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Die Erfindung betrifft eine aufblasbare, textile Raumstruktur mit einer Vielzahl von mit einander verbundenen Hohlkammersegmenten.
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Die Anmelderin vertreibt unter der Marke „X GLOO“® Zelte, beispielsweise Gastrozelte, Schleusen-/Sanitätszelte, Messezelte oder sonstige Eventzelte, bei denen die Außenhülle über aufblasbare Säulen aufgespannt und stabilisiert wird. Diese Säulen sind beispielsweise mit einem One-Pump-System ausgeführt, so dass das Aufpumpen/Befüllen der Säule mit Luft sehr einfach mit einem oder sehr wenigen Ventilen erfolgen kann. Die Außenhülle - auch Dach genannt - ist aus einem verschleißfesten, vorzugsweise wasserdichten und witterungsbeständigen Material ausgeführt, das intensiven Belastungen standhält.
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Derartige aufblasbare Zelte sind üblicherweise nicht isoliert, so dass der in der Regel auch nach außen hin offene überdeckte Raum nicht oder nur mit hohem Aufwand klimatisiert werden kann.
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Aus dem Stand der Technik ist ein Aufstelldach eines Campingfahrzeugs bekannt, bei dem Seitenwandungen durch aufblasbare Hohlkammer-Wandabschnitte ausgebildet sind. Diese Wandabschnitte sind bei einem konkreten Ausführungsbeispiel aus einer Vielzahl von nebeneinander liegenden Säulenstrukturen ausgebildet, die innen- und außenseitig mit einer Abdeckung überdeckt sind, so dass die Säulenstruktur nicht sichtbar ist.
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Die Säulen der vorbeschriebenen Lösungen sind nach Art von Tubes eines Kites ausgeführt und haben eine luftdichte Innenhülle (Bladder), die von einer verschleißfesten Außenhülle überdeckt ist.
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Die Säulen der Säulenstruktur und auch die innen und außen liegenden Abdeckmittel müssen mit einander vernäht sein, so dass die Herstellung äußerst komplex ist. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die Freiheitsgrade bei dem Design der Raumstruktur durch die Säulen begrenzt sind.
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Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine aufblasbare Raumstruktur zu schaffen, die auf einfache Weise herstellbar ist und gegenüber äußeren Einflüssen hinreichend isoliert und modular aufgebaut ist.
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Diese Aufgabe wird durch eine aufblasbare textile Raumstruktur mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die erfindungsgemäße aufblasbare textile Raumstruktur ist im Wesentlichen aus einer Vielzahl von Hohlkammersegmenten ausgebildet, die jeweils als Vieleck ausgeführt sind und die Wand- und/oder Bodenflächenabschnitte der Raumstruktur ausbilden. Die Hohlkammersegmente sind entlang von benachbarten Seitenkanten durch textile Verbindungselemente mit einander verbunden. Diese Verbindung verleiht den Hohlkammersegmenten eine gewisse Flexibilität, die es ermöglicht, die einzelnen Hohlkammersegmente gegeneinander anzuwinkeln, so dass die gewünschte Raumstruktur erreicht wird. Dabei sind die Verbindungselemente derart ausgelegt, dass die Hohlkammersegmente im aufgeblasenen Zustand verspannt sind und sich gegenseitig stabilisieren.
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Da bei diesem System Wand-, Deck- oder Bodenflächen aus einer Vielzahl von aufblasbaren Hohlkammersegmenten ausgebildet sind, die im aufgeblasenen, verspannten Zustand an einander anliegen, ist eine optimale Isolation des von der Raumstruktur umgriffenen Innenraums gegenüber Umwelteinflüssen gewährleistet.
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Das erfindungsgemäße Konzept ermöglicht es daher, unterschiedliche Raumstrukturen mit einer widerstandsfähigen Statik und exzellenter Isolierung auszuführen.
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Die Ausbildung der Raumstruktur ist besonders flexibel, wenn die Hohlkammersegmente in ihrer Grundfläche dreieckig oder viereckig ausgeführt sind. Selbstverständlich kann eine Raumstruktur unterschiedliche Geometrien von Hohlkammersegmenten enthalten.
