PNEUMATISCHES BAUELEMENT

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein pneumatisches Bauelement nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

[0002] Pneumatische Bauelemente in der Form von aufblasbaren rohrformigen Hohlkorpern sind mehrere bekannt geworden, so beispielsweise aus US 3,894,307 (D1), US4,712,335 (D2), US 5,735,083 (D3) und FR 2,741,373 (D4). Wird ein solches Bauelement transversal belastet, so liegt die zu losende Aufgabe vor allem darin, die auftretenden Zug- und Schubkrafte aufzunehmen, ohne dass das Bauelement einknickt. Wahrend aus D3 und D4 vor allem Losungen bekannt sind, wie die Zugkrafte aufgenommen werden konnen, werden in D1 und D2 zusatzlich Losungen fur die Aufnahme von Druckkraften offenbart.

[0003] In D2 werden die Druckkrafte durch zahlreiche Kohlefaserstabe aufgenommen, welche zwischen zwei gesondert zu errichtende Widerlager - beispielsweise aus Stahlbeton - eingespannt sind. Der pneumatische Teil der dort beschriebenen Bauelemente hat nur die Aufgabe, die Druckstabe gegen vor allem seitliches Ausknicken zu stabilisieren.

[0004] In D1 werden mehrere der beschriebenen Bauelemente parallel zusammengefasst zu einer Brucke. Die Zugkrafte werden durch untenliegende, gesondert gefuhrte Kabel aufgenommen, die Druckkrafte durch die aus Elementen aneinandergereihte Bruckenplatte. Dabei muss jedes Element gegen Ausknicken fur sich an zwei weiteren, parallel zu den pneumatischen Elementen verlaufenden, Kabeln gesichert werden.

[0005] In den der vorliegenden Erfindung am nachsten liegenden Dokumenten D1, D2, werden Vorrichtungen beschrieben, welche zwar sowohl Zug-. als auch Druckelemente aufweisen, im Ubrigen jedoch sowohl in der Herstellung als auch im Einsatz sehr aufwendig sind. Uberdies sind die eigentlichen pneumatischen Elemente lediglich als Abstandshalter zwischen Zug- und

[0006] Druck-elementen eingesetzt und konnten in dieser Funktion auch durch andere Leichtbauelemente ersetzt werden. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung von pneumatischen Bauelementen mit Zug- und Druckelementen, welche einfach und kostengunstig hergestellt, leicht zu komplexeren Bauteilen und Bauten wie Dachern und Brucken zusammengefugt werden konnen und deren Aufrichtung zudem sehr schnell erfolgen kann.

[0007] Die Losung der Aufgabe ist wiedergegeben im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 hinsichtlich ihrer wesentlichen Merkmale, in den folgenden Anspruchen hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausbildungen.

[0008] Anhand der beigefugten Zeichnung wird der Erfindungsgegenstand mittels mehrerer Ausfuhrungsbeispiele naher erlautert.

[0009] Es zeigen

Fig. 1a

die schematische Darstellung eines ersten Ausfuhrungsbeispiels eines pneumatischen Bauelementes in Seitenansicht,

Fig. 1b

den Gegenstand von Fig. la in einer Perspektive,

Fig. 2

eine schematische Darstellung der Krafte,

Fig. 3a, b, c

Ausfuhrungsdetails des ersten Ausfuhrungsbeispiel,

Fig. 4a bis e

Verschiedene Anordnungen von Zugelementen in Abwicklungen,

Fig. 5

ein zweites Ausfuhrungsbeispiel,

Fig. 6

ein drittes Ausfuhrungsbeispiel,

Fig. 7

ein Beispiel fur die Anwendung des ersten Ausfuhrungsbeispiels,

Fig. 8a, b, c

ein viertes Ausfuhrungsbeispiel in drei Ansichten,

Fig. 9

ein Beispiel fur die Kombination von Bauelementen gemass Fig. 8,

Fig. 10

ein funftes Ausführungsbeispiel.

[0010] Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines ersten Ausfuhrungsbeispiels des Erfindungsgedankens. Das hier gezeigte Bauelement besteht aus einem langgestreckten, im wesentlichen zylindrischen mit Druckluft beaufschlagten Hohlkorper 1 der Lange L und mit einer Langsachse A, welcher aus einem flexiblen und luftdichten Material gefertigt ist. Auf seiner Oberseite ist ein auf axiale Krafte beanspruchbarer Druckstab 2 angebracht. Dessen Enden sind als Knoten 3 ausgestaltet, an denen je zwei Zugelemente 4 befestigt sind. Die axialen Enden des Hohlkorpers 1 tragen je eine Kappe 5; beispielsweise eine dieser Kappen 5 ist mit einem Ventil 6 zur Be- und Entluftung des Hohlkorpers 1 ausgerustet.

