WO2003054329A1

WO2003054329A1 - Druckstab für pneumatische bauelemente

Info

Publication number: WO2003054329A1
Application number: PCT/CH2002/000371
Authority: WO
Inventors: Mauro Pedretti
Original assignee: Prospective Concepts Ag
Priority date: 2001-12-21
Filing date: 2002-07-08
Publication date: 2003-07-03
Also published as: AU2002344905A1; CN1606652A; EP1456488A1; ATE441012T1; US20050077428A1; DE50213802D1; EP1456488B1

Abstract

Der erfindungsgemässe Druckstab (3) für die Aufnahme von Druckkräften eines pneumatischen Bauelementes mit einem mit Druckgas gefüllten Hohlkörper (2) weist eine Nut (8) auf mit einer im Wesentlichen kreisförmigen Ausweitung (10) und einem Hals (9). In die Nut (8) kann eine Tasche (6), welche über die ganze Länge des Hohlkörpers (2) an diesem befestigt ist, eingestülpt werden, bevor der Hohlkörper (2) mit Druckgas beaufschlagt ist. Nach dem Einstülpen wird ein Klemmelement (11) mit im Wesentlichen kreisförmigem Querschnitt in den in der Nut (8) liegenden Teil der Tasche (6) eingezogen. Nach dem Beaufschlagen des Hohlkörpers (2) mit Druckgas verläuft die Umlaufspannung des Hohlkörpers (2) über den nun festgeklemmten Teil der Tasche (6) .

Description

Druckstab für pneumatische Bauelemente

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Druckstab, also ein Element zur Aufnahme der Druckkräfte bei einem pneumatischen Bauelement, und eine Vorrichtung zu seiner Befestigung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Solche Druckstäbe sind bekannt und beschrieben beispielsweise in der Europäischen Patentanmeldung 01 903 559.1 des gleichen Erfinders.

Im genannten Dokument ist der Druckstab aus praktischen Erwägungen mehrteilig ausgeführt, wobei die einzelnen Teile oder Abschnitte in aller Regel nach- bzw. hintereinander in geeignet geformten Taschen am pneumatischen Bauelement eingescho- ben werden. Da diese einzelnen Abschnitte nur Druckkräfte aufnehmen und übertragen, ist es völlig ausreichend, diese einfach stumpf stossend aneinander zu reihen.

Die von den Druckstäben aufzunehmenden Kräfte können jedoch beträchtlich werden. Dies verlangt, dass die Druckkräfte über möglichst die ganze Querschnittsfläche von einem Abschnitt des Druckstabes auf den anderen übertragen werden. Dies ist jedoch nur dann der Fall, wenn die genannten Taschen sehr genau gefertigt sind, und beim Einschieben der Stabteile oder - abschnitte äusserst sorgfältig vorgegangen wird. Das wiederum verteuert die Herstellung der pneumatischen Bauelemente und verlangsamt den Aufbau vor Ort. Ferner ist es möglich, dass trotz grosser Genauigkeit beim Fertigen und Sorgfalt beim Aufbau, sich durch beispielsweise windinduzierte Bewegungen der pneumatischen Bauelemente mit der Zeit gegenseitige Ver- Schiebungen der Abschnitte ergeben, die der Qualität der Bauelemente abträglich sind. Zudem sind die Druckstäbe grundsätzlich in den genannten Taschen eingelegt. Fixationspunkte für technische Anlagen und Geräte sind in der Regel mit Verletzung der Taschen verbunden und mit zusätzlichem Aufwand verbunden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Druckstabes, der die genannten Nachteile nicht aufweist und überdies die Möglichkeit bietet, zugängliche Befestigungspunkte für Anlagen und Apparate der Energie- und Haustechnik zu schaffen.

Die Lösung der gestellten Aufgabe ist wiedergegeben im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 hinsichtlich ihrer wesentlichen Merkmale, in den folgenden Ansprüchen hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausbildungen.

Anhand der beigefügten Zeichnungen wird der Erfindungsgedanke mit mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen

Fig. la ein pneumatisches Bauelement gemäss dem Stande der

Technik in einer Seitenansicht, Fig. 1b das pneumatische Bauelement von Fig. la in einem

Querschnitt,

Fig. 2a ein erstes Ausführungsbeispiel eines Druckstabes in einem Querschnitt, Fig. 2b das erste Ausführungsbeispiel zusammen mit einem

Hohlkörper,

Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Druckstabes zusammen mit zwei Hohlkörpern,

Fig. 4 ein drittes Ausführungsbeispiel eines Druckstabes im Querschnitt,

Fig. 5 ein Detail des dritten Ausführungsbeispieles in einer Seitenansicht,

Fig. 6 ein viertes Ausführungsbeispiel eines Druckstabes in einem Querschnitt.

