ROTHENTHAL, Wolfgang (Johann-Strauss-Gasse 33-34, Wien, A-1040, AT)
Patentansprüche :
1. Zeltdach mit bogenartigen Stützorganen (2,3), über welche eine Membran (1) gespannt ist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens drei einander kreuzende, bogenartige Stützorgane (2,3) vorgesehen sind, wobei jeweils wenigstens zwei Stützorganenden (4) zueinander benachbart am Untergrund in einem Bogenendbereich (12) festlegbar sind und wobei wenigstens drei Bogenendbereiche (12) vorgesehen sind, und dass an der Membran (1), insbesondere am Membranrand, angreifende annähernd bogenförmig verlaufende Zugorgane ( 7 ) zu den Bogenend- bereichen (12) gespannt sind.
2. Zeltdach nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzliche Membranflächen (5), welche seitliche Teilflächen darstellen, an die Membranränder angeschlossen sind, und an je mindestens einem Abspannpunkt (9, 10, 11) zum Untergrund niedergespannt sind.
3. Zeltdach nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (1) eine haubenartige, der Oberfläche einer seitlich abgeschnittenen Flachkuppel ähnliche Form aufweist.
4. Zeltdach nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge- kennzeichnet, dass sich die Membran (1) aus einzelnen Teilflächen zusammensetzt, wobei die einzelnen Teilflächen eine sattelflächenförmige, antiklastische Oberflächenkrümmung aufweisen.
5. Zeltdach nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützorgane (2,3) an ihren Kreuzungspunkten (6) miteinander kraftschlüssig verbunden sind.
6. Zeltdach nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützorganenden (4) durch eine Befestigungsvorrichtung in einem Bogenendbereich (12) am Untergrund festlegbar sind.
7. Zeltdach nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die angeschlossenen Membranflachen (5) abnehmbar sind.
8. Zeltdach nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die angeschlossenen Membranflachen (5) ein Zugelement (8) am unteren Membranrand aufweisen, welche sowohl zu den beiden angrenzenden Bogenendbereichen (12) als auch zu je mindestens einem Abspannpunkt (9, 10, 11) am Untergrund zwischen den bei- den Bogenendbereichen niedergespannt sind.
9. Zeltdach nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass es aus drei bogenförmigen Stützorganen gebildet ist.
10. Zeltdach nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass als bogenförmige Stützorgane (2,3) zwei Längsbögen (3) und einen Querbogen (2) vorgesehen sind, wobei die Längsbögen (3) die gleiche Spannweite besitzen, sowie der Querbogen (2) eine dazu unterschiedliche, kürzere Spannweite besitzt.
11. Zeltdach nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die bogenförmigen Stützorgane (2,3) ein- ander in einem einzigen Kreuzungspunkt (6) kreuzen.
12. Zeltdach nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der bogenförmigen Stützorgane (2,3) elastisch ist.
13. Zeltdach nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die bogenförmigen Stützorgane (2,3) jeweils aus mehreren Teilstücken bestehen, welche zu ihrer Verbindung biegefeste Verbindungselemente besitzen.
14. Zeltdach nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilstücke von GFK Rohren gebildet sind, welche im Rohrinneren durch ein elastisches Seil verbunden sind.
15. Zeltdach nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die an den Enden der Teilstücke aufgebrachten Verbindungselemente in das Rohr eingeklebt sind.
16. Zeltdach nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die eingeklebten Verbindungen durch eine äußerlich angebrachte Hülse Gegendruck empfangen.
17. Zeltdach nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlüsse der Verbindungselemente eine Stiftform sowie eine Hülsenform aufweisen, in welche der Stift aufgenommen ist.
18. Zeltdach nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Stift des Verbindungselementes an seinem Ansatz beim Verbinden in einen Schnappmechanismus einrastet.
19. Zeltdach nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die öffnung des Schnappmechanismus durch Betätigung eines Elements an der Außenseite des Verbindungselementes erfolgt.