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Bei einem Ausführungsbeispiel ist es bevorzugt, wenn die Hohlkammersegmente gleichseitig ausgeführt sind.
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Die Verbindung der einzelnen Hohlkammersegmente erfolgt vorzugsweise über flächige Verbindungsfahnen oder, in dem Fall, in dem höhere Anforderungen an die Statik bestehen, zusätzlich oder alternativ durch als Hohlkammer ausgebildete Verbindungssäulen (Struts).
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Die Herstellung der erfindungsgemäßen Raumstruktur ist besonders einfach, wenn diese oder zumindest eine Vielzahl von benachbarten Hohlkammersegmenten und die zugeordneten Verbindungselemente einstückig als OPW (One Piece Woven)-Struktur ausgebildet sind. Derartige Gewebebahnen werden beispielsweise auf einer Jacquard-Webanlage als „Endlos-Textilbahn“ gewebt, wobei bei diesem Webvorgang die Hohlkammern und die Verbindungselemente, insbesondere die Verbindungsfahnen und ggf. auch die Verbindungssäulen ausgebildet werden. Diese Endlos-Webbahn bildet dann sozusagen eine Abwicklung der Raumstruktur aus und kann dann nach einer Verbindung der außen liegenden Umfangskanten der Hohlkammersegmente, beispielsweise durch stoffschlüssige Verbindung oder Vernähen oder dergleichen, zur Raumstruktur gefaltet werden, wobei die Stabilität dann durch das Aufblasen der Hohlkammersegmente erzeugt wird.
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Da grundsätzlich auf Jacquard-Webanlagen hergestellte OPW-Webbahnen bei der Herstellung von Airbags verwendet werden, kann im Hinblick auf verfahrenstechnische Details des Jacquard-Verfahrens auf diesen Stand der Technik verwiesen werden.
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In dem Fall, in dem eines oder eine Vielzahl von Hohlkammersegmenten eine stark beanspruchte Bodenfläche, Wandung oder Deckfläche ausbilden, kann eine Verstärkung mittels hochfester Platten erfolgen. Diese können beidseitig an das Hohlkammersegment angesetzt werden, so dass eine sehr stabile, exzellent isolierende Sandwich-Struktur ausgebildet wird.
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Die Platten können beispielsweise aus HDF/MDF, WPC oder HPL oder einem sonstigen geeigneten Holz-Pressstoff hergestellt sein.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Raumstruktur als Zelt oder Halle mit integriertem Boden ausgeführt.
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Das Aufblasen der Raumstruktur ist besonders einfach, wenn die einzelnen Hohlkammern der Hohlkammersegmente mit einander verbunden sind. Das Aufblasen kann dann über ein Ventil oder eine verhältnismäßig geringe Anzahl von Ventilen erfolgen.
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Derartige Raumstrukturen können beispielsweise in Form eines Ikosaeder ausgeführt sein. Selbstverständlich sind andere Raumstrukturen mit einem flächigen Boden- oder Dachabschnitt möglich. Dabei wird es bevorzugt, wenn die Raumstruktur aus mehr als zwei (bei einfachen Zelten), vorzugsweise mehr als zwanzig (bei komplexen Raumstrukturen) Hohlkammersegmenten ausgebildet ist, die jeweils mittels textiler Verbindungsfahnen und/oder den Verbindungssäulen verbunden sind.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 Ansichten eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Raumstruktur;
- 2 ein Detail der Raumstruktur gemäß 1 ;
- 3 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der erfindungsgemäßen OPW-Struktur;
- 4 ein im Grundprinzip der Raumstruktur gemäß 1 entsprechendes Ausführungsbeispiel, wobei zur zusätzlichen Stabilisierung Verbindungssäulen vorgesehen sind;
- 5 ein Ausführungsbeispiel einer Raumstruktur, bei dem dreieckige und viereckige Hohlkammersegmente verwendet sind;
- 6 eine als Zelt ausgebildete Raumstruktur;
- 7 die Raumstruktur gemäß 6 mit einer zusätzlichen Stabilisierung mittels Verbindungssäulen und
- 8 eine weitere als Zelt ausgeführte Raumstruktur.
