專利名稱：氣動(dòng)結(jié)構(gòu)元件的制作方法
氣動(dòng)結(jié)構(gòu)元件
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1前序部分所述的氣動(dòng)結(jié)構(gòu)元件。
那些通常的橫梁類型的氣動(dòng)結(jié)構(gòu)元件和那些帶有平面形狀的空 氣動(dòng)力結(jié)構(gòu)在最近幾年已經(jīng)眾所周知。其大多數(shù)可以追溯到
EP01903559(D1)。所述發(fā)明的進(jìn)一步擴(kuò)展在WO2005/007991(D2)中可 以找到。在此，壓桿進(jìn)一步發(fā)展為一對(duì)弧形的壓桿，其可以吸收拉力， 并被稱為拉/壓部件。這些壓桿沿著空氣動(dòng)力空心體雪茄形的包絡(luò)線設(shè) 置。D2被認(rèn)為是最近的背景技術(shù)。
承受壓力的拉/壓部件的彎曲剛度顯著提高基于以下原因，根據(jù) D2被使用的壓桿被認(rèn)為是在其整個(gè)長(zhǎng)度上都分布有彈性的桿，在這 種桿上具有實(shí)際上分布的彈性，其每 一 個(gè)都具有彈性剛度 (Federhaerte)k。
彈簧強(qiáng)度通過下式確定
1<:=兀.p
其中
k二實(shí)際彈簧剛度[N/m2] p=空心體內(nèi)的壓力[N/m2] 由此得出屈曲載荷Fk
F廣2備"[N] E=E模量[N/m2]
1=截面'貫'f生頭巨(Flaechentmegheitsmoment)[m4]
本發(fā)明的目的在于提供一種帶有拉/壓元件和縱向延伸的氣密空 心體的氣動(dòng)結(jié)構(gòu)元件，其形成為弧形和/或平面的形狀并且可以膨脹，
相對(duì)于背景技術(shù)中熟知的空氣動(dòng)力承載件和結(jié)構(gòu)元件具有顯著提高
了的屈曲栽荷Fk。
除了以上目的之外應(yīng)提供一種帶空心體的氣動(dòng)結(jié)構(gòu)元件，其設(shè)計(jì) 不依賴于通過靜態(tài)實(shí)際限制的拉-壓元件的形狀，特別是不依賴于拉伸 元件的形狀。
同樣，除了以上目的之外應(yīng)提供一種氣動(dòng)結(jié)構(gòu)元件，其在操作載 荷下具有較小的變形，這與背景技術(shù)中氣動(dòng)結(jié)構(gòu)元件的情況相同。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的方案的相關(guān)主要特征在權(quán)利要求1的特征部分再 次給出，相關(guān)的其它有利特征在以下的權(quán)利要求中給出。
對(duì)本發(fā)明的對(duì)象將根據(jù)附圖作詳細(xì)的描述。其中


圖1顯示的是根據(jù)本發(fā)明的氣動(dòng)結(jié)構(gòu)元件第一實(shí)施例的俯視圖，
圖2顯示的是圖1中實(shí)施例的縱向截面BB,
圖3顯示的是圖1中帶作用力的實(shí)施例的截面AA，
圖4顯示的是帶拉-壓元件實(shí)施例的截面AA，
圖5顯示的是通過拉-壓元件第一實(shí)施例的詳細(xì)截面圖，
圖6顯示的通過拉-壓元件第二實(shí)施例的截面圖，
圖7顯示的通過拉-壓元件第三實(shí)施例的截面圖，
圖8顯示的是節(jié)點(diǎn)元件的側(cè)視圖，
圖9顯示的是氣動(dòng)結(jié)構(gòu)元件平臥構(gòu)造(flaechige Ausbildung)的等
軸視圖，