20. Zeltdach nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die bogenförmigen Stützorgane (2,3) in wenigstens einer Lasche der Membran (1) geführt sind.
21. Zeltdach nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (1) am Ende der um die bogenförmigen Stützorgane (2,3) geführten Lasche, am Treffpunkt von Lasche und den beiden an den bogenförmigen Stützorganen (2,3) ziehenden Membranflächen, an ein Zugseil befestigt ist.
22. Zeltdach nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das unter dem bogenförmigen Stützorgan (2,3) an die Membran (1) befestigte Zugseil entlang dem bogenförmigen Stützorgan (2,3) zu dem jeweiligen Stützorganende (4) gespannt ist.
23. Zeltdach nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das am Rand der Membran (1) angreifende Zugorgan (7) von einem Seil gebildet ist.
24. Zeltdach nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugseil in einer Schlaufe der Membran (19) geführt ist.
25. Zeltdach nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugseil einen Endbeschlag besitzt.
26. Zeltdach nach einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Endbeschlag des Zugseiles mit einem Spannsystem zum Bogenendbereich (12) gespannt ist.
27. Zeltdach nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass an allen Randbereichen, die an eine Abspannung grenzen (4, 9, 10, 11), an die Membran (1) Verstär- kungen durch zusätzliche Membranflächen (5) und Gurte angebracht sind.
28. Zeltdach nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützorganenden (4) und die Zugorgane (7) im Bogenendbereich (12) an Bodenplatten festlegbar sind. |
Bogengestütztβs Zeltdach
Die Erfindung bezieht sich auf ein Zeltdach mit bogenartigen Stützorganen, über welche eine Membran gespannt ist.
Auf dem Gebiet des Zeltbaues ist es bekannt Zeltdächer im sogenannten formgefundenen Membranbau auszubilden.
Aus der US 5345962 beispielsweise ist ein pavillonförmiges Zelt bekannt geworden, bei der bogenförmige StützStrukturen eine leichte Membran aufspannen, wobei die Spannung der Membran von Stützstangen außerhalb des Zeltdachs zwischen den bogenförmigen Stützstrukturen aufrechterhalten wird.
In der US 5117852 wird eine polygonale, frei stehende Struktur beschrieben, deren einander kreuzende bogenförmige Stützorgane in der Giebelmitte ein verkleinertes Abbild der Grundfläche umschließen.
Dreidimensionale Tragstrukturen mit Membranen werden für temporäre oder stationäre Baukonstruktionen in der textilen Architektur in den unterschiedlichsten Ausbildungen verwendet. Dabei handelt es sich vornehmlich um räumliche Membrankon- struktionen, deren Stabilität auf Abspannungen zum Erdreich angewiesen ist. Die Funktionsweise von antiklastischen, d.h. gegenläufig gekrümmten, gespannten Membranflächen ist mehrmals beschrieben worden. Es handelt sich im Gebiet des Membranbaus dabei meist näherungsweise um Minimalflächen. Sie werden heutzutage üblicherweise rechnerisch mithilfe von Computer- programmen ermittelt, dieser Prozess wird auch als Formfindung bezeichnet. Durch den materialgerechten Zuschnitt des Membranmaterials kann eine Faltenbildung vermieden werden und über die am Rand der Membran angreifenden seilartigen Zugelemente oder Zugorgane, die an Fundamente, abgespannte Stützen oder an. Bodenplatten befestigt sind, kann die Membranspannung aufrechterhalten werden.
Die Erfindung zielt darauf ab, ein Zeltdach mit bogenartigen Stützorganen, über welche eine Membrane gespannt ist, dahingehend zu verbessern, dass es bei geringem Materialaufwand eine möglichst große Fläche überdachen kann und dabei einen raschen Auf- bzw. Abbau zulässt. Zu diesem Zweck wird das Zeltdach von wenigstens drei einander kreuzenden, bogenartigen Stützorganen aufgespannt, wobei jeweils wenigstens zwei Stützorganenden zueinander benachbart am Untergrund in einem Bogen- endbereich festgelegt sind und wenigstens drei Bogenendbe- reiche vorgesehen sind, und wobei an der Membran, insbesondere am Membranrand, angreifende annähernd bogenförmig verlaufende Zugorgane vorgesehen sind, welche zu den Bogenendbereichen gespannt sind.