[0011] Die zwei Zugelemente 4 umschlingen den Hohlkorper 1 schraubenformig in entgegengesetztem Umlaufssinne beispielsweise je einmal mit konstanter Ganghohe. Daher uberschneiden sie einander an einer Stelle 8 in der Mitte einer dem Druckstab 2 gegenuberliegenden Mantellinie 7. Druckstab 2 und Mantellinie 7 liegen beide in einer Symmetrieebene E, welche ebenfalls die mit A bezeichnete Langsachse des Hohlkorpers 1 enthalt.

[0012] Der Druckstab 2 ist so auf dem Hohlkorper 1 angebracht, dass er beispielsweise im schlaffen Zustande des Hohlkorpers 1 eingeschoben werden kann, wie in Fig. 3a, b gezeigt wird. Damit ist er gegen seitliches Ausknicken gesichert. Verschiedene Ausfuhrungsarten der Knoten 3 sind bekannt und dem Bauingenieur gelaufig, womit hier auf deren Darstellung verzichtet werden kann.

[0013] Fig. 2 zeigt ein Belastungsbeispiel des Bauelementes gemass Fig. 1a, b. Eine in der Symmetrieebene E liegende Kraft F_m wirkt auf die Mitte des Druckstabes 2. Dieser ist in den Knoten 3 unterstutzt. Unter Vernachlassigung des Eigengewichtes des Bauelementes wirken dann Auflagerkrafte F_A auf jeden Knoten 3. Wie dem Fachmann bekannt ist, wirken nun von beiden Knoten 3 aus reine Druckkrafte F_s auf den Druckstab 2 und reine Zugkrafte F_z in den Zugelementen 4, wobei sich die vektoriellen Komponenten dieser Zugkräfte, welche senkrecht zur Symmetrieebene E stehen, jeweils zu Null kompensieren, jedoch dem Bauelement senkrecht zur Symmetrieebene E eine grosse Steifigkeit und Knickfestigkeit erteilen. Die Grenzlast eines solchen Bauelementes ergibt sich daraus, dass die durch die Zugspannung der Zugelemente 4 verursachte Flachenpressung (in N/m²) des Hohlkorpers 1 kleiner sein muss, als der im Hohlkorper 1 herrschende Uberdruck p.

[0014] Fig. 3a, b, c sind Darstellungen einiger Ausfuhrungsdetails des Hohlkorpers 1. Im Querschnitt gemäss Fig. 3a ist der Hohlkorper 1 in Funktionstrennung ausgefuhrt: Eine aussere Hulle 10, beispielsweise aus einem textilen Gewebe gefertigt, ubernimmt die Kraft- und Spannungsbeanspruchungen. In ihrem Inneren birgt sie einen luftdichten Schlauch 11 aus einem geeigneten Elastomer, welcher durch die Hülle 10 in seiner Form definiert und gehalten wird. Beispielsweise auf die Hulle 10 aufgenaht sind Manschetten 12, 13, welche durchgehend oder auch unterbrochen sein konnen. Die Manschette 13 nimmt den Druckstab 2 auf, die Manschetten 12 die Zugelemente 4, welche hier als flache Bander ausgefuhrt sind.

[0015] In der Ausfuhrung gemass Fig. 3b bilden die Hulle 10 und der Schlauch 11 eine Funktionseinheit, welche als Druckkorper 14 bezeichnet wird und beispielsweise aus einem kunststoffbeschichteten Gewebe besteht, welches in bekannter Weise entweder genaht und abgedichtet, geschweisst oder geklebt ist. Als Variante zu den Manschetten 12, 13 tragt der Druckkorper 14 mehrere Laschen 15, 16, wobei die einfachen Laschen 15 für die Zugelemente 4 vorgesehen sind, deren Lage durch ihre Eigenschaft als geodatische Linien definiert ist, die Laschen 16 fur den Druckstab 2 jedoch als sog. Capstan-Laschen ausgefuhrt sind, welche den Druckstab 2 einmal umschlingen. Im schlaffen Zustande des Druckkorpers 14 sind die Laschen 16 locker, der Druckstab lasst sich ohne weiteres einschieben. Im Betriebszustande des Druckkorpers 14 sind sie jedoch straff um den Druckstab 2 gelegt und verhindern damit dessen seitliches Ausknicken. Den Anforderungen entsprechend, die an das Bauelement gestellt werden, konnen die verwendeten Materialien in einem weiten Bereich angepasst werden. Fur einfachere Anwendungen sind textile Materialien wie Polyesterseile und -Gewebe fur die Zugelemente 4 und die Bewehrung des Hohlkorpers 1 vollauf genugend und zudem kostengunstig. Fur den Druckstab 2 konnen selbst einfache Materialien wie beispielsweise Bambusstabe verwendet werden. Da der Druckstab 2 gegen seitliches Ausknicken durch die Manschetten 13 gut gesichert ist, kann der Druckstab 2 auch aus stumpf stossenden Einzelstucken zusammengesetzt sein.