圖10顯示的是根據(jù)本發(fā)明的氣動(dòng)結(jié)構(gòu)元件的等軸^L圖， 圖11顯示的是空氣動(dòng)力學(xué)的翼形輪廓的等軸視圖， 圖12顯示的是又一空氣動(dòng)力學(xué)結(jié)構(gòu)元件實(shí)施例的俯視圖， 圖13顯示的是氣動(dòng)結(jié)構(gòu)元件平臥構(gòu)造的第二實(shí)施例等軸視圖。
圖1顯示的是根據(jù)本發(fā)明的氣動(dòng)結(jié)構(gòu)元件第一個(gè)實(shí)施例的俯視 圖。其由兩個(gè)縱向延伸且?guī)в姓謿?和兩個(gè)端蓋5的雪茄形氣密空心
體l構(gòu)成，其中空心體各具有一條中心直線。圖2的描述中包括了空 心體1的其它形狀。
罩殼9例如由紡織塑料薄膜或柔性塑料涂層布組成。如圖2所示， 空心體1在截面2處切成兩段(抽象幾何)，該截面在圖1中描述為通 過截面BB。如果兩個(gè)空心體1充滿壓縮空氣，在以下的描述條件中 則顯示為圖4中形狀的截面AA。通過空心體1內(nèi)的壓強(qiáng)p在罩殼9 內(nèi)形成線性應(yīng)力，其通過以下給出，
cy=p R
cj-線性應(yīng)力[N/m] p二壓強(qiáng)[N/m2] R-空心體1的半徑[m]
截面2中，兩個(gè)空心體1的交截面處，嵌入了例如織物網(wǎng)條(Steg)4, 如圖3中描述，兩個(gè)空心體1的線性力傳遞到織物網(wǎng)條上。重要的是 網(wǎng)條4的抗拉強(qiáng)度。根據(jù)本發(fā)明，考慮到該原因，當(dāng)然也可以使用其 它的材料，優(yōu)選地采用薄膜形式。
一種與圖1和2中基本相似的構(gòu)造，當(dāng)然也可以是單一的空心體， 其通過兩個(gè)相互連接的拉-壓元件3和網(wǎng)條4縱向束緊在一起，由此表 現(xiàn)為如圖1至圖3所示的相同的線性應(yīng)力關(guān)系。圖4非強(qiáng)制地允許這 兩種認(rèn)為方式。然而兩個(gè)端蓋5則轉(zhuǎn)換為單個(gè)端蓋5。
圖3顯示了網(wǎng)條4中的線性應(yīng)力a相對(duì)于線性力的矢量增量。
其中，
=網(wǎng)條4中的線性力 ;=左側(cè)空心體1中的線性應(yīng)力
0>=右側(cè)空心體i中的線性應(yīng)力
7的絕對(duì)大小在相同的壓強(qiáng)p和相同的半徑R時(shí)取決于兩個(gè)空心
體1的相割圓的切割角。
為了吸收這樣構(gòu)造的氣動(dòng)結(jié)構(gòu)元件的拉力和壓力，網(wǎng)條4在拉-壓元件3中被夾緊，其具有圖2中描述的形狀。拉-壓元件3承受了上 述線性力的通過矢量增量所確定的部分，因此在通過矢量給出的方向 上被預(yù)張緊。通過向空心體l中注入壓縮空氣而產(chǎn)生網(wǎng)條4的預(yù)張緊
力，并由線性力？的式子卜2asincp計(jì)算出。線性力？還描述了由罩殼 施加到網(wǎng)條的力的合力，其在圖3中用a標(biāo)記。沿著結(jié)構(gòu)元件的半徑 一般不是常量，所以預(yù)張緊力沿著結(jié)構(gòu)元件也發(fā)生變化。通過合理選 擇罩殼圓周和網(wǎng)條高度，可以根據(jù)空氣動(dòng)力元件的使用而優(yōu)化網(wǎng)條的 預(yù)張緊力。
預(yù)張緊引起拉-壓元件3產(chǎn)生類似于預(yù)張緊彈簧的性能，其在預(yù)張 緊力超出時(shí)反應(yīng)為長(zhǎng)度方向的變化。當(dāng)預(yù)張緊力超出時(shí)將出現(xiàn)拉-壓元 件3突然斷裂的危險(xiǎn)。通過拉-壓元件3柔性支座所顯示的方式，在根 據(jù)本發(fā)明的氣動(dòng)結(jié)構(gòu)元件中，彈性常數(shù)k一一其與D2中所知的不 同——由網(wǎng)條的彈性來(lái)確定
K=E,
其中，
E二網(wǎng)條的彈性模量[N/m2].