Weiters ist zu diesem Zweck das Zelt in bevorzugter Weise aus drei bogenförmigen Stützorganen gebildet, wobei als bogenförmige Stützorgane zwei Längsbögen und ein Querbogen vorgesehen sind, wobei die Längsbögen die gleiche Spannweite aufweisen können und der Querbogen eine dazu unterschiedliche, kürzere Spannweite aufweisen kann.
Um die Wind- und Wetterbeständigkeit verbessern, ist hierfür die Membran vorzugsweise aus einem wetterfesten Kunststoff gefertigt, wobei weiters die Membran eine haubenartige, der Oberfläche einer seitlich abgeschnittenen Flachkuppel ähnliche Form aufweisen kann. Weiters kann zu diesem Zweck die Membran aus einzelnen Teilflächen zusammengesetzt sein, wobei die einzelnen Teilflächen eine sattelflächenförmige, antiklastische Oberflächenkrümmung aufweisen. Die konfektionierten techni- sehen Membranen werden über die Abfolge von Hoch- und Tiefpunkten insbesondere gegensinnig gekrümmt und können auf diese Weise einer Beanspruchung durch Windsog und -druck entgegenwirken.
Zur weiteren Verbesserung der Windbeständigkeit kann das Zelt über zusätzliche Membranflächen, welche seitliche Teilflächen darstellen und an die Membranränder angeschlossen sind, an je
mindestens einem Abspannpunkt zum Untergrund niedergespannt werden. Zu diesem Zweck weisen die angeschlossenen Membranflächen in bevorzugter Weise ein Zugelement am unteren Membranrand auf, welche sowohl zu den beiden angrenzenden Bogenendbereichen als auch zu je mindestens einem Abspannpunkt am Untergrund zwischen den beiden Bogenendbereichen niedergespannt werden können, wobei die angeschlossenen Membranflächen bevorzugt abnehmbar sind.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein statisch in sich geschlossenes Tragwerk zu bilden. Zu diesem Zweck sind die Stützorganenden bevorzugt durch eine Befestigungsvorrichtung in einem Bogenendbereich am Untergrund festlegbar, wobei die Stützorgane an ihren Kreuzungspunkten miteinander kraft- schlüssig verbunden werden können.
In einer bevorzugten Ausbildung kreuzen die bogenförmigen Stützorgane einander in einem einzigen Kreuzungspunkt, wobei zur weiteren statischen Verspannung das Material der bogenför- migen Stützorgane elastisch sein kann.
Es sind wenigstens drei einander kreuzende, bogenartige Stützorgane vorgesehen, deren Enden, je zwei benachbart, zu mindestens drei Bogenendbereichen am Untergrund fixiert sind. Die annähernd bogenförmig verlaufenden Zugelemente am Membranrand sind ebenfalls zu diesen Bogenendbereichen gespannt. Das Zeltdach zeichnet sich hierbei dadurch aus, dass die Zugorgane am Rand der Membranfläche jeweils zwei Bogenendbereiche durch Zug verbinden, statisch derart wirkend, dass einem Strecken der bogenförmigen Stützorgane entgegengewirkt wird, wodurch im Fall von drei bogenförmigen Stützorganen ein statisch in sich geschlossenes Tragwerk entsteht.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, das Zelt, wenn es in einem nicht aufgebauten Zustand ist, möglichst platzsparend zu lagern, wobei weiters für den leichteren Transport die einzelnen Teile aus leichten Materialien gefertigt sein sollen. Zu
diesem Zweck können die bogenförmigen Stützorgane jeweils aus mehreren Teilstücken bestehen, welche zu ihrer Verbindung biegefeste Verbindungselemente besitzen, wobei die Teilstücke von GFK Rohren gebildet sein können, welche im Rohrinneren durch ein elastisches Seil verbunden sind.
