NO123620B - - Google Patents

Description

Oppblåsbart element.

Oppfinnelsen dreier seg om oppblåsbare elementer som særlig kan brukes som en del av eller hele reisverk, eller som hele konstruksjoner ved å anbringe det ene element over det andre. Disse oppblåsbare elementer kan f.eks. brukes til konstruksjoner som, i likhet med telt, lett skal kunne transporteres, monteres og demom-teres.

Hittil har man alltid benyttet elementer som er rettlinjede etter oppblåsing og som man former eller deformerer på forskjellige måter, f.eks. ved hjelp av en strekkwire. Men denne fremgangsmåte har forskjellige ulemper som f.eks. vanskelig montering, dårlig ut-seende og ustabilitet. Man har likeledes tidligere foreslått å lage elementer bestående av to deler anbrakt over hverandre, med forskjellig forlengelse, slik at elementet vil bue seg eller hvelve seg ved oppblåsing, men elementer av denne type, som hittil har vært beskrevet har i praksis forskjellige ulemper som gjør at disse ikke har vært benyttet eller bare brukt i meget liten grad.

Visse typer, som beskrevet i U.S. patent 3.332.177, er laget

av termoplastfolie i forskjellig tykkelse, uten armatur.

Disse elementer mangler tilstrekkelig mekanisk styrke og kan bare brukes for oppbygging av lettere konstruksjoner med små dimen-sjoner og kan bare tåle mindre oppblåsingstrykk, hvilket ikke kan gi tilstrekkelig stivhet. Videre er de termoplastiske materialers forlengelse liten og ved oppblåsing påføres elementene således vanligvis permanente forlengelser, dvs. permanent deformasjon. Siden man heller ikke kan kombinere folier med altfor stor tykkelsesforskjell, kan man heller ikke fremstille visse former med f.eks. små krumningsradier.

Andre typer, som beskrevet i U.S. patent 2.743*510 består av

to deler av gummibelagt krysslagt duk, hvor duken i den ene del har forskjellig forlengelsesgrad i forhold til duken i den andre delen. Dukene består av nylon (polyamidfiber), men i den ene del er polyamidet behandlet med den hensikt at polyamidet ikke skal strekke seg eller forlenge seg og i den andre del er polyamidet ubehandlet.

I disse typer er den forskjellige forlengeIsesgrad utelukkende fremkalt ved behandling eller manglende behandling av polyamidet, og for å kunne hvelve eller krumme elementet, må man for det fdrste blåse opp til høye trykk, hvilket nødvendiggjør tunge konstruksjoner og duk-er, og for det andre er denne strekkforskjell alltid den samme, slik at elementene får et bestemt oppblåsingstrykk alltid vil få en bestemt diameter som har samme krumningsradius, hvorved man ikke kan danne alle Ønskede konstruksjonsformer. Videre fremkaller forlengelsen av den krys3lagte duken ikke bare forlengelse av trådene, men også av trådenes bølgedanneIser som på grunn av kryssleggingen har tendens til å knuse, og idet duken bare er gummibelagt på enkel måte og det således ikke finnes noe gummilag som skiller varpfibre fra veftfibre, foreligger det ingen elastiskvirkende systemer som får trådene til å

gå tilbake til opprinnelig stilling. Dette fører til en permanent forlengelse og således en permanent deformasjon av elementene, og denne deformasjon er desto større fordi ubehandlet nylon som kjent er et materiale som flyter, dvs. som opptar permanente uelastiske forlengelser.

Oppfinnelsens formål er elementer som likeledes består av to deler eller partier med forskjellig elastisitetsgrad, men som i forhold til de kjente elementtyper oppviser en rekke fordeler, særlig at elementet ikke eller bare i ubetydelig grad er utsatt for permanent deformasjon, at elementet kan gis hvilken krumningsradius som helst for et bestemt oppblåsningstrykk, og at elementet har meget stor stivhet i oppblåst tilstand samt høy mekanisk styrke.

I henhold til oppfinnelsen oppnås dette ved å fremstille elementene av minst to deler, begge bestående av elastiske materialer, hvori er innleiret som en kjerne en armatur eller et forsterkningslag anbrakt på en slik måte at hver av disse eleraentdeler oppnår forskjellige forlengelsesegenskaper.

De oppblåsbare elementer har ovenfor vært beskrevet i forbindelse med reisning av telt, skjul eller mindre bygningskonstruksjoner, men man kan naturligvis tenke seg andre anvendelser, som f.eks. under-støttelse av ganger og rekkverk eller tunneller under bygging, offent-lige stasjoner eller gjenstander som bare har estetisk formål.