網(wǎng)條的彈性模量通過材料確定。織物網(wǎng)條的彈性模量位于 108N/n^的范圍內(nèi)。典型的內(nèi)部壓強(qiáng)值p為104N/m2(100mBar)。通過 引入網(wǎng)條，彈性剛度提高了數(shù)個(gè)數(shù)量級(jí)，而對(duì)應(yīng)地，屈曲載荷也是如 此。
在根據(jù)本發(fā)明的氣動(dòng)結(jié)構(gòu)元件中，壓縮空氣被用于柔性網(wǎng)條的預(yù) 張緊，這樣網(wǎng)條可以傳遞拉力和壓力，同時(shí)壓力部件相對(duì)縱向彎曲優(yōu) 化穩(wěn)定。因此氣動(dòng)結(jié)構(gòu)元件變得更穩(wěn)定且更輕，同時(shí)可以更好地承受 局部的載荷。進(jìn)一步地通過網(wǎng)條4可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的三維氣動(dòng)結(jié)構(gòu)元件， 例如翼狀，其通過拉-壓元件3的結(jié)合，比傳動(dòng)的空氣動(dòng)力結(jié)構(gòu)具有顯 著更好的承載能力。
拉-壓元件3在側(cè)面通過線性應(yīng)力o固定在罩殼9內(nèi)。
貫穿結(jié)構(gòu)元件的網(wǎng)條4與壓力元件3 —起形成處于張緊狀態(tài)下的 承載件，用于承載作用在承載件上的、與張緊方向相反的載荷。同樣 地，網(wǎng)條4與拉-壓元件3可以在下文作為框架而說明。
在載荷作用于拉-壓元件3其中之一時(shí)，例如在載荷方向(箭頭40) 作用于作為可承載壓力的加固元件30而設(shè)計(jì)的壓力元件上，參見圖 2b，元件30起到了框架50上弦的功能，同時(shí)作為可承載拉力的元件 33設(shè)計(jì)的拉-壓元件起到了下弦的功能。因此，框架50由網(wǎng)條4、可 承載壓力的加固元件30和可承載拉力的加固元件33組成。
通過箭頭40標(biāo)記的載荷一般是分布在元件30長(zhǎng)度上的載荷。為 了避免局部突然斷裂，同樣在可能的局部載荷情況下，元件30必須 設(shè)計(jì)成具有相應(yīng)的剛性。
如所提及，網(wǎng)條4通過結(jié)構(gòu)元件內(nèi)充滿的內(nèi)部壓力以線性力 相 應(yīng)的力預(yù)張緊。可承載壓力的加固元件30在載荷40的工作方向受載
偏移。如果分布載荷保持在線性力？之下，偏移就較小(始終出于預(yù)張
緊的網(wǎng)條4的相應(yīng)E模量)。如果超過線性力？，則偏移變大，存在框 架50超載的危險(xiǎn)。
在載荷低于線性力？時(shí)的變形比背景技術(shù)中的氣動(dòng)結(jié)構(gòu)元件中的
情況要低。如果運(yùn)行載荷不超過線性力入首先在非恒定載荷時(shí)，根 據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)元件將不發(fā)生變形。
如果可承載壓力的加固元件30和可承載拉力的連接元件33相似 設(shè)置，例如作為承載件，如圖4至8中所描述，那么框架50具有對(duì) 稱性，其結(jié)果是，引入載荷44產(chǎn)生相同的關(guān)系加固元件33是可承 載壓力的，用作框架50的上弦，加固元件30是可承載拉力的，用作 下弦。承載能力由兩側(cè)(載荷40和載荷44)給定。
在進(jìn)一步的根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例中，可承載拉力的加固元件33 只設(shè)計(jì)成可承載拉力，例如作為柔性的受拉部件，其描述為繩索形式。
框架50的承載能力只是單側(cè)的，在此通過載荷40給出。對(duì)于框架50 功能所必須的并且預(yù)先確定的加固元件30、 33(拉壓部件3)之間的間