Um ein Zelt zu schaffen, das in kurzer Zeit sowohl auf- als auch abgebaut werden kann, im abgebauten Zustand dabei wenig Lagerplatz beansprucht, und für den vereinfachten Transport wenig Gewicht aufweist, sind die bogenförmigen Stützorgane bevorzugt aus mehreren ca. 2 m langen Teilstücken, welche mit Hilfe biegefester Verbindungselemente zusammengesetzt werden können, ausgebildet. Die Teilstücke können aus GFK-Rohren mit einem Durchmesser von ca. 6 cm bestehen, und sind im Rohrinneren durch ein elastisches Seil verbunden, wobei die einzelnen Teile vorzugsweise mittels eines Rastverschlusses eingerastet werden können. An den Enden der Teilstücke sind die Verbindungselemente bevorzugt in das Rohr eingeklebt, wobei durch eine von außen aufgepresste Hülse Gegendruck ausgeübt wird. Die Anschlüsse der Verbindungselemente weisen bevorzugt die Form eines Stiftes bzw. der einer Hülse auf, in welche der Stift mündet und an seinem Ansatz in einem Schnappmechanismus einrastet. Die öffnung dieses Schnappmechanismus erfolgt mit Vorteil durch Betätigung eines Elements an der Außenseite des Verbindungselements. Verbindungselemente können auch an den Stützorganenden angeordnet werden, wo sie in ein Verbindungselement, welches mit einem Kreuzgelenk am Bogenendbereich befestigt ist, eingreifen. Im Kreuzungspunkt der bogenförmigen Stützorgane befinden sich bevorzugt sechs Verbindungselement-Hälften an den drei bogenförmigen Stützorganen, welche zur Mitte an ein Gelenk mit ebenfalls sechs Hälften angeschlossen werden. Dadurch können die einzelnen Stützorgane schnell für den Aufbau zusammengesteckt werden, brauchen wenig Lagerplatz und weisen durch die GFK-Rohrbau- weise wenig Gewicht auf.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, den Aufbauplatz des
Zeltes in möglichst demselben Zustand zu hinterlassen in dem er vorgefunden wurde. Zu diesem Zweck enden die bogenförmigen Stützorgane mit ihren Stützorganenden und die Zugsorgane vorzugsweise in Bodenplatten, welche vorher auf den Aufbauplatz gelegt wurden. Dadurch, dass sich damit bereits eine in sich geschlossene statische Konstruktion ergibt, erübrigt sich jeder weitere Eingriff in den Boden des Aufbauplatzes, da das Zelt durch sein Eigengewicht bereits ortsfest ist. Dennoch kann das Zelt wenn nötig noch weiter mittels Membranflächen und daran befestigten Zugelementen mit dem Boden verankert werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. In dieser zeigen Fig.l eine Draufsicht des Zeltdaches, Fig.2 eine Ansicht des Zeltdaches von vorne und Fig.3 eine Ansicht des Zeltdaches von der Seite.