I henhold til oppfinnelsen blir hver del av det oppblåsbare element, som består av et elastisk materiale, som f.eks. gasstett gummi, armert med minst to lag kord-duk lagt over hverandre i kryss symmetrisk i forhold til lengderetningen, idet den vinkel som kordlagene i den ene del av det oppblåsbare element har i forhold til lengderetningen er forskjellig fra denne vinkel for kordlagene i den andre elementdelen. Med uttrykket "kordlag", "kordduk", "kord", for-stås en duk av tråder, fibre eller strenger som ligger parallelt og innleiret i elastisk materiale, slik kord er velkjent innen bildekk-industrien. Nevnte tråder, fibre eller strenger kan være av natur-lige, behandlede eller syntetiske fibre, glassfibre eller metallfibre.

I den ene del av det oppblåsbare element legges et kordlag, slik at trådene eller strengene danner en vinkel a med lengderetningen og et annet kordlag anbringes oppå det første under en vinkel -a med lengderetningen.

I den andre delen av det oppblåsbare element, legges to kordlag over hverandre på samme måten, men slik at det enkelte lag danner en vinkel b med lengderetningen, forskjellig fra vinkel a.

Når det i det følgende nevnes vinkler a og b, som betegner kryssleggingsvinklene for korden omfattes også i samme del av det oppblåsbare element det andre kordlag som er lagt i vinkelen -a eller

-b.

På denne måten dannes mellom trådene eller strengene parallellogrammer med diagonaler som går henholdsvis parallelt og perpendikulært på lengderetningen, disse parallellogrammer er nedlagt i eller innleiret i elastisk materiale, vil deformeres når parallellogrammene utsettes for krefter og gjeninnta opprinnelig form når kreftene opphører.

Oppblåsingen frembringer en forskjellig forlengelse for hver av delene i det oppblåsbare element, hvilket medfører hvelvingen eller krummingen av elementet.

Under ellers like betingelser, vil lengdeforandringen for hver av delene avhenge av vinklene a og b, og krumningsradius for det buede elementet etter oppblåsing avhenge av forskjellen a-b.

I et oppblåst rør, armert med spiralvikling, er det velkjent at armeringensteoretiske likevektsstilling svarer til en vinkel på 54 44'» med lengderetningen. Således bør man velge vinkelen a under 55 og vinkelen b over 55°» slik at den ene delen av det oppblåsbare elementet forlenger seg og det andre trekker seg sammen.

Lengdeforandringen for den ene og den andre delen av elementet og således krumningsradien avhenger også, som velkjent på området, av elastiske egenskaper for det materiale hvori kordduken er innlagt, samt tykkelse og egenskaper for det materiale som sammenføyer de to kordduker.

Oppfinnelsen skal beskrives mer detaljert i forbindelse med følgende utførelseseksempler, vist på tegningene som er skjematiske og vist uten hensyn til målestokk, og hvor: Fig. 1 viser et snitt gjennom de to elementdeler i henhold til oppfinnelsen, før disse deler er sammensatt. Fig. 2 viser et skjematisk planriss av armatur eller for-sterkningsduk anbrakt i hver av disse deler.

Figurene 3 og 4 viser sammensetningen av de to deler.

Fig. 5 viser elementet i henhold til oppfinnelsen i oppblåst tilstand, sett fra siden. Fig. 6 viser et snitt gjennom et annet element i henhold til oppfinnelsen, hvor de to deler på fig. 1 er satt sammen på en annen måte. Fig. 7 viser en annen sammensetningsmåte for de to deler på fig. 1.

Fig. 8 viser et sideriss av elementet på fig. 6.

Delene A og B bestående av gummiplater eller -bånd, for-sterket med korddukene la, 2a og lb, 2b resp. Hver kordduk består av tråder 3, som går parallelt og er innleiret i elastisk materiale, trådene 3 i korden la, 2a og lb, 2b har respektive henvisningstall 31a, 32a og 3lb, 32b (fig. 2).

I utføreIseseksemplet er korden i delen A lagt med 35°, og korden i delen B lagt med 75°. Dette vil si at trådene 3la danner en vinkel a«35° mecl lengderetningen L-,L?, og trådene 32a danner en vinkel -a eller -35 omed lengderetningen. Det samme gjelder for trådene 31b og 32b som danner vinkelen 75° og -75° med lengderetningen L^Lg*

De to trådene Jla og 32a danner på samme måten som trådene

3lb og 32b parallellogrammer innleiret i elastisk materiale.

Ved varm eller kald sammenføyning eller på en hvilken som helst annen kjent måte, settes delene A og B sammen som vist på figurene 3 °S 4 under dannelse av et rør som lukkes i endene, dvs.

et lukket rom.

