DE102020129159A1 - spatial structure - Google Patents
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Abstract
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.An inflatable textile space structure is disclosed which is formed from a large number of inflatable hollow chamber segments which are connected to one another by means of textile connecting elements. The spatial structure is preferably designed as an OPW structure.
Description
Die Erfindung betrifft eine aufblasbare, textile Raumstruktur mit einer Vielzahl von mit einander verbundenen Hohlkammersegmenten.The invention relates to an inflatable, textile space structure with a large number of hollow chamber segments connected to one another.
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.The applicant sells tents under the brand name "X GLOO"®, for example gastro tents, lock/medical tents, exhibition tents or other event tents, in which the outer shell is stretched and stabilized over inflatable columns. These columns are designed with a one-pump system, for example, so that the column can be pumped up/filled with air very easily with one or very few valves. The outer shell - also called the roof - is made of a wear-resistant, preferably waterproof and weather-resistant material that can withstand intensive loads.
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.Such inflatable tents are usually not insulated, so that the covered space, which is generally also open to the outside, cannot be air-conditioned, or only with great effort.
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.A pop-up roof of a camping vehicle is known from the prior art, in which side walls are formed by inflatable hollow chamber wall sections. In a specific exemplary embodiment, these wall sections are formed from a multiplicity of column structures lying next to one another, which are covered on the inside and outside with a covering, so that the column structure is not visible.
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.The pillars of the solutions described above are designed in the manner of tubes of a kite and have an airtight inner sleeve (bladder) that is covered by a wear-resistant outer sleeve.
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.The pillars of the pillar structure and also the covering means lying on the inside and outside have to be sewn together, so that the manufacture is extremely complex. Another disadvantage is that the degrees of freedom in the design of the spatial structure are limited by the columns.
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.In contrast, the invention is based on the object of creating an inflatable spatial structure that can be produced in a simple manner and is sufficiently isolated from external influences and has a modular structure.
Diese Aufgabe wird durch eine aufblasbare textile Raumstruktur mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.This problem is solved by an inflatable textile space structure with the features of patent claim 1.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous developments of the invention are the subject matter of the dependent claims.
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.The inflatable textile spatial structure according to the invention is essentially formed from a large number of hollow chamber segments, which are each designed as a polygon and form the wall and/or floor surface sections of the spatial structure. The hollow chamber segments are connected to one another along adjacent side edges by textile connecting elements. This connection gives the hollow chamber segments a certain flexibility, which makes it possible to angle the individual hollow chamber segments against one another, so that the desired spatial structure is achieved. The connecting elements are designed in such a way that the hollow chamber segments are braced in the inflated state and stabilize one another.
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.Since in this system wall, ceiling or floor surfaces are formed from a large number of inflatable hollow chamber segments which abut one another when inflated and braced, optimum insulation of the interior space surrounded by the spatial structure from environmental influences is ensured.
Das erfindungsgemäße Konzept ermöglicht es daher, unterschiedliche Raumstrukturen mit einer widerstandsfähigen Statik und exzellenter Isolierung auszuführen.The concept according to the invention therefore makes it possible to carry out different spatial structures with robust statics and excellent insulation.
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.The formation of the spatial structure is particularly flexible if the hollow chamber segments are triangular or quadrangular in their base. Of course, a spatial structure can contain different geometries of hollow chamber segments.
Bei einem Ausführungsbeispiel ist es bevorzugt, wenn die Hohlkammersegmente gleichseitig ausgeführt sind.In one embodiment, it is preferred if the hollow chamber segments are designed on the same side.
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).The individual hollow chamber segments are preferably connected via flat connecting lugs or, in the case in which there are higher demands on the statics, additionally or alternatively by connecting columns (struts) designed as hollow chambers.
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.The production of the spatial structure according to the invention is particularly simple if this or at least a large number of adjacent hollow chamber segments and the associated connecting elements are designed in one piece as an OPW (One Piece Woven) structure. Such webs of fabric are woven, for example, on a jacquard weaving system as an "endless textile web", with the hollow chambers and the connecting elements, in particular the connecting tabs and possibly also the connecting columns, being formed during this weaving process. This endless web then forms, so to speak, a development of the three-dimensional structure and can then be folded into the three-dimensional structure after the outer peripheral edges of the hollow chamber segments have been connected, for example by material connection or sewing or the like, with the stability then being generated by inflating the hollow chamber segments.
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.Since in principle OPW woven webs produced on Jacquard weaving systems are used in the production of airbags, reference can be made to this prior art with regard to procedural details of the Jacquard process.