[0016] Fur hohe Belastungen konnen jedoch textile Materialien aus Aramidfasern und fur den Druckstab 2 Kompositmaterialien aus Kohlefasern in einer geeigneten Kunststoffmatrix vorgesehen werden.

[0017] Die in den Fig. 3a, b, c dargestellten Ausfuhrungsbeispiele sind ohne beschrankenden Charakter; dem mit der Losung dieser Details vertrauten Fachmann werden viele weitere Losungen fur die Details zur Verfugung stehen.

[0018] Das erste Ausführungsbeispiel des pneumatischen Bauelementes gemass Fig. 1a, b, 2 ist vorzugsweise geeignet fur eine Punktlast in der Mitte des Bauelementes oder fur eine gleichmassig verteilte Belastung. Soll die Lastverteilung optimiert werden fur andere Lastangriffsstellen, so kann die Anzahl der Zugelemente 4 vermehrt werden. Dies wird anhand der Fig. 4a bis e gezeigt.

[0019] Fig. 4a zeigt das Ausfuhrungsbeispiel von Fig. 1a, b und Fig. 2 in der Abwicklung des Hohlkorpers 1. In Fig. 4b beschreibt jedes Zugelement 4 zwei ganze Umlaufe um den Hohlkorper 1 und ist beispielsweise bei L/2 am Druckstab 2 ebenfalls befestigt. Wird das erfindungsgemasse Bauelement als Tragbalken oder ein ihm entsprechendes Element verwendet, so ist nach dem Ausfuhrungsbeispiel von Fig. 4b eine Stütze bei L/2 notwendig. Damit geht dieses Ausfuhrungsbeispiel in jenes von Fig. 4a über bei halbiertem L.

[0020] Das Ausfuhrungsbeispiel gemass Fig. 4c ist hinsichtlich der Zugelemente 4 eine Uberlagerung jener gemass Fig. 4a und b. Da der Hohlkorper 1 wie in Fig. 4a bei L/2 durch die Zugelemente 4 unterfangen ist, ist hier keine Mittelstutze vonnoten. Ferner entfallt auch die Bevorzugung von Punktlasten bei L/2.

[0021] Im Ausfuhrungsbeispiel gemass Fig. 4d sind drei Paare von Zugelementen 4 eingesetzt; das Bauelement wird damit fur Linienlasten geeignet. An den Stellen 8, wo sich die Zugelemente 4 uberschneiden, sind diese gegenseitig gegen Verschieben gesichert. Fig. 4e zeigt den Einsatz von zwei parallel gegeneinander verschobenen Paaren von Zugelementen 4. Die nicht in den Enden des Druckstabes 2 ansetzenden Zugelemente 4 sind an diesem Stellen ebenfalls in Knotenelementen gesichert. Auch diese Ausfuhrung entscharft die Bevorzugung von Punktlasten in L/2.

[0022] Zwei Ausfuhrungsbeispiele in Form nicht zylindrischer Hohlkorper 1 sind dargestellt in Fig. 5, 6. Dasjenige von Fig. 5 weist einen torusformigen Hohlkorper 1 auf; der zugehorige Druckstab 2 ist dann beispielsweise kreisbogenformig.

[0023] Das Ausfuhrungsbeispiel von Fig. 6 ist ein Doppelkonus mit beispielsweise kreisbogenformiger Mantellinie. Selbstverstandlich ist auch kegelstumpfformiger Hohlkorper 1 im Erfindungsgedanken mitenthalten

[0024] Die Zugelemente der Ausfuhrungsbeispiele gemass Fig. 5, 6 sind angeordnet analog zu Fig. 1,2. Selbstverstandlich sind alle Ausfuhrungsformen gemass Fig. 4a bis e, hier entsprechend angepasst, ebenfalls erfindungsgemass.