距，通過內(nèi)部壓強(qiáng)p確保，其通過線性力7在工作狀態(tài)良好時(shí)，例如 如圖4中描述的方式對(duì)柔性網(wǎng)條4預(yù)張緊。這種實(shí)施例的特征在于較 輕的重量，如已提及，適合于單側(cè)的載荷(載荷40)。
根據(jù)本發(fā)明，網(wǎng)條4和其上設(shè)置的元件(在圖2b實(shí)施例中的拉壓 部件3以及可承載壓力的加固元件30和可承栽拉力的加固元件33)與 罩殼9形成有作用的連接(Wirkverbind)，也就是說連接成可以傳遞力， 可承載壓力的加固元件以上弦的方式可以承載相應(yīng)(下弦作用的方向) 的作用在結(jié)構(gòu)元件上的載荷。因此不能確定，作用在加固元件30,33 上的載荷(40，44)直接作用在元件30,33上或者通過罩殼9(圖4)傳遞到 元件30,33上。最后可以想象，根據(jù)圖13的頂蓋可以承載雪荷載或者 根據(jù)圖10和圖11的翼形。同樣可以想象，載荷直接作用在網(wǎng)條4并 且通過其傳遞到元件30,33上，為了描述本發(fā)明，其同樣可以理解為 直接作用在元件30，33上的載荷。
如果線性力/超過載荷40，框架50相應(yīng)地變形，但是仍承載載 荷40,44直到可承載壓力的元件30突然斷裂或由于壓力破裂，或者可 承載拉力的元件33被撕破。因此前提是，元件30,33彼此保持在其相 對(duì)位置，該相對(duì)位置對(duì)于框架50的承載特性是標(biāo)準(zhǔn)的。該相對(duì)位置
通過基于線性力？作用在網(wǎng)條4上的預(yù)張緊力來(lái)確保。因此，除了以 上提及的元件30,33的機(jī)械負(fù)荷性，產(chǎn)生了作為第二邊界條件的用于 最大載荷40的框架50的許可變形，只要網(wǎng)條4的預(yù)張緊力存在，就 給出該許可變形。最終取決于內(nèi)部壓強(qiáng)p。
根據(jù)本發(fā)明，氣動(dòng)結(jié)構(gòu)元件的載荷特性與氣動(dòng)結(jié)構(gòu)元件一起，顯 著地使其元件30,33具有相對(duì)較小且盡可能小的重量。此外，優(yōu)化的 傳統(tǒng)框架具備了特性(負(fù)荷能力、重量)，但同時(shí)為了對(duì)傳統(tǒng)的框架進(jìn) 行優(yōu)化也帶來(lái)了顯著的消耗(規(guī)劃、制作和成本)。 根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)元件的又一優(yōu)選實(shí)施例描述在圖2c中。 圖中顯示了氣動(dòng)結(jié)構(gòu)元件100，其通過網(wǎng)條110以雙圓柱體的形 式構(gòu)成兩個(gè)圓柱形截面。罩殼103(由柔性氣密的材料組成)與作為帶直 線、可承載壓力的承載件104設(shè)計(jì)的可承載壓力元件，在工作狀態(tài)良 好時(shí)通過網(wǎng)條110相聯(lián)，其方式如圖4至圖7中所示。網(wǎng)條110沿著 其另一縱向側(cè)111與罩殼103，例如通過焊接或通過氣密的縫紉相連 接。內(nèi)部壓強(qiáng)p將被描述的由柔性材料組成的網(wǎng)條110撐緊為長(zhǎng)方形。 在網(wǎng)條110中設(shè)置了可承載拉力的柔性受拉部件，例如鋼絲繩 113，其通過網(wǎng)條上的連接114靜止固定在工作狀態(tài)良好的位置。因 此，形成了框架120，其由繩索113、承載件104和網(wǎng)條110構(gòu)成，
其通過預(yù)張緊力(線性力？)確保了框架元件在工作狀態(tài)良好的位置。
連接部114可以設(shè)計(jì)為貫穿通過網(wǎng)條110的魚尾板(Flasche)，或 者通過其它合適、專業(yè)的方式設(shè)置。
