faserdruckplatten 105, die auf den flexiblen Traggliedern 106 aufliegen.
Figur 3c zeigt zwei nebeneinander angeordnete Träger 90 im Querschnitt, wobei beispielsweise jeder Träger 90 als Fahrbahn für eine Seite eines Fahrzeugs dienen kann.
Figur 4 zeigt schematisch einen Ausschnitt aus dem Träger von Figur 3a am Ort eines zwi- sehen zwei Ausformungen 99 gelegenen Krafteinleitungspunkts 97. Ersichtlich ist der Verlauf der flexiblen Tragglieder 106, der Kontur der pneumatischen Faserdruckplatten 101 nach, und der Verlauf der Verbindungselemente 93,94.
Ein erfindungsgemässer, pneumatische Faserdruckplatten aufweisender Träger, beispielswei- se ein Träger gemäss Figur 3, kann nun derart ausgebildet werden, dass durch die Verbindungselemente 93,94 (oder die Verbindungselemente gemäss den Figuren la bis 2) bei Betriebsdruck des pneumatisch unter Druck setzbaren Körpers die vollständige Expansion der Faserdruckplatten nicht möglich ist - diese bleiben dann unter der durch die Fasern ermöglichten, maximalen Dicke. Mit anderen Worten besteht dann eine Expansionsreserve, die beim Ausfall einer Faserdruckplatte im Stapel (über die Höhe des pneumatischen Trägers gesehen) sich automatisch aktiviert: die ausgefallene Faserdruckplatte verliert dann ihre Dicke bzw. Höhe, worauf die übrigen Faserdruckplatten automatisch weiter expandieren und den Dicken- bzw. Höhenverlust so automatisch kompensieren. Bei dieser Auslegung behält der pneumatische Träger seine volle Funktionsfähigkeit, obschon sein pneumatisch unter Druck setzbarer Körper verletzt und teilweise funktionsunfähig geworden ist.
Es ergibt sich so bevorzugt ein pneumatischer Träger bei dem das wenigstens eine Verbindungselement derart ausgebildet ist, dass pneumatische Querfaserdruckplatten unter ihrer maximalen, querfaserbedingten Dicke bleiben. Weiter bevorzugt sind dann das wenigstens eine Verbindungselement und der über die Höhe des pneumatischen Körpers reichenden Schichten von pneumatischen Querfaserdruckplatten derart ausgebildet, dass unter Betriebsdruck der Querfaserdruckplatten, aber bei Druckverlust in einer der Querfaserdruckplatten mit dadurch verbundener Expansion anderer Querfaserdruckplatten die Expansion die Höhe des pneumatischen Körpers im Wesentlichen konstant hält.
Weiter bevorzugt ruhen pneumatischen Querfaserdruckplatten mit Ausformungen auf flexiblen Traggliedern, die bevorzugt als Bänder ausgebildet sind, und wobei diese Bänder an am Ort der Krafteinleitungspunkte vorgesehenen Querträgern angreifen, die ihrerseits mit dem mindestens einen Verbindungselement betriebsfähig verbunden sind.
Figur 5 zeigt einen Querschnitt durch einen erfindungsgemässen pneumatischen Träger 110 gemäss einer weiteren Ausführungsform. Der Träger 110 besitzt hier eine Breite b, eine Höhe H und eine Länge I, s. das Koordinatensystem 111, verläuft also horizontal und ist wiederum am Beispiel einer Brücke dargestellt. Der pneumatische Körper 112 des Trägers 110 weist nebeneinander angeordnete, sich über seine Höhe h erstreckende Querfaserdruckplatten 113 bis 116 auf, die längs am Träger angeordnet sind. Die Querfaserdruckplatten sind damit vertikal angeordnet.
Die eine (hier: untere) Längsseite der Querfaserdruckplatten 113 bis 116 ist bevorzugt gerundet. Diese Rundung 118 bis 121 lässt sich durch das Schnittmuster der Hülle der Querfaserplatten 113 bis 116 in Verbindung mit entsprechend langen Querfasern ausbilden, oder einfach dadurch, dass die entsprechend zugeschnittene Längsseite der Hülle durch den Innen- druck nach aussen gewölbt wird.