[0025] Fig. 7 ist die Darstellung eines Anwendungsbeispiels des erfindungsgemassen pneumatischen Bauelementes gemass Fig. 1, 2. Mehrere, beispielsweise funf, solcher Bauelemente sind zusammengefasst zu einer Brucke 18. An jedem Ende dieser Brucke 18 fasst ein Joch 19 alle Knoten 3 einer Bruckenseite zusammen und leitet die Auflagerkraft F_A in die Bauelemente ein. Das Joch 19 ist in Fig. 7 durchsichtig dargestellt unter Verzicht auf jegliche technische Einzelheit, da die Ausbildung solcher Joche 19 dem Fachmann bekannt ist.

[0026] Quer uber die aus Hohlkorper 1, Druckstab 2 und Zugelementen 4 bestehenden pneumatischen Bauelemente sind beispielsweise Holzplanken 20 gelegt und in an sich bekannter Weise miteinander und den Druckstaben 2 verbunden. Das nicht dargestellte andere Ende der Brucke 18 ist in gleicher Art ausgefuhrt. Selbstverstandlich sind weitere bekannte Arten von Deckbelagen fur die Brucke moglich, wie Lochbleche oder andere geeignete Formen und Materialien.

[0027] Ebenfalls nicht dargestellt - da Stand der Technik - sind die Ventile 6 und ein allenfalls sie zusammenfassendes Sammelrohr zum gleichzeitigen und druckgleichen Aufpumpen der Hohlkorper 1.

[0028] Fig. 8 ist die Darstellung eines weiteren Ausfuhrungsbeispiels des Erfindungsgedankens. Fig. 8a zeigt eine Seitenansicht, Fig. 8b eine Draufsicht und Fig. 8c einen Querschnitt. Der Hohlkorper 1 ist gleich ausgebildet, wie jener gemass Fig. 1 einschliesslich der verschiedenen Herstellungsvarianten. Das Ausfuhrungsbeispiel gemass Fig. 8 weist jedoch zwei seitlich angebrachte Druckstabe 2 auf. Jeder Druckstab 2 tragt an jedem Ende einen Knoten 3 zur kraftschlussigen Verbindung von Druckstab 2 und Zugelementen 4. Zwar nimmt bei gleichem Druckmesser des Hohlkorpers 1 nun dessen wirksame Hohe ab, gleichzeitig ist das Bauelement nach Fig. 8 (mit der Ziffer 22 belegt) jedoch in der Lage positive und negative Biegemomente aufzunehmen. Die so reduzierte maximale Belastbarkeit konnte, falls notig, selbstverstandlich durch die Wahl eines grosseren Durchmessers fur den Hohlkorper 1 kompensiert werden. Die Befestigung der Druckstäbe 2 am Hohlkorper 1 geschieht mit analogen oder gleichen Mitteln, wie beim ersten Ausfuhrungsbeispiel gemass Fig. 1, 2. Im Ubrigen gilt das zu Fig. 4a - e zu den Zugelementen Gesagte auch fur das Ausfuhrungsbeispiel gemass Fig. 8.

[0029] In Fig. 9 ist ein Anwendungsbeispiel einer Kombination von Bauelementen 22 gemass Fig. 8 dargestellt. Eine Vielzahl von solchen Bauelementen 22 ist nebeneinander angeordnet. Jeder Druckstab 2 ubernimmt die aus der Belastung des Bauelementes 22 in Richtung der Vektorpfeile (Lastkraft F_L) in Fig. 9 resultierende Druckkraft zweier benachbarter Bauelemente 22. Zur Aufnahme eines Druckstabes 2 sind die Wandungen zweier benachbarter Hohlkorper 1 entlang zweier Mantellinien zusammengefugt - durch Nahen, Kleben oder Schweissen - wodurch eine langsverlaufende Tasche 21 entsteht. Durch das Aufpumpen der Hohlkorper 1 werden die in die zunachst noch schlaffen Taschen 21 eingeschobenen Druckstabe 2 zwischen den Hohlkorpern 1 eingeklemmt und sind gegen Ausknicken auf beide Richtungen gesichert. Durch eine solche Anordnung lasst sich ein leichtes Dach grosser Spannweite erzeugen, das zudem den grossen Vorteil hat sowohl Schneelasten als auch hebenden Windkraften standzuhalten.

[0030] Es ist im Erfindungsgedanken ferner enthalten, die in Fig. 5, 6 dargestellten Ausfuhrungsbeispiele mit zwei Druckstaben 2 gemass Fig. 8 zu versehen. Ferner konnen solche modifizierte Bauelemente gemass Fig. 5 und 8 auch aneinander gefugt werden gemass Fig. 9. Damit kann ein gewolbtes Dach realisiert werden; durch Variation des Krummungsradius der Bauelemente gemass Fig. 5 und 8 und Variation von deren Langen lasst sich auch eine Kuppel erzeugen.