通過這種布局可以實(shí)現(xiàn)罩殼的外部形式不依賴于框架120元件的 布局而設(shè)置，可以取消根據(jù)圖1和圖2的類似于主軸的形狀。
在本發(fā)明的范圍內(nèi)，網(wǎng)條10和可承載壓力的加固元件113設(shè)計(jì) 成部分剛性部分柔性，例如，其可以使受拉元件113更好地固定到網(wǎng) 條110或用于其它目的。
同樣除了雙圓柱形狀外，在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例中也可以設(shè)置其 它的任意的罩殼103形式。
圖2d顯示了根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)元件的另一實(shí)施例，其中描述的 部件和圖2c中一樣具有相同的參考標(biāo)記。承載件104在網(wǎng)條110中向 下偏移設(shè)置，與罩殼103不再直接但是仍保持連接。此外，承載件104 彎曲地設(shè)置。專業(yè)人員可以根據(jù)使用情況自由確定承載件104的許可 曲率，邊界條件是，承載件104在通過其整個(gè)長(zhǎng)度上保持在框架(承載 件104,網(wǎng)條110和受4立元件U3)的壓力區(qū)中。該實(shí)施例的^K載特性 與圖2c中各實(shí)施例相同。
圖4是根據(jù)圖1的截面AA，根據(jù)圖3描述的技術(shù)上的實(shí)施形式。
拉-壓元件3在此由兩個(gè)相互螺紋連接的C形輪廓組成?？招捏w1的 罩殼9在C形輪廓8之間連續(xù)地貫穿拉長(zhǎng)，并在拉-壓元件3外部通 過壓縫條(Keder)10加固。網(wǎng)條4嵌入到罩殼9位于外部之間的位置， 并通過C形輪廓8的螺紋連接緊固。
圖5詳細(xì)顯示了通過如上設(shè)置的拉-壓元件3的截面。 圖6中描述了拉-壓元件一種實(shí)施類型的截面。拉-壓元件3在此 具有3個(gè)凹槽。兩個(gè)空心體1的罩殼9通過壓縫條10插入上面的兩 個(gè)凹槽，網(wǎng)條4插入下面的凹槽。
圖7顯示了拉-壓元件3在安裝時(shí)的又一截面。拉-壓元件3在此 具有例如長(zhǎng)方形截面，而為了優(yōu)化截面慣性矩也可以設(shè)置其它的形 狀。其被插入到袋狀物11中，與罩殼9通過焊接或縫紉最終密封連 接。
如圖8所示，拉-壓元件3在其末端通過節(jié)點(diǎn)14聚集。這種節(jié)點(diǎn) 14可以設(shè)置成各種形式，這在結(jié)構(gòu)力學(xué)中是熟知的。其在此由平板 13組成，例如，與拉-壓元件3通過螺紋擰緊。罩殼9的氣密閉合同 樣可以通過很多方式完成。主要的是，拉-壓元件3從罩殼9中引出， 同時(shí)節(jié)點(diǎn)14自由地位于例如支座上，用于合適的固定。
圖9是根據(jù)本發(fā)明的氣動(dòng)結(jié)構(gòu)元件平臥構(gòu)造的等軸視圖。在此設(shè) 置了一定數(shù)量的拉-壓元件3，每一個(gè)中都嵌入了根據(jù)圖2的網(wǎng)條4。 在兩個(gè)鄰接的拉-壓元件3之間各固定了一個(gè)空心體1，并且其中充滿 壓縮空氣。在兩個(gè)最外端設(shè)置的拉-壓元件3處各自有未配對(duì)的空心體 1閉合，為了產(chǎn)生拉-壓元件3的預(yù)張緊力和為了使拉-壓元件3變側(cè)固 定。對(duì)于這種平臥式結(jié)構(gòu)元件的安裝可以如此進(jìn)行，即，所有的拉-壓元件3和空心體1的罩殼9先裝配完成，整個(gè)描述的結(jié)構(gòu)鋪設(shè)在支 座15上，而最后注入壓縮氣體?；蛘撸惭b可以現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行，拉-壓元 件3固定在支座上，接著拉-壓元件3附裝到罩殼9上。