Fig. la, b beziehen sich auf den Stand der Technik. Fig. la ist ein pneumatisches Bauelement 1 in Seitenansicht und be- steht aus einem hier zylindrischen Hohlkörper 2, auf welchen ein Druckstab 3 aufgesetzt ist. An den Enden des Druckstabes 3 ist dieser mit zwei Zugbändern 4 fest verbunden, welche in gegenläufigem Schraubungssinne um den Hohlkörper gespannt sind und dort straff anliegen. In der Terminologie der Baustatik sind diese Befestigungsstellen der Zugbänder 4 Knoten 5 genannt. Gemäss der Technik wird der Druckstab 3 in Taschen 6 eingeschoben, welche am Hohlkörper durch Schweissen, Kleben oder Nähen befestigt sind.

Der Hohlkörper 2 weist zwei Kappen 18 auf, die ihn nach aussei! abschliessen, und besteht vorzugsweise aus einem wenig dehnbaren textilen Gewebe und ist entweder luftdicht ausgeführt -beispielsweise mit einer PVC-Beschichtung - oder ist nur zugfeste aber nicht luftdichte Hülle für einen eingelegten Gasschlauch aus einem elastischen Kunststoff. Soll der Hohlkörper 2 luftdicht sein, so sind die Nähte der Taschen 6 nach dem Nähen abzudichten. Fig. lb zeigt einen Querschnitt AA durch das pneumatische Bauelement 1 in etwas grösserem Massstab. Hier ist noch ersichtlich, dass die Zugbänder 4 allenfalls in Laschen 7 geführt werden können, um deren Lage im schlaffen Zustande des Bauelementes 1 zu fixieren. Fig. 2a, b nun zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel des er- findungsgemässen Druckstabes 3 in einem Querschnitt, in Fig. 2a allein, in Fig. 2b zusammen mit dem noch nicht mit Druckgas beaufschlagten Hohlkörper 2. Der Druckstab 3 weist über seine ganze Länge eine Nut 8 auf, welche - im Querschnitt - einen engen Hals 9 und eine etwa kreisförmige Ausweitung 10 aufweist. Das Material der Tasche 6 kann in die noch leere Nut 8 eingestülpt werden; um es darin zu fixieren, wird ein über die ganze Länge des Druckstabes 3 sich erstreckendes Klemmelement 11 eingezogen. Dieses kann aus einem runden Stabe aus beispielsweise Aluminium oder Kunststoff, oder auch aus einer textilen Rundschnur bestehen. Die Tasche 6 ist so auf dem Material des Hohlkörpers 2 befestigt, dass dieses im schlaffen Zustande des Hohlköpers 2 so locker liegt, dass die Zugspannung in der Hülle des Hohlkörpers 2 im Bereiche des Druckstabes 3 über das Material der Tasche β läuft. Wiederum gibt es hier zwei Varianten: Die Hülle des Hohlkörpers 2 ist luftdicht ausgeführt, oder in die Hülle des Hohlkörpers wird ein aus einem elastischen Kunststoff bestehender Gasschlauch 12 eingelegt. Durch das Klemmelement 11 werden die Teile des Druckstabes 3 dauernd zum Fluchten gebracht.

In Fig. 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungs- gemässen Druckstabes 3 dargestellt, zusammen mit Teilen der Hohlkörper 2. Der Druckstab 3 ist hier so ausgeführt, dass er zwei Nuten 8 aufweist, welche einander spiegelbildlich gegenüberliegen. Mit dem Druckstab 3 gemäss Fig. 3 können zwei pneumatische Bauelemente 1 gemäss Fig. 1 gekoppelt werden. Wird das pneumatische Bauelement 1 jedoch so ausgeführt, dass es längs zweier, azimutal um 180° versetzter, Mantellinien je einen Druckstab 3 aufweist - je mit zwei Zugbändern 4 versehen, so lassen sich mit dem Druckstab 3 gemäss Fig. 3 beliebig viele pneumatische Bauteile 1 aneinanderreihen, beispielsweise um eine Dachfläche zu bilden. In Fig. 4 ist eine Weiterbildung des Druckstabes 3 gemäss Fig. 3 dargestellt. Der Druckstab 3 weist ebenfalls zwei Nuten 8 auf. Sein Querschnitt ist jedoch grösser, als jener des Ausführungsbeispiels gemäss Fig. 3. In diesem vergrösserten Querschnitt sind beispielsweise zwei längs des Druckstabes 3 verlaufende Bohrungen 13 angebracht. Diese sind vorgesehen, um Fluide, beispielsweise Wasser und/oder Druckluft, zu führen. Im dargestellten Querschnitt sind zwei Schnellverschlüsse 14 dargestellt, die auf Bohrungen 15 aufgesetzt sind, welche quer zu den längs verlaufenden Bohrungen 13 angebracht sind, und es ermöglichen, Wasser- und Druckluftverbraucher, die unter einem oben erwähnten Dach vorgesehen sind, zu versorgen. Selbstverständlich sind die genannten Schnellverschlüsse 14 so codiert, dass sie nur entweder für Wasser oder für Druckluft verwendbar sind, wie es dem Stande der Technik entspricht.