[0031] Ein weiteres Ausfuhrungsbeispiel des Erfindungsgedankens zeigt Fig. 10. Hier sind um den zylindrischen Hohlkorper 1 vier Druckstabe 2 regelmassig verteilt angeordnet. Jeder Druckstab 2 weist wiederum an jedem Ende einen Knoten 3 auf, in welchem beispielsweise je zwei Zugelemente 4 befestigt sind. Zur besseren Ubersichtlichkeit der Fig. 10 sind jedem zu einem Druckstab 2 gehorigen Paar von Zugelementen je die gleichen Signaturen zugeordnet. Gegen Ausknicken der Druckstabe 2 in azimutaler Richtung des zylindrischen Hohlkorpers 1 und gegen radiales Ausknicken nach aussen sind sie durch Manschetten (analog den Manschetten 13 gemass Fig. 3) gesichert, und gegen radiales Ausknicken nach innen durch den Uberdruck im Hohlkorper 1. Auf diese Weise entsteht ein ausserordentlich leichtes und axial hoch belastbares pneumatisches Bauelement. Durch geeignete und an sich bekannte Mittel kann dafur gesorgt werden, dass die axiale Drucklast auf alle vier Druckstäbe gleichmassig verteilt ist.

Ansprüche

1. Pneumatisches Bauelement mit einem luftdichten und durch Druckluft beaufschlagbaren langgestreckten Hohlkorper (1) aus flexiblem Material, ferner mit mindestens einem Druckstab (2) und mindestens einem Paar von Zugelementen (4), dadurch gekennzeichnet, dass

- der mindestens eine Druckstab (2) langs einer Mantellinie des Hohlkorpers (1) an diesem anliegt und durch manschettenartige Elemente (13, 16) gegen Verschieben und Ausknicken gesichert ist,

- das mindestens eine Paar von Zugelementen (4) an den beiden Enden des mindestens einen Druckstabes (2) befestigt ist, zu welchem Zweck der Druckstab (2) an jedem Ende einen Knoten (3) aufweist zur gegenseitigen kraftschlussigen Befestigung von Druckstab (2) und Zugelementen (4),

- die mindestens zwei Zugelemente (4) mit mindestens einem Umgang schraubenformig gegenlaufig um den Hohlkorper (1) herumgelegt sind und einander auf eine dem Druckstab (2) gegenuberliegenden Mantellinie (7) des Hohlkopers (1) uberschneiden,

- die Knoten (3) zur Aufnahme von Auflagerkraften eingerichtet sind.

2. Pneumatisches Bauelement nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkorper (1) aus einem luftdicht beschichteten zugfesten Gewebe besteht und mindestens ein Ventil (6) zum Be- und Entluften aufweist.

3. Pneumatisches Bauelement nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass

- der Hohlkorper (1) aus einem zugfesten Gewebe besteht, welche eine aussere Hulle (10) bildet,

- ein luftdichter Schlauch (11) aus einem Elastomer vorhanden und in die aussere Hulle eingelegt ist und mindestens ein Ventil (6) zum Be- und Entluften aufweist.

4. Pneumatisches Bauelement nach Patentanspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass

- es genau einen aus mindestens einem Stuck bestehenden Druckstab (2) aufweist, welcher entlang einer Mantellinie des Hohlkorpers (1) verlauft,

- die Knoten (3) an seinen Enden zur Aufnahme transversaler und quer durch die Langsachse des Hohlkorpers (1) verlaufender Auflagerkrafte eingerichtet ist.

5. Pneumatisches Bauelement nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass genau ein Paar von Zugelementen (4) vorhanden und in den Knoten (3) kraftschlussig mit dem Druckstab (2) verbunden ist, wobei die Zugelemente (4) gegenläufig je eine ganze Zahl von Umgangen um den Hohlkorper (1) beschreiben.

6. Pneumatisches Bauelement nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugelemente (4) je einen Umgang um den Hohlkorper (1) beschreiben.

7. Pneumatisches Bauelement nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass genau zwei Paare von Zugelementen (4) vorhanden und in den Knoten (3) kraftschlussig mit den Druckstaben (2) verbunden sind, wobei jedes Paar von Zugelementen (4) eine ganze Zahl von Umgangen um den Hohlkorper (1) beschreibt.

8. Pneumatisches Bauelement nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das eine Paar von Zugelementen (4) genau einen Umgang, das andere Paar von Zugelementen (4) genau zwei Umgange um den Hohlkorper (1) beschreibt.