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Die 1a) bis 1e) zeigen Ansichten eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen textilen Raumstruktur, die beispielsweise als Zelt oder Halle ausgebildet ist und die eine selbststabilisierende Struktur aufweist. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist die aufblasbare textile Raumstruktur 1 aus einer Vielzahl von Hohlkammersegmenten 2 ausgebildet, die jeweils eine Grundfläche in Form eines gleichseitigen Dreiecks aufweisen, wobei bei diesem Ausführungsbeispiel vierundzwanzig derartiger Hohlkammersegmente 2 zusammengefügt sind, um die Raumstruktur 1 auszubilden.
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Zwischen benachbarten Hohlkammersegmenten 2 ist dabei jeweils ein Verbindungselement angeordnet, das bspw. als textile Verbindungsfahne 4 ausgebildet ist die die benachbarten Hohlkammersegmente 2 gelenkig mit einander verbindet. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel bilden sechs der Hohlkammersegmente 2 eine Kuppel 6, die auf einem Unterbau 8 abgestützt ist, der durch insgesamt zwölf Hohlkammersegmente 2 ausgebildet ist, die wechselweise mit einer Spitze nach oben und nach unten zeigend (Ansicht nach 1a, 1b) angeordnet sind. Dieser Unterbau 8 liegt mit einer Auflage 10 auf dem Boden oder einer sonstigen Auflagefläche auf.
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Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 sind die in 1a) außen liegenden Hohlkammersegmente 2 senkrecht zur Zeichenebene angeordnet und derart angestellt, dass sich deren Abstand nach oben, zur Kuppel 6 hin erweitert.
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Gemäß der Darstellung in 1b) sind die in der Darstellung gemäß 1a) mittig dargestellten Hohlkammersegmente 2 so seitlich angeordnet, dass sich deren Abstand zur Kuppel 6 hin verkleinert. Diese ist gemäß der Draufsicht in 1c) durch sechs Hohlkammersegmente 2 ausgebildet, die mit einer Seitenwandung auf dem Unterbau 8 abgestützt sind und mit ihren Spitzen in einen Scheitel 12 zusammenlaufen.
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In 1c) sichtbar sind die die Auflage 10 des Unterbaus 8 bildenden Seitenwandungen der Hohlkammersegmente 2 des Unterbaus 8, der - wie oben erwähnt - aus zwölf Segmenten besteht, von denen sechs mit einer Seitenwandung die Auflage 10 bilden, während die anderen sechs Segmente 2 mit ihrer Spitze im Bereich der Auflage 10 enden.
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1e) zeigt eine Ansicht von unten in den Innenraum der Raumstruktur 1. Man erkennt in dieser Darstellung die sechs die Kuppel 6 ausbildenden Hohlkammersegmente 2 und die als Sechseckstruktur ausgebildete Auflage 10 des Unterbaus 8.
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1d) zeigt eine schräge dreidimensionale Darstellung der Raumstruktur gemäß 1a) bis 1c) und 1e)
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2 zeigt eine Detaildarstellung, aus der die Verbindung mehrerer Hohlkammersegmente 2 mittels der Verbindungsfahnen 4 hervorgeht. Wie erläutert, sind die Hohlkammersegmente 2 mit Hohlräumen ausgeführt, die mit Luft oder einem sonstigen Gas befüllt werden. Die Verbindungsfahnen 4 sind ohne Hohlkammer als flächige Textilverbindung ausgebildet und so ausgelegt, dass die Hohlkammersegmente 2 nach dem Befüllen mit Luft mit benachbarten Seitenwandungen an einander liegen, so dass die Raumstruktur 1 verspannt ist.