Eine Membran 123 bis 126 nimmt über eine zu den Rundungen 118 bis 121 gegengleich geformte Mulde die Rundungen 118 bis 121 auf und lagert so die Querfaserplatten 113 bis 116, welche damit durch eine von oben wirkende Last 127 belastet werden können. Dazu sind die Membrane 123 bis 126 ihrerseits an Zuggliedern 128, 128' bis 131,131' des Trägers 110 befestigt, werden durch diese jeweils zu einer Mulde aufgespannt, so dass im Ergebnis die Zugglieder 128, 128' bis 131,131' die Querfaserplatten 113 bis 116 tragen. Die Zugglieder sind entweder an in der Figur nicht ersichtlichen Knoten des Trägers 110 verankert (s. z.B. die Knoten bzw. Rampen 18,19 von Figur 2 oder der Knoten 91 von Figur 3a) oder, im Fall eines Segments wie z.B. eines Segments 71 bis 73 mit Verbindungspunkten 83, 85 verbunden (s. Figur 3).
Im konkreten Fall kann der Fachmann auch, oder nur, die obere Längsseite der Querfaser- platte 113 bis 116 mit der Rundung 118 bis 121 versehen und über eine Membran 123 bis 126 dann betriebsfähig mit den Druckgliedern 138,138' bis 141,141' verbinden.
Es ergibt sich, dass wenigstens eine (in der dargestellten Ausführungsform sind es alle) Querfaserplatten im Betrieb eine gerundete Längsseite aufweisen, die bevorzugt jeweils wiede- rum in einer eine gegengleiche Mulde bildenden bevorzugt flexiblen Membran gelagert sind, wobei die Mulden ihrerseits durch Zug- oder Druckglieder aufgespannt sind.
Die anderen (hier: oberen) Längsseiten 133 bis 136 der Querfaserdruckplatten 113 bis 116 sind bevorzugt abgeflacht, wobei eine die Last 127 aufnehmende Trägerplatte 132 (die im Fall einer Brücke als Fahrbahnplatte ausgebildet sein kann) auf den abgeflachten Längsseiten 133 bis 136 ruht. Seitlich an den oberen Längsseiten 133 bis 136 verlaufende Druckglieder 138,138' bis 141,141' sind mit der Trägerplatte 132 verbunden, vorzugsweise verschraubt. Die abgeflachte Längsseite 133 bis 136 wird bevorzugt durch die entsprechend geschnittene Hülle der Querfaserdruckplatten 113 bis 116 erzeugt und ist besonders geeignet, eine durch die Trägerplatte 132 übertragene Last zu übernehmen und über die Membrane 123 bis 126 auf die Zugglieder 128, 128' bis 131,131' zu übertragen.
Im konkreten Fall kann der Fachmann auch, oder nur, die untere Längsseite der Querfaserplatte 113 bis 116 abflachen und beispielsweise über eine Trägerplatte 132 dann betriebsfä- hig mit den Zuggliedern 128, 128' bis 131,131' verbinden.
Bevorzugt sind Verbindungselemente 144,144' bis 147,147' an den Seiten der Querfaserplatte 113 bis 116 angeordnet, wobei zur Entlastung der Figur die entsprechenden Verbindungspunkte weggelassen sind. Diese Verbindungselemente entsprechen den Verbindungselemen- ten 32,33 von Figur 2 bzw. 93,94 von Figur 3.
Es ergibt sich, dass bevorzugt wenigstens eine Querfaserplatte (hier: alle) im Betrieb eine abgeflachte Längsseite aufweisen, auf welcher ein plattenförmiges Trägerelement für Druck- oder Zugglieder ruht, wobei wenigstens auf einer Seite der wenigstens einen Querfaserplatte ein mit der Trägerplatte verbundenes Druck- oder Zugglied verläuft.
Alternativ kann bei einer nicht dargestellten Ausführungsform ein bevorzugt plattenförmiges Druck- oder Zugglied direkt auf der abgeflachten Längsseite 133 bis 136 ruhen.
Weiter können alternativ, je nach dem konkreten Fall, beispielsweise einige der der Querfaserplatten nur über einem Teil der Höhe des Trägers 110 angeordnet werden oder beispielsweise die Querfaserdruckplatten 114 und 115 durch einen einzigen pneumatischen Körper ersetzt werden, der eine aufblasbare Hülle aufweist.