9. Pneumatisches Bauelement nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mehr als zwei Paare von Zugelementen vorhanden und in den Knoten (3) kraftschlussig mit den Druckstaben (2) verbunden sind, wobei jedes Paar von Zugelementen (4) eine ganze Zahl von Umgangen um den Hohlkorper (1) beschreibt.

10. Pneumatisches Bauelement nach Patentanspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass

- genau zwei Druckstäbe (2) vorhanden und entlang zwei einander gegenuberliegenden Mantellinien des Hohlkorpers (1) gegen Ausknicken an diesem befestigt sind,

- die Knoten (3) so eingerichtet sind, dass sie jeden Druckstab (2) mit den ihm zugeordneten Paar von Zugelementen (4) kraftschlussig verbinden und zur Aufnahme transversaler Auflagerkrafte eingerichtet sind, wobei diese Auflagerkrafte quer zu einer Ebene. (E) stehen, in welcher die Druckstabe (2) und die Langsachse des Hohlkorpers (1) liegen.

11. Pneumatisches Bauelement nach Patentanspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkorper (1) im Wesentlichen zylindrische Form aufweist.

12. Pneumatisches Bauelement nach Patentanspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkorper (1) im Wesentlichen torusformig ist.

13. Pneumatisches Bauelement nach Patentanspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkorper (1) mindestens einseitig konusformig ist.

14. Pneumatisches Bauelement nach Patentanspruch 11 oder 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass fur jeden Druckstab (2) genau ein Paar von Zugelementen (4) vorhanden und in den Knoten (3) kraftschlussig mit dem zugehorigen Druckstab (2) verbunden sind, wobei die Zugelemente (4) je eine ganze Zahl von Umgangen um den Hohlkorper (1) beschreiben.

15. Pneumatisches Bauelement nach Patentanspruch 11 oder 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass fur jeden Druckstab (2) mehr als ein Paar von Zugelementen (4) vorhanden und in den Knoten (3) kraftschlussig mit den zugehörigen Druckstaben (2) verbunden sind, wobei jedes Paar von Zugelementen (4) eine ganze Zahl von Umgangen um den Hohlkorper (1) beschreibt.

16. Pneumatisches Bauelement nach Patentanspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass

- genau vier Druckstabe (2) vorhanden und entlang von um 90° auseinanderliegenden Mantellinien des Hohlkorpers (1) gegen Ausknicken an diesem befestigt sind,

- pro Druckstab (2) mindestens ein Paar von Zugelementen (4) vorhanden und in den Knoten (3) dieses Druckstabes (2) kraftschlussig verbunden sind,

- jedes Paar von Zugelementen (4) eine ganze Zahl von Umgangen um den Hohlkorper (1) aufweist,

- die Knoten (3) zudem zur Aufnahme von axial zum Hohlkorper (1) verlaufenden Kraften eingerichtet sind.

Claims

1. A pneumatic structural component with an airtight elongate hollow body (1) of flexible material which can be inflated by compressed air, further with at least one pressure rod (2) and at least one pair of tension elements (4), characterised in that

- the at least one pressure rod (2) lies onto the hollow body (1) along a surface line and is secured against displacement and buckling by sleeve type elements (13, 16),

- the at least one pair of tension elements (4) is fastened at both ends of the at least one pressure rod (2), for which purpose the pressure rod (2) has a node (3) for fastening the pressure rod (2) and the tension elements (4) with mutual positive engagement,

- the at least two tension elements (4) are each laid in the form of a screw contra-rotating around the hollow body (1) and intersect each other on a surface line (7) of the hollow body (1) opposite to the pressure rod (2),

- the nodes (3) are designed to accept bearing pressure.

2. A pneumatic structural component according to Claim 1, characterised in that the hollow body (1) comprises an airtight laminated tensile weave and has at least one valve (6) for inflation and deflation.

3. A pneumatic structural component according to Claim 1, characterised in that

- the hollow body (1) comprises a tensile weave which forms an outer skin (10),

- an airtight tube (11) of an elastomer is present and inserted in the outer skin and has at least one valve (6) for inflation and deflation.

4. A pneumatic structural component according to Claim 2 or Claim 3, characterised in that

- it has exactly one pressure rod (2) comprising at least one piece, which runs along a surface line of the hollow body (1),

- the nodes (3) at its ends are designed for the acceptance of bearing forces transversal and at right angles through the longitudinal axis of the hollow body (1).

5. A pneumatic structural component according to Claim 4, characterised in that exactly one pair of tension elements (4) is present and is joined to the pressure rod (4) with positive engagement, whereby the tension elements (4) each describes in contrary sense a whole number of circuits around the hollow body (1).