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Das dargestellte Ausführungsbeispiel ist im Wesentlichen einstückig aus einer OPW-Bahn gefertigt, die beispielhaft anhand 3 erläutert wird. Diese Bahn ist als Endlos-Webbahn ausgeführt, wobei über die Jacquard-Webanlage zum einen die Dreiecksstrukturen der Hohlkammersegmente 2 und zum anderen die dazwischenliegenden textilen Verbindungsfahnen 4 ausgebildet werden. Diese Webbahn 14 wird dabei so ausgeführt, dass die Raumstruktur als Abwicklung mit den Hohlkammersegmenten 2 und den textilen Verbindungsfahnen 4 ausgebildet wird. Diese Abwicklung wird dann derart vernäht, verschweißt oder in sonstiger Weise verbunden, dass sich nach dem Aufblasen die Raumstruktur 1 im verspannten Zustand einstellt. Da, wie vorstehend ausgeführt, die OPW-Technik per se bekannt ist, sind weitere Erläuterungen entbehrlich.
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4 zeigt eine 1 entsprechende Raumstruktur 1, wobei zusätzlich oder anstelle der Verbindungsfahnen 4 Verbindungssäulen 16 zwischen den einzelnen Hohlkammersegmenten 2 angeordnet sind. Diese Verbindungssäulen 16 sind vorzugsweise als aufblasbare Strukturen ausgebildet, wie sie beim eingangs genannten Stand der Technik ausgebildet sind. Prinzipiell können auch diese Verbindungssäulen 16 gemeinsam mit den Verbindungsfahnen 4 oder anstelle der Verbindungsfahnen einstückig mit der vorbeschriebenen Webbahn ausgebildet werden, so dass eine zusätzliche Montage entfällt.
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Prinzipiell können auch zwei oder mehr derartiger Webbahnen zusammengefügt werden, um eine komplexe Raumstruktur auszubilden.
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4a) zeigt eine Seitenansicht der Raumstruktur 1, 4b) eine Ansicht von links in der Darstellung gemäß 4a), 4c) eine Draufsicht auf die Raumstruktur 1, 4e) eine Ansicht von unten auf die Innenseite der Raumstruktur 1 und 4d) eine dreidimensionale Schrägansicht der Raumstruktur 1. Man erkennt in diesen Darstellungen sehr deutlich die Aussteifung der Hohlkammersegmente 2 mit Hilfe der aufblasbaren Verbindungssäulen 16.
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Anhand der 5a) bis 5d) wird ein Ausführungsbeispiel einer Raumstruktur beschrieben, bei dem rechteckförmige und dreieckförmige Hohlkammersegmente 2 mit einander kombiniert werden, so dass sich ein asymmetrischer Aufbau ergibt, der beispielsweise mehr Raum im Bereich der Kuppel 6 ermöglicht. Der Unterbau 8 hat beim Ausführungsbeispiel gemäß den 5 den gleichen Aufbau wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen.
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6 zeigt ein sehr einfaches Ausführungsbeispiel, bei dem die Raumstruktur 1 in Form eines Zeltes ausgeführt ist. Dieses Zelt ist im Prinzip aus drei rechteckförmigen Hohlkammersegmenten 2 ausgebildet, die entlang ihrer Längskanten über Verbindungsfahnen 4 mit einander verbunden sind und die sich durch das Aufblasen in die Zeltform aufstellen, in der zwei Zeltwandungen V-förmig zu einander angestellt sind und die bodenseitige Zeltwandung als Matratze dient. Die Stirnseiten können ggf. ebenfalls über Hohlkammersegmente 2 oder textile Elemente verschlossen werden.
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7 zeigt das Ausführungsbeispiel gemäß 6, wobei anstelle oder zusätzlich zu den Verbindungsfahnen 4 noch Verbindungssäulen 16 zur Stabilisierung des Aufbaus verwendet werden.
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8 zeigt eine vereinfachte Variante, bei der anstelle des V-förmigen Dachs des Zelts eine tunnelartige Rundstruktur verwendet wird, bei der ein Hohlkammersegment in etwa halbkreisförmig gebogen wird. Auch dieses Zelt kann mit einer bodenseitigen Matratze ausgeführt sein.