Nach Figur 5 ergibt sich damit ein pneumatischer Träger, bei welchem Querfaserdruckplatten sich zwischen dem Druckglied und dem Zugglied, über wenigstens einen Höhenabschnitt des Trägers, bevorzugt sich über dessen ganze Höhe erstrecken. Dabei sind weiter bevorzugt die Querfaserdruckplatten über jeweils die ganze Länge des Trägers angeordnet. Schliesslich sind bevorzugt sich über die Höhe des Trägers erstreckende Querfaserdruckplatten über jeweils die ganze Breite des Trägers angeordnet, wie es die Figur 5 zeigt.
Die Querfaserdruckplatten 113 bis 116 können rechteckig, trapezförmig oder eine andere, im konkreten Fall geeignete Konfiguration aufweisen. Sie können die ganze Länge des Trägers aufweisen, oder die Länge eines Segments (beispielsweise die Segmente 71 bis 73 von Figur 2) oder kürzer sein.
Figur 6 zeigt ein Segment 150 eines pneumatischen Trägers von der Art des in Figur 5 gezeig- ten in der seitlichen Ansicht A gemäss Figur 5. Das Segment 150 entspricht hier dem Segment 72 des Trägers 70 von Figur 2. Entsprechend ist die vertikal angeordnete Querfaserdruckplatte 113 ersichtlich, welche die anderen Querfaserdruckplatten 114 bis 116 verdeckt. Ebenso ersichtlich sind die Verbindungselemente 144, verdeckt durch die Querfaserdruckplatte 113 sind dabei die anderen Verbindungselemente 144' bis 147'. Ebenso ersichtlich sind das Druckglied 138 sowie das Zugglied 128 (wiederum sind die Druckglieder 138' bis 141' und die Zugglieder 128' bis 131' verdeckt). Die Membran 123 ist ersichtlich, die Membrane 124 bis 126 sind verdeckt. Die Verbindungspunkte 160 entsprechen den Verbindungspunkten 84 von Figur 2 bzw. den Verbindungspunkten 95 von Figur 3a. Die Verbindungspunkte 161 ent- sprechen den Verbindungspunkten 85 von Figur 2, da das Segment 150 mit anderen Segmenten zusammengefügt wird.
Figur 6 zeigt beispielhaft ein Segment 150 eines pneumatischen Trägers gemäss einer der Fi- guren 1 bis 5. Natürlich kann auch ein nicht segmentierter Träger gemäss den Figuren 5 und 6 ausgebildet werden. Weiter kann insbesondere ein Segment oder Träger auch gemäss Figur 2 mit Ausformungen versehen werden, s. die Ausformungen 86 bis 89 von Figur 2. Dazu können sowohl die Querfaserdruckplatten 113 bis 116 mit bogenförmig verlaufenden Rundungen 118 bis 121 beispielsweise durch ein entsprechendes Schnittmuster der Hülle der Quer- faserdruckplatten 113 bis 116 und auch die Membrane 123 bis 126 (ebenfalls beispielsweise durch ein entsprechendes Schnittmuster) entsprechend ausgebildet werden. Dann ergibt sich wenigstens eine Querfaserdruckplatte, die sich wenigstens teilweise über die Höhe des Trägers erstreckt, und die zwischen zwei Verbindungspunkten eine Ausbuchtung bildet. Die in den Figuren 5 und 6 dargestellte Ausführungsform besitzt den Vorteil, dass nur vergleichsweise wenige Querfaserdruckplatten benötigt werden und sich die Vorspannung der Verbindungselemente einfach gestaltet. Weiter ist generell festzuhalten, dass für Transport und Montage praktisch nur drei Elemente vorliegen: die Trägerplatte (oder Fahrbahnplatte), die Querfaserdruckplatten und die Zug- und Druckglieder samt den Verbindungselementen, wobei Zug- und Druckglieder sowie Verbindungselemente vormontiert sein können.
Die Trägerplatte kann aus Brettschichtholz, aber auch als Stahlgitterrost, oder als Sandwich- Verbundmaterial hergestellt werden. Für die Zug- und Druckglieder können Stahlprofile (rechteckige oder auch offene C oder H Profile) verwendet werden, oder extrudierte Alumi- niumprofile. Ebenfalls möglich sind Fiberglasprofile oder solche aus Verbundwerkstoffen. Als Verbindungselemente können Stahlkabel, Kevlarbänder oder andere Kunststoffzugglieder verwendet werden. So können die Verbindungselemente auch als Dyneema-Bänder ausgebildet sein, d.h. bestehend aus Ultra-High Molecular Weight Polyethylen (UHMWPE) produziert von DSM in Holland oder aus dem als Spectra bekannten Kunststoff von Honeywell. Die Membrane, welche die Rundungen der Querfaserdruckplatten aufnehmen, können Polyester- , PVC- oder andere flexible Membrane sein.