In Fig. 1 ist ein Zelt mit drei bogenartigen Stützorganen 2,3 und einer darüber gespannten Membran 1 abgebildet. Die drei bogenartigen Stützorgane 2,3 kreuzen einander während ihres Verlaufes und sind an dem Kreuzungspunkt 6 miteinander kraftschlüssig verbunden. Die Stützorganenden 4 sind jeweils mit einem zweiten Stützorganende 4 in einem Bogenendbereich 12 zusammengefasst und durch eine BefestigungsVorrichtung, wie z. B. einer Bodenplatte, am Untergrund festgehalten. Zu den Stützorganenden 4 an den Bogenendbereichen 12 werden auch die Zugorgane 7, welche den Randabschluss der Membran 1 bilden, gespannt. Sie verbinden jeweils zwei Bogenendbereiche 12 mit Bodenplatten und halten sie zusammen. Somit wird einem Strecken der bogenförmigen Stützorgane 2,3 und einer Bewegung der Bogenendbereiche 12 bzw. Bodenplatten auseinander entgegengewirkt. Es wird auf die Zugorgane 7 eine Vorspannung aufgebracht, welche sich ebenfalls auf die darüber liegende Membran 1 überträgt. In den Bogenendbereichen 12 entsteht ein Gleichgewicht der nach außen drückenden Kräfte der bogenförmige Stützorgane 2,3 und der zusammenziehenden Kräften
der Zugorgane 7. Die gesamte Konstruktion bildet somit bei drei bogenförmigen Stützorganen 2,3 und drei Bogenendbereichen 12 ein in sich geschlossenes statisches System, welches keiner weiteren Abspannungen der Membran 1 zum Untergrund bedarf. An die Membranränder, wo sich die Zugorgane 7 befinden, können weitere Membranflächen 5 angeschlossen werden. Der Verschluss ist offenbar und die Zugspannungen der Zugorgane 7 können über die angeschlossenen Membranflächen 5, welche über mindestens einen Abspannpunkt 9-11 zum Boden verspannt sind, in den Boden übertragen werden. Die angeschlossenen Teilflächen 5 besitzen zur Spannungsaufnähme Zugelemente 8 am unteren Membranrand, welche sowohl zu den beiden Bodenplatten der angrenzenden Bogenendbereiche 12, wie auch zu je mindestens einem Abspannpunkt 9-11 am Untergrund zwischen den beiden Bogenendbereichen 12 niedergespannt sind.
Als bogenförmige Stützorgane 2,3 können zwei Längsbögen 3 mit einer Spannweite von ca. 14m und ein Querbogen 2 mit einer Spannweite von ca. lim vorgesehen sein. Sie laufen an ihren Enden näherungsweise zusammen. Der Abstand der Stützorganenden 4 beträgt näherungsweise 50 cm. Die bogenförmigen Stützorgane 2,3 kreuzen einander in einem Kreuzungspunkt 6, welcher sich in Bogenmitte des Querbogens 2 befindet. Es wird ein elastisches Material für das bogenförmige Stützorgan ver- wendet, welches durch Zugseile beim Aufbau in Form gebracht wird und nach Vorspannung der Zugorgane 7 seine Form durch das bereits beschriebene statische Kräftegleichgewicht bewahrt.
Die Membrane 1 wird entlang des bogenförmigen Stützorgans 2,3 in einer Lasche um das bogenförmige Stützorgan herum geführt und am Ende der Lasche, am Treffpunkt von Lasche und den beiden am bogenförmigen Stützorgan ziehenden Membranflächen, durch ein Zugseil befestigt. An der dem bogenförmigen Stützorgan abgewandten Innenseite der Membran ist eine Verstärkung angebracht, welche die Zugspannungen der Membran 1 teilweise aufnimmt. Entlang dem bogenförmigen Stützorgan wird das zuvor genannte Zugseil gespannt, bis zum jeweiligen Stützorganende
4, wo es am Bogenendbereich 12 fixiert wird. Auch das Zugorgan 7 im Membranrand der unabnehmbaren Membran 1 wird in einer Schlaufe geführt, und zum Bogenendbereich 12 gespannt. Die Abspannung wird durch einen Seilendbeschlag an ein Spannsystem weitergeleitet, welches das Seil zu einer an dem Bogenendbereich 12 bzw. der Bodenplatte fixierten öse führt. An allen Randbereichen, die an einen Abspannungspunkt 9-11, oder den Bogenendbereich 12 grenzen, sind an die Membran 1 bzw. die Membranflächen 5 Verstärkungen durch 2usätzliche Membrane und Gurte angebracht.
In Fig. 2 ist das erfindungsgemäße Zelt in der Frontansicht, in Fig. 3 in der Seitenansicht abgebildet, wobei dieselben Bezugszeichen wie in Fig. 1 verwendet wurden.
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