Når man pumper inn en gass, som f.eks. luft, gjennom en eller flere ventiler som vist ved 4 og når trykket Øker, vil trådene 3la og 32a søke å innta den teoretiske likevektsvinkel på 54°44'»°g parallellogrammene som dannes av trådene vil deformeres og flates ut, slik at vinkelen a, som var lik 35<0>, øker. Delen A i elementet blir kortere.

Trådene 31b og 32b søker også mot teoretisk likevektsvinkel, men de parallellogrammer som trådene danner forlenges slik at vinkelen b som er lik 75° minsker. Delen B i elementet forlenges.

Således vil parallellogrammenes lengdeforandringer, som skyldes forskjellig orientering av armaturen, fremtvinge at elementet hvelver seg langs en vinkelbue, som vist på fig. 5*

Når elementveggene ikke lenger er utsatt for trykkpåvirkning, går armaturen tilbake til utgangsstilling på grunn av elastisiteten i innleiringsmaterialet. Man får således ingen varig forandring.

Bare svake trykk er nødvendig for å hvelve de oppblåsbare elementer og gi dem en betydelig stivhet. Et 9 meter langt element, hvor trådene 3 er av rayonfibre og som har en diameter på 400 w* i oppblåst tilstand, vil oppnå nedenstående krumningsradier og ned-bøyninger ved 100 kg<»>s belastning, som funksjon av nedenstående trykk.

Under belastning vil spenningene som regel lokaliseres på visse steder, som kan føre til deformasjoner. Derfor Økes vanligvis elementenes tverrsnitt og styrke i de områder der det er størst spenning, slik at man oppnår bedre motstandskraft.

For et bestemt elastisk materiale avhenger krumningsradien

av kordvinkelen i partiene A og B, oppblåsningstrykket, og sirkel-buens størrelser avhenger, for en gitt krumningsradius, av det oppblåsbare elementets lengde.

Således kan man i henhold til oppfinnelsen lage oppblåsbare hvelvinger og buer av alle størrelser. Man kan løse de fleste av de oppstående praktiske problemer ved å benytte kordvinkler på mellom 25 og 55° for vinkelen a og mellom 60 og 80° for vinkelen b.

Man kan likeledes lage reisverkelementer av forskjellig form ved å anordne de oppblåsbare elementer inntil hverandre, som vist på eksemplet, men med forskjellige egenskaper for hvert element, eventuelt kan man også bruke elementer som etter oppblåsingen forblir rette. På denne måten kan man fremstille oppblåsbare reisverkelementer hvor rette partier veksler med buede partier, eventuelt med forskjellig krumning og i forskjellige plan.

Man har funnet at problemet med lukking av endepartiene og med befestigelse av elementene til bakken best kan løses ved å

feste rørendene til veggene i en metallsylinder hvor bunnen er lukket av en metallplate, fastsveiset eller festet på annen måte.

I utførelseseksemplet på figurene 6 - 8 er de to deler A og B av samme utførelse som tidligere, men de er bøyet og limt til seg selv under dannelse av rør $ og 6,

Rørene eller hulrommene 5 og 6 limes eller festes på annen måte til hverandre i lengderetningen.

Man pumper rørene opp til samme trykk gjennom ventilene 7 °g 8. Det kan eventuelt finnes forbindeIseskanaler mellom de to rør for å sikre samme trykk i rørene.

I alle tilfelle vil elementene i henhold til foreliggende oppfinnelse, i uoppblåst tilstand foreligge som myke bånd som lett kan brettes, transporteres og lagres.

Claims (4)

1. Oppblåsbart element som inntar bueform ved oppblåsing, bestående av minst to deler med forskjellige forlengelsesegenskaper, karakterisert ved at hver av disse deler består av elastisk materiale som er armert med minst to kordduker av parallelle tråder krysslagt over hverandre symmetrisk i forhold til elementets lengderetning i en viss vinkel med lengderetningen og slik at kord-dukenes nevnte kryssleggingsvinkel i den ene elementdel er forskjellig fra kryssleggingsvinkelen i den andre delen.

2. Element som angitt i krav 1, karakterisert ved at armeringsdukene i den ene del danner en vinkel med lengderetningen på mellom 25° og 55° og armeringsdukene i den andre delen danner en vinkel med lengderetningen på mellom 60° og 80°.

3. Oppblåsbart element i henhold til et av kravene 1 og 2, karakterisert ved at det består av to rOr sammenfOyet over hele lengden.

4. Element som angitt i kravene 1, 2 og 3, karakterisert ved at hvert av rOrenes endepartier er lukket ved fastliming til en metallsylinder forsynt med bunn.