Claims

Patentansprüche
Pneumatischer Träger mit einem pneumatisch unter Druck setzbaren Körper (112), der unter Betriebsdruck ein sich im Wesentlichen über seine Länge erstreckendes Druckglied (96, 128 bis 131') und ein ebenfalls im Wesentlichen über seine Länge (I) sich erstreckendes Zugglied (98, 138 bis 141') betriebsfähig voneinander im Abstand hält, wobei das Druckglied (96, 128 bis 131') und das Zugglied (98, 138 bis 141') endseitig in Verbin- dungsknnten (91) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass der pneumatisch unter Druck setzbare Körper pneumatische Querfaserdruckplatten (100,165, 113 bis 116) aufweist.
Pneumatischer Träger nach Anspruch 1, wobei am Druckglied (96, 128 bis 131') und am Zugglied (98, 138 bis 141') Verbindungspunkte für wenigstens ein sich zwischen dem Druckglied (96, 128 bis 131') und dem Zugglied (98, 138 bis 141') erstreckendes, zugbelastbares Verbindungselement (93,94,144 bis 147') vorgesehen sind.
Pneumatischer Träger nach Anspruch 1, wobei sich das Verbindungselement (93,94,144 bis 147') zwischen dem Druckglied (96, 128 bis 131') und dem Zugglied (98, 138 bis 141') zick-zack förmig über jeweils mehrere Verbindungspunkte (160,161) sowohl im Bereich des Druckglieds (96, 128 bis 131') als auch im Bereich des Zugglieds (98, 138 bis 141') hin erstreckt, und wobei bevorzugt an jeder der Aussenseiten des pneumatischen Trägers (90,110,150) wenigstens ein Verbindungselement (93,94,144 bis 147') vorgesehen ist.
Pneumatischer Träger nach Anspruch 1 oder 2, wobei wenigstens ein Verbindungselement (93,94,144 bis 147') vorgesehen ist, das sich zick-zack förmig durchgehend über die ganze Länge des pneumatischen Körpers (112) erstreckt.
Pneumatischer Träger nach Anspruch 2, wobei das Druckglied (96, 128 bis 131') und das Zugglied (98, 138 bis 141') über ihre Länge angeordnete Verbindungspunkte (160,161) aufweisen, in welche Kräfte durch das wenigstens eine Verbindungselement (93,94,144 bis 147') in diese eingeleitet werden, und wobei der pneumatische Körper sich zwischen benachbarten Verbindungspunkten (160,161) erstreckende Ausformungen (99) aufweist, die nach aussen über eine gerade Verbindung zwischen den benachbarten Verbindungspunkten (160,161) hinaus ragen, wobei bevorzugt die Ausformungen (99) auf der Seite des Zugglieds (98, 138 bis 141') vorgesehen sind.
6. Pneumatischer Träger nach Anspruch 4, wobei Ausformungen (99) durch pneumatische Querfaserdruckplatten (100,165, 113 bis 116) gebildet werden
7. Pneumatischer Träger nach Anspruch 6, wobei Querfaserdruckplatten (100,165, 113 bis 116) derart ausgebildet sind, dass die Ausformungen (99) über ihre Querfasern ausgebildet werden.
8. Pneumatischer Träger nach Anspruch 1, wobei der pneumatisch unter Druck setzbare Körper aufeinandergeschichtete pneumatische Querfaserdruckplatten (100,165, 113 bis 116) aufweist, dabei bevorzugt die Schichten jeweils aus mehreren, hintereinander angeordneten und aneinander anstossenden Querfaserdruckplatten (100,165, 113 bis 116) bestehen, die gegenüber einer angrenzenden Schicht versetzt angeordnet sind.
9. Pneumatischer Träger nach Anspruch 8, wobei das wenigstens eine Verbindungselement (93,94,144 bis 147') derart ausgebildet ist, dass pneumatische Querfaserdruckplatten (100,165, 113 bis 116) unter ihrer maximalen, querfaserbedingten Dicke bleiben.