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Bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen sind die Hohlkammersegmente 2 und ggf. die Verbindungssäulen 16 derart mit einander verbunden, dass sie über ein zentrales Ventil (One-Pump-System) oder einige wenige Ventile befüllbar sind.
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Bei den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen gemäß den 1 bis 5 ist der Boden offen ausgebildet. Selbstverständlich kann die Bodenstruktur ebenfalls über Hohlkammersegmente 2, ähnlich wie bei den Ausführungsbeispielen gemäß den 6 und 7 ausgebildet werden. Im Falle einer intensiven Benutzung können die Hohlkammersegmente 2 dann als Sandwich-Struktur zwischen Platten eingefügt werden, die entweder nutzerseitig oder auflageseitig oder beidseitig angeordnet sind.
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Selbstverständlich ist die Raumstruktur nicht auf die beschriebenen Geometrien beschränkt, sondern lässt sich im Prinzip sehr allgemein unter Berücksichtigung der jeweiligen Anforderungen variieren. Beispielsweise könnte die Raumstruktur auch als Ikosaeder ausgeführt sein.
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Die Vorteile des erfindungsgemäßen Systems bestehen in einem leichten Gewicht, da sie ausschließlich aus Textil gefertigt sind. Zudem ist bei abgelassener Luft aufgrund des geringen Packmaßes die gesamte Raumstruktur hoch mobil.
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Die Hohlkammersegmente 2 gewährleisten eine optimale Isolierung gegen Schall und Temperatur, wobei in dem Fall, in dem sie als Matratze verwendet werden, ein ausgezeichneter Liegekomfort gewährleistet ist.
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Durch die bei der Herstellung der OPW-Strukturen verwendete Abdichtung kann der Fülldruck in den Segmenten mit geringem Aufwand gehalten werden. Druckschwankungen durch Temperaturunterschiede über dem Zeitverlauf sowie Mikro-Undichtigkeiten können durch entsprechende Vorrichtungen erfasst und entsprechend über eine Pumpe oder Überdruckventile ausgeglichen werden.
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Diese Raumstruktur kann beispielsweise bei mobilen Messen und Ausstellungen verwendet werden. Auch Anwendungen im Rettungs- und Katastrophenschutz sowie bei Outdoor-Nutzungen wie beispielsweise Camping verwendet werden.
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Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung beträgt die Seitenlänge eines Dreieckssegmentes etwa 2 m, so dass die Raumstruktur 1 für Ausstellungen oder dergleichen optimiert ist.
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Da sich die Hohlkammersegmente 2 (Matratzen) im aufgeblasenen Zustand entlang ihrer Tangenten abstützen/verspannen, kann die Statik der Raumstruktur auch ohne externe Gestänge oder sonstige Stützelemente gewährleistet sein.
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Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den 6 und 7 können die Verbindungssäulen 16 auch im Bereich der kürzeren Seitenwandungen vorgesehen werden.
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Prinzipiell ist es auch möglich, durch Verwendung vergleichsweise kleiner Dreiecke eine Art Halbkugel-Kuppel auszubilden, die vor allem im Outdoor-Bereich interessant ist. Die Abstützung einer derartigen Halbkugel-Kuppel kann dann über gebogene Säulen erfolgen, die die Halbkugel überspannen und diese abstützen. Diese Säulen können dann ebenfalls wieder aufblasbar ausgeführt sein.
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Offenbart ist eine aufblasbare textile Raumstruktur, die aus einer Vielzahl von aufblasbaren Hohlkammersegmenten gebildet ist, die mittels textiler Verbindungselemente mit einander verbunden sind. Vorzugsweise ist die Raumstruktur als OPW-Struktur ausgeführt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Raumstruktur
- 2
- Hohlkammersegmente
- 4
- Verbindungsfahne
- 6
- Kuppel
- 8
- Unterbau
- 10
- Auflage
- 12
- Scheitel
- 14
- Webbahn
- 16
- Verbindungssäule