Werden mehrere Abschnitte von Druckstäben 3 stumpf gestossen, so befinden sich zwischen den einzelnen Abschnitten Verbindungselemente ebenfalls nach dem Schnellverschluss-Prinzip, wie in Fig. 5 in einer Seitenansicht dargestellt ist. Hier ist zwischen den Schnellverschlüssen 14 beispielsweise ein Zwischenstück 16 angeordnet, welches einerseits auf Längsbelastung elastisch federnd reagiert, anderseits flexibel ist auf Biegung, so dass die Schnellverschlüsse 14 statisch gese- hen unbestimmt sind, und keine nennenswerten Biege- und Druckkräfte darüber abgeleitet werden. Selbstverständlich sind Wasser und Druckluft nur im Sinne von nicht beschränkenden Beispielen gedacht. Allgemeiner kann von Versorgungslei- tungen gesprochen werden, die durch die längs verlaufenden Bohrungen 13 realisiert werden. Ferner kann der Druckstab 3, entweder alternativ oder kumulativ zu den genannten Bohrungen 13 noch Stromschienen bekannter Bauart tragen. Selbstverständlich sind in dieser Art und Weise auch Nachrichten- und Datenleitungen - beispielsweise über Koaxialkabel in den Druckstäben 3 - integrierbar. Damit kann ein provisorisches oder auf Dauer angelegtes mit den genannten pneumatischen Bauelementen 1 errichtetes Gebäude, oder auch nur eine entsprechende Überdachung, ohne das Verlegen von Leitungen mit allen notwendigen Zuleitungen ausgerüstet und versehen werden.

Als weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Druckstabes 3 ist ein solcher zur Verbindung von vier pneumatischen Bauelementen 1 in Fig. 6 schematisch dargestellt. Er trägt, entsprechend seiner Bestimmung, im Querschnitt vier Arme 17, an deren Enden die beschriebenen Nuten 8 angeordnet sind. Selbstverständlich lassen sich einer oder mehrere Arme 17 wiederum zur Aufnahme von Versorgungsleitungen gemäss dem zu Fig. 6 Gesagten gestalten und ausrüsten. Anstelle von vier Armen 17 kann der Druckstab 3 selbstverständlich auch eine andere Anzahl von Armen 17 aufweisen, wie z.B. drei oder sechs. Zusätzlich können die daran befestigten pneumatischen Bauelemente 1 mit Druckstäben 3 gemäss Fig. 3 ausgerüstet und damit untereinander verbunden sein. Es ist vorteilhaft, die Druckstäbe 3 aus extrudierten Aluminiumprofilen zusammenzusetzen, da dies einerseits kostengünstig, anderseits mit grosser Gestaltungsfreiheit erfolgen kann. Ebenso können die vorzusehenden Druckkräfte mit den notwendigen Querschnittsflächen und -formen in Einklang ge- bracht werden.

Damit werden andere Materialien, wie extrudierbare Kunststoff-Kompositwerkstoffe keineswegs verworfen, gilt es doch für jeden Anwendungszweck von pneumatischen Bauelementen die hinsichtlich Aufgabe, Gestaltung und Kosten die optimale Lösung zu finden.

Claims

Patentansprüche

1. Druckstab für ein pneumatisches Bauelement (1), - welches besteht aus einem gasdichten oder einen dichten Gas- schlauch enthaltenden im Wesentlichen zylindrischen Hohlkörper (2), mindestens einem längs einer Mantellinie dieses Hohlkörpers (2) angeordneten Druckstab (3) und pro Druckstab (3) mindestens zwei Zugbändern (4), welche, von den Enden des mindestens einen Druckstabes (3) ausgehend, in gegenläufigem Schraubungssinne um den Hohlkörper (2) gespannt sind, und Vorrichtung zu seiner Befestigung auf einem Hohlkörper (2) - dadurch gekennzeichnet, dass der Druckstab (3) über seine ganze Länge mindestens eine Nut (8) aufweist, welche gegliedert ist in einen Hals (9) und eine im Wesentlichen kreisförmige Ausweitung (10) , der Hohlkörper (2) eine Tasche (6) aufweist, welche sich über dessen ganze Länge erstreckt und über ihre ganze Länge am Hohlkörper (2) befestigt ist, - die Tasche (6) über ihre ganze Länge in die Nut (8) eingestülpt werden kann, ein Klemmelement (11) vorhanden ist mit im Wesentlichen gleicher Länge wie der Druckstab (3) , welches in den in die Nut (8) eingestülpten Teil der Tasche (6) eingeschoben werden kann und diesen Teil bei druckbeaufschlagtem Hohlkörper (2) in der Nut (8) festklemmt .