6. A pneumatic structural component according to Claim 5, characterised in that the tension elements (4) each describe one circuit around the hollow body (1).

7. A pneumatic structural component according to Claim 4, characterised in that exactly two pairs of tension elements (4) are present and joined to the nodes (3) in positive engagement with the pressure rods (2), whereby each pair of tension elements (4) describes a whole number of circuits around the hollow body (1).

8. A pneumatic structural component according to Claim 7, characterised in that one pair of tension elements (4) describes exactly one circuit, the other pair of tension elements (4) exactly two circuits, around the hollow body (1).

9. A pneumatic structural component according to Claim 4, characterised in that more than two pairs of tension elements (4) are present and joined to the nodes (3) in positive engagement, whereby each pair of tension elements (4) describes a whole number of circuits around the hollow body (1).

10. A pneumatic structural component according to Claim 2 or Claim 3, characterised in that

- exactly two pressure rods (2) are present and are fastened along two opposing surface lines of the hollow body (1) against buckling,

- the nodes (3) are so designed that they join each pressure rod (2) with the pair of tension elements (4) associated with them in positive engagement and are adapted to accept transverse bearing forces whereby these bearing forces are at right angles to a plane (E) in which the pressure rods (2) and the longitudinal axis of the hollow body (1) lie.

11. A pneumatic structural component according to Claim 10, characterised in that the hollow body (1) has an essentially cylindrical form.

12. A pneumatic structural component according to Claim 10, characterised in that the hollow body (1) is essentially in the form of a torus.

13. A pneumatic structural component according to Claim 10, characterised in that the hollow body (1) is conically formed at least on one side.

14. A pneumatic structural component according to Claim 11 or 12 or 13, characterised in that for each pressure rod (2) exactly one pair of tension elements (4) is present and joined in the nodes (3) in positive engagement with the associated pressure rod (2), whereby the tension elements (4) each describe a whole number of circuits around the hollow body (1).

15. A pneumatic structural component according to Claim 11 or 12 or 13, characterised in that for each pressure rod (2) more than one pair of tension elements (4) are present and are joined with positive engagement in the associated nodes (3), whereby each pair of tension elements (4) describes a whole number of circuits around the hollow body (1).

16. A pneumatic structural component according to Claim 2 or Claim 3, characterised in that

- exactly four pressure rods (2) are present and fastened against buckling to the hollow body (1) along surface lines lying apart from each other by 90°,

- at least one pair of tension elements (4) are present per pressure rod (2) and joined with positive engagement in the nodes (3) of this pressure rod (2),

- each pair of tension elements (4) has a whole number of turns about the hollow body (1),

- the nodes (3) are also designed for the acceptance of forces running axially to the hollow body (1).

Revendications

1. Elément de construction pneumatique comportant un corps creux (1) étiré en longueur, étanche à l'air et pouvant être sollicité à l'air comprimé, en matériau flexible, en outre au moins une barre comprimée (2) et au moins une paire d'éléments de traction (4), caractérisé en ce que

- l'au moins une barre comprimée (2) est, le long d'une ligne périphérique du corps creux (1), en contact avec celui-ci et que des éléments en forme de manchettes (13, 16) l'empêchent de se décaler et de se plier,

- l'au moins une paire d'éléments de traction (4) est fixée aux deux extrémités de l'au moins une barre comprimée (2), la barre comprimée (2) présentant à cet effet à chaque extrémité un nodule (3) pour la fixation réciproque en correspondance mécanique de la barre comprimée (2) et des éléments de traction (4),

- les au moins deux éléments de traction (4) sont posés avec au moins une révolution à la manière d'une vis et à contresens autour du corps creux (1) et se croisent sur une ligne périphérique (7), faisant face à la barre comprimée (2), du corps creux (1),

- les nodules (3) sont conçus pour absorber des forces d'appui.

2. Elément de construction pneumatique selon la revendication 1 du brevet, caractérisé en ce que le corps creux (1) est composé d'une toile résistant à la traction, enrobée de manière à être étanche à l'air, et présente au moins une soupape (6) pour la ventilation et l'évacuation d'air.

3. Elément de construction pneumatique selon la revendication 1 du brevet, caractérisé en ce que

- le corps creux (1) est composé d'une toile résistant à la traction, qui constitue une enveloppe extérieure (10),

- un tuyau étanche à l'air (11) en élastomère est disponible et inséré dans l'enveloppe extérieure et présente au moins une soupape (6) pour la ventilation et l'évacuation d'air.