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.In the case in which one or a large number of hollow chamber segments form a heavily stressed bottom surface, wall or top surface, reinforcement can take place using high-strength plates. These can be attached to the hollow chamber segment on both sides, so that a very stable, excellently isolating sandwich structure is formed.
Die Platten können beispielsweise aus HDF/MDF, WPC oder HPL oder einem sonstigen geeigneten Holz-Pressstoff hergestellt sein.The panels can be made of HDF/MDF, WPC or HPL or any other suitable wood-compacted material.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Raumstruktur als Zelt oder Halle mit integriertem Boden ausgeführt.In an advantageous embodiment of the invention, the spatial structure is designed as a tent or hall with an integrated floor.
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.Inflating the three-dimensional structure is particularly easy if the individual hollow chambers of the hollow chamber segments are connected to one another. Inflation can then take place via a valve or a relatively small number of valves.
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.Such spatial structures can be designed, for example, in the form of an icosahedron. Of course, other spatial structures with a flat floor or roof section are possible. It is preferred if the spatial structure is formed from more than two (in the case of simple tents), preferably more than twenty (in the case of complex spatial structures) hollow chamber segments, which are each connected by means of textile connecting flags and/or the connecting columns.
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 gemäß1 ; -
3 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der erfindungsgemäßen OPW-Struktur; -
4 ein im Grundprinzip der Raumstruktur gemäß1 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 gemäß6 mit einer zusätzlichen Stabilisierung mittels Verbindungssäulen und -
8 eine weitere als Zelt ausgeführte Raumstruktur.
-
1 Views of a first embodiment of a spatial structure according to the invention; -
2 a detail according to the spatial structure1 ; -
3 a schematic representation to explain the OPW structure according to the invention; -
4 one in accordance with the basic principle of the spatial structure1 Corresponding exemplary embodiment, connection columns being provided for additional stabilization; -
5 an embodiment of a spatial structure in which triangular and quadrangular hollow chamber segments are used; -
6 a spatial structure designed as a tent; -
7 according to thespatial structure 6 with additional stabilization by means of connecting columns and -
8th another room structure designed as a tent.
Die
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
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß
Gemäß der Darstellung in
In
Das dargestellte Ausführungsbeispiel ist im Wesentlichen einstückig aus einer OPW-Bahn gefertigt, die beispielhaft anhand
Prinzipiell können auch zwei oder mehr derartiger Webbahnen zusammengefügt werden, um eine komplexe Raumstruktur auszubilden.In principle, two or more webs of this type can also be joined together in order to form a complex spatial structure.
Anhand der
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.In the exemplary embodiments described above, the
Bei den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen gemäß den
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.Of course, the spatial structure is not limited to the geometries described, but can in principle be varied in a very general manner, taking into account the respective requirements. For example, the spatial structure could also be designed as an icosahedron.
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.The advantages of the system according to the invention are its light weight, since it is made exclusively of textile. In addition, when the air is deflated, the entire spatial structure is highly mobile due to the small pack size.
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.The
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.The filling pressure in the segments can be maintained with little effort thanks to the sealing used in the manufacture of the OPW structures. Pressure fluctuations due to temperature differences over time and micro-leaks can be detected by appropriate devices and compensated for using a pump or pressure relief valves.
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.This spatial structure can be used for mobile trade fairs and exhibitions, for example. Applications in rescue and civil protection as well as for outdoor uses such as camping can also be used.
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.In a preferred exemplary embodiment of the invention, the side length of a triangular segment is approximately 2 m, so that the spatial structure 1 is optimized for exhibitions or the like.
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.Since the hollow chamber segments 2 (mattresses) are supported/braced along their tangents when inflated, the statics of the spatial structure can also be guaranteed without external rods or other supporting elements.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den
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.In principle, it is also possible to form a kind of hemispherical dome by using comparatively small triangles, which is particularly interesting in the outdoor area. Such a hemispherical dome can then be supported by curved columns that span the hemisphere and support it. These columns can then also be designed to be inflatable again.
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.An inflatable textile space structure is disclosed, which is formed from a multiplicity of inflatable hollow chamber segments which are connected to one another by means of textile connecting elements. The spatial structure is preferably designed as an OPW structure.
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Raumstrukturspatial structure
- 22
- Hohlkammersegmentehollow chamber segments
- 44
- Verbindungsfahneconnection flag
- 66
- Kuppeldome
- 88th
- Unterbausubstructure
- 1010
- Auflageedition
- 1212
- Scheitelapex
- 1414
- Webbahnweb
- 1616
- Verbindungssäuleconnecting column
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Legal Events
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