10. Pneumatischer Träger nach Anspruch 9, wobei das wenigstens eine Verbindungselement und ein über die Höhe des pneumatischen Körpers reichender Stapel von pneumatischen Querfaserdruckplatten (100,165, 113 bis 116) derart ausgebildet sind, dass unter Betriebsdruck der Querfaserdruckplatten (100,165, 113 bis 116), aber bei Druckverlust in einer der Querfaserdruckplatten (100,165, 113 bis 116) mit dadurch verbundener Expansion anderer Querfaserdruckplatten (100,165, 113 bis 116) die Expansion die Höhe des pneumatischen Körpers (90,110,150) im Wesentlichen konstant hält.
11. Pneumatischer Träger nach Anspruch 6, wobei pneumatischen Querfaserdruckplatten (100,165, 113 bis 116) mit Ausformungen auf flexiblen Traggliedern (106) ruhen, die bevorzugt als Bänder ausgebildet sind, und wobei diese Bänder an am Ort der Verbindungspunkte (160,161) vorgesehenen Querträgern (97) angreifen, die ihrerseits mit dem mindestens einen Verbindungselement (93,94,144 bis 147') betriebsfähig verbunden sind.
12. Pneumatischer Träger nach Anspruch 5, wobei auf der Seite der Ausformungen (99) vorgesehene Druck- (96, 128 bis 131') oder Zugglied (98, 138 bis 141'), an den Ausformungen (99) anliegt, aber über den Verbindungspunkten (160,161) zwischen benachbarten Ausformungen (99) hinweg läuft.
13. Pneumatischer Träger nach Anspruch 1, wobei Querfaserdruckplatten (100,165, 113 bis 116) sich zwischen dem Druckglied (96, 128 bis 131') und dem Zugglied (98, 138 bis 141'), über wenigstens einen Höhenabschnitt des Trägers (90,110,150), bevorzugt sich über dessen ganze Höhe erstrecken.
14. Pneumatischer Träger nach Anspruch 13, wobei sich über die Höhe des Trägers erstreckende Querfaserdruckplatten (100,165, 113 bis 116) über jeweils die ganze Länge (I) des Trägers (90,110,150) angeordnet sind.
15. Pneumatischer Träger nach Anspruch 13, wobei sich über die Höhe des Trägers erstreckende Querfaserdruckplatten (100,165, 113 bis 116) über jeweils die ganze Breite des Trägers (90,110,150) angeordnet sind.
16. Pneumatischer Träger nach Anspruch 13, wobei wenigstens eine Querfaserdruckplatte (100,165, 113 bis 116) vorgesehen ist, die sich wenigstens teilweise über die Höhe des Trägers (90,110,150) erstreckt, die zwischen zwei Verbindungspunkten (160,161) eine Ausbuchtung (99) bildet.
17. Pneumatischer Träger nach Anspruch 13 oder 16, wobei wenigstens eine Querfaserplatte (100,165, 113 bis 116) im Betrieb eine gerundete Längsseite aufweist, die bevorzugt wiederum in einer eine gegengleiche Mulde bildenden Membran (123 bis 126) gelagert ist, welche ihrerseits durch Zug- (98, 138 bis 141') oder Druckglieder (96, 128 bis 131') aufgespannt ist.
18. Pneumatischer Träger nach Anspruch 13 oder 16, wobei wenigstens eine Querfaserplatte (100,165, 113 bis 116) im Betrieb eine abgeflachte Längsseite aufweist, auf welcher ein plattenförmiges Druck- (96, 128 bis 131') oder Zugglied (98, 138 bis 141') ruht.
19. Pneumatischer Träger nach Anspruch 13 oder 16, wobei wenigstens eine Querfaserplatte (100,165, 113 bis 116) im Betrieb eine abgeflachte Längsseite aufweist (133 bsi 136), auf welcher ein plattenförmiges Trägerelement (127) für Druck- (96, 128 bis 131') oder Zugglieder (98, 138 bis 141') ruht, wobei wenigstens auf einer Seite der wenigstens einen Querfaserplatte (100,165, 113 bis 116) ein mit der Trägerplatte verbundenes Druck- (96, 128 bis 131') oder Zugglied (98, 138 bis 141') verläuft.
20. Segment eines pneumatischen Trägers nach Anspruch 1.
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