4. Elément de construction pneumatique selon la revendication 2 ou 3 du brevet, caractérisé en ce que

- il présente précisément une barre comprimée (2) composée d'au moins un tronçon, qui s'étend le long d'une ligne périphérique du corps creux (1),

- les nodules (3) de ses extrémités sont conçus pour absorber des forces d'appui transversales et orientées transversalement dans l'axe longitudinal du corps creux (1).

5. Elément de construction pneumatique selon la revendication 4 du brevet, caractérisé en ce que précisément une paire d'éléments de traction (4) est disponible et est, dans les nodules (3), reliée en correspondance mécanique à la barre comprimée (2), les éléments de traction (4) décrivant chacun un nombre entier de révolutions autour du corps creux (1).

6. Elément de construction pneumatique selon la revendication 5 du brevet, caractérisé en ce que les éléments de traction (4) décrivent chacun une révolution autour du corps creux (1).

7. Elément de construction pneumatique selon la revendication 4 du brevet, caractérisé en ce que précisément deux paires d'éléments de traction (4) sont disponibles et sont, dans les nodules (3), reliées en correspondance mécanique aux barres comprimées (2), chaque paire d'éléments de traction (4) décrivant un nombre entier de révolutions autour du corps creux (1).

8. Elément de construction pneumatique selon la revendication 7 du brevet, caractérisé en ce qu'une paire d'éléments de traction (4) décrit précisément une révolution, l'autre paire d'éléments de traction (4) précisément deux révolutions autour du corps creux (1).

9. Elément de construction pneumatique selon la revendication 4 du brevet, caractérisé en ce que plus de deux paires d'éléments de traction sont disponibles et sont, dans les nodules (3), reliées en correspondance mécanique aux barres comprimées (2), chaque paire d'éléments de traction (4) décrivant un nombre entier de révolutions autour du corps creux (1).

10. Elément de construction pneumatique selon la revendication 2 ou 3 du brevet, caractérisé en ce que

- précisément deux barres comprimées (2) sont disponibles et sont, le long de deux lignes périphériques opposées à l'une à l'autre du corps creux (1), fixées à celui-ci de manière à les empêcher de se replier,

- les nodules (3) sont conçus de manière à relier en correspondance mécanique chaque barre comprimée (2) à la paire à la paire d'éléments de traction (4) qui lui est associée et sont conçus pour absorber les forces d'appui transversales, ces forces d'appui étant perpendiculaires à un plan (E) dans lequel se trouvent les barres comprimées (2) et l'axe longitudinal du corps creux (1).

11. Elément de construction pneumatique selon la revendication 10 du brevet, caractérisé en ce que le corps creux (1) présente une forme sensiblement cylindrique.

12. Elément de construction pneumatique selon la revendication 10 du brevet, caractérisé en ce que le corps creux (1) a une forme sensiblement toroidale.

13. Elément de construction pneumatique selon la revendication 10 du brevet, caractérisé en ce que le corps creux (1) a une forme sensiblement conique du moins d'un côté.

14. Elément de construction pneumatique selon la revendication 11 ou 12 ou 13 du brevet, caractérisé en ce que, pour chaque barre comprimée (2), précisément une paire d'éléments de traction (4) est disponible et qu'ils sont reliés en correspondance mécanique, dans les nodules (3), à la barre comprimée (2) correspondante, les éléments de traction (4) décrivant chacun un nombre entier de révolutions autour du corps creux (1).

15. Elément de construction pneumatique selon la revendication 11 ou 12 ou 13 du brevet, caractérisé en ce que, pour chaque barre comprimée (2), plus d'une paire d'éléments de traction (4) est disponible et qu'ils sont reliés en correspondance mécanique, dans les nodules (3), aux barres comprimées (2) correspondantes, chaque paire d'éléments de traction (4) décrivant un nombre entier de révolutions autour du corps creux (1).

16. Elément de construction pneumatique selon la revendication 2 ou 3 du brevet, caractérisé en ce que

- précisément quatre barres comprimées (2) sont disponibles et sont, le long de lignes périphériques du corps creux écartées de 90° les unes des autres, fixées à celui-ci de manière à empêcher leur pliage,

- au moins une paire d'éléments de traction (4) est disponible par barre comprimée (2) et qu'ils sont reliés en correspondance mécanique dans les nodules (3) de cette barre comprimée (2),

- chaque paire d'éléments de traction (4) décrit un nombre entier de révolutions autour du corps creux (1),

- les nodules (3) sont en outre conçus pour absorber les forces orientées axialement par rapport au corps creux (1).

Zeichnung