2. Druckstab und Vorrichtung zu seiner Befestigung auf einem Hohlkörper (2) nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Klemmelement (11) ein Rundstab (6) ist .

3. Druckstab und Vorrichtung zu seiner Befestigung auf einem Hohlkörper (2) nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Klemmelement (11) eine Rundschnur ist.

4. Druckstab und Vorrichtung zu seiner Befestigung auf einem Hohlkörper (2) nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckstab (3) zwei Nuten (8) aufweist, die am Druckstab (3) spiegelbildlich angeordnet sind und die Druckkräfte von zwei pneumatischen Bauelementen (1) aufnehmen und diese gleichzeitig verbinden können.

5. Druckstab und Vorrichtung zu seiner Befestigung auf einem Hohlkörper (2) nach Patentanspruch 1, dadurch gekenn- ' zeichnet, dass der Druckstab (3) im Querschnitt mindestens drei Arme (17) aufweist, die sich über seine ganze Länge erstrecken und an deren äussere Enden je eine Nut (8) aufweisen, welcher Druckstab (3) also die Druckkräfte von ebenso vielen pneumatischen Bauelementen (1) aufnehmen und diese gleichzeitig verbinden kann.

6. Druckstab und Vorrichtung zu seiner Befestigung auf einem Hohlkörper (2) nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Hohlkörper (2) mindestens zwei wei- tere Taschen (6) aufweist zur Befestigung der Hohlkörper (2) an Druckstäben (3), welche je zwei Hohlkörper (2) miteinander verbinden können.

7. Druckstab und Vorrichtung zu seiner Befestigung auf einem Hohlkörper (2) nach Patentanspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckstab (3) mindestens eine längs verlaufende Bohrung (13) aufweist zur Aufnahme und Leitung von Fluiden.

8. Druckstab und Vorrichtung zu seiner Befestigung auf einem Hohlkörper (2) nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid Wasser ist.

9. Druckstab und Vorrichtung zu seiner Befestigung auf einem Hohlkörper (2) nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid ein unter Druck stehendes Gas ist.

10. Druckstab und Vorrichtung zu seiner Befestigung auf einem Hohlkörper (2) nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckstab (3) eine Vielzahl von quer zu den Längsbohrungen (13) verlaufende Bohrungen (15) aufweist, welche Schnellverschlüsse (14) tragen für den Anschluss von Schläuchen an die Fluide leitenden Längsbohrungen (13) .

11. Druckstab und Vorrichtung zu seiner Befestigung auf einem Hohlkörper (2) nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsbohrungen (13) der einzelnen Abschnitte des Druckstabes (3) an ihren Enden mit Schnellverschlüssen (14) ausgerüstet sind mit einem längs nachgiebigen und biegeelastischen Zwischenstück (16) zur Ver- bindung der Längsbohrungen (13) der einzelnen Abschnitte des Druckstabes (3) .

12. Druckstab und Vorrichtung zu seiner Befestigung auf einem Hohlkörper (2) nach Patentanspruch 4 oder 5, dadurch ge- kennzeichnet, dass der Druckstab (3) Stromschienen trägt für die Zuleitung von elektrischem Strom an Verbraucher.

13. Druckstab und Vorrichtung zu seiner Befestigung auf einem Hohlkörper (2) nach Patentanspruch 4 oder 5, dadurch ge- kennzeichnet, dass der Druckstab (3) Koaxialkabel integriert enthält.

14. Druckstab und Vorrichtung zu seiner Befestigung auf einem Hohlkörper (2) nach einem der Patentansprüche 1, 4, 5, 6, 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckstab (3) aus einem extrudiertem Aluminiumprofil besteht.

15. Druckstab und Vorrichtung zu seiner Befestigung auf einem Hohlkörper (2) nach einem der Patentansprüche 1, 4, 5, 6, 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckstab (3) aus einem extrudierten Kompositwerkstoff besteht.