在圖10的描述中，兩組拉-壓元件3交叉設(shè)置，例如在兩個(gè)相互 垂直的軸向，形成具有較高抗彎剛度的平面承載結(jié)構(gòu)16。在拉-壓元
件3彼此交叉區(qū)域的氣密終端同樣可以通過例如壓縫條來(lái)實(shí)現(xiàn)，當(dāng)然
在此也存在其它的各種方案。
實(shí)際中根據(jù)圖IO的平面承載結(jié)構(gòu)16的擴(kuò)展具有以下優(yōu)點(diǎn)，單個(gè) 的拉-壓元件3優(yōu)選地可以抗傾斜地穩(wěn)固，同時(shí)在支座上不會(huì)引起力 矩。
圖IO之后的圖11顯示了根據(jù)本發(fā)明的翼形輪廓17。根據(jù)圖10, 兩組拉-壓元件3交叉設(shè)置。兩組中的拉-壓元件3的數(shù)量——在此兩 個(gè)在一個(gè)方向，八個(gè)在另一方向——可以與翼形輪廓17的要求相適 應(yīng)。同樣拉-壓元件3的外形一般來(lái)說是可變的，除了這種輪廓的靜態(tài) 設(shè)置，也可以設(shè)置與前緣(Anstroemkante)和后緣(Abstroemkante)18,19 相應(yīng)的空氣動(dòng)力學(xué)形式，其在大多數(shù)情況下帶有輪廓附件，其在空氣 動(dòng)力學(xué)中是有效的，但其從平面支承結(jié)構(gòu)的特性來(lái)講不是翼形輪廓17 的靜態(tài)部件。
在根據(jù)圖12的實(shí)施例中，空心體1的中線L不是#4居圖1中的 實(shí)施例一樣為直線，而是從空心體1的截面2出發(fā)向外彎曲。兩個(gè)空 心體1一一在根據(jù)圖2的截面中彼此截?cái)?，其形狀保持不變一一在?據(jù)圖1的截面AA處具有最小的直徑。然而在空心體1的末端處增加。 因此與局部半徑R成比例的線性應(yīng)力cj也增加。從而傳遞到網(wǎng)條4上 的線性力可以提高一一或者一般來(lái)說一_可以被優(yōu)化。作為對(duì)空心體 1上到末端增加的局部半徑的替換，其當(dāng)然也可以保持不變，或者也 可以選擇減小。在最后一種情況中，相對(duì)于空心體1的線性力和相對(duì) 于網(wǎng)條4的線性力都減小。相對(duì)于圖2中所顯示的，其可以通過中線 L實(shí)現(xiàn)空心體1相對(duì)于截面2彎曲。其同樣也使用于帶有不變半徑的 空心體l，也就是幾何上的環(huán)形。
圖13描述了本發(fā)明設(shè)想的另一實(shí)施例。在此一定數(shù)量(在圖13中 例如為5個(gè))的空心體1設(shè)置在另一較少數(shù)量的拉-壓元件上。其再次 承載了網(wǎng)條4并從空心體1中氣密地引出。拉-壓元件可以選擇成不同 的形式，不僅是其長(zhǎng)度、高度上的，也可以是其方向上的。如圖9中
設(shè)置，每個(gè)在最外端的拉-壓元件3上固定的空心體附加在其上，用于 上述兩個(gè)最外端的拉-壓元件3和其網(wǎng)條的線性應(yīng)力對(duì)稱，同時(shí)用于其 側(cè)面的固定。
權(quán)利要求
1、一種帶氣密罩殼(9，103)和拉-壓元件(3)的氣動(dòng)結(jié)構(gòu)元件，所述拉-壓元件(3)包括至少一個(gè)可承載壓力的加固元件(3，30，104)和至少一個(gè)可承載拉力的加固元件(3，33，103)，其特征在于，還設(shè)有貫穿所述結(jié)構(gòu)元件并且在所述結(jié)構(gòu)元件的工作壓力下通過其而預(yù)張緊的網(wǎng)條(2，4，110)，所述網(wǎng)條(2，4，110)在操作中在罩殼(9，103)的相對(duì)側(cè)上彼此連接，所述元件(3，30，104；3，33，103)在其相關(guān)端部在兩側(cè)上在各自共同的節(jié)點(diǎn)中彼此連接，并且在其長(zhǎng)度上在所述網(wǎng)條(2，4，110)上可操作的，并且以預(yù)先確定的最大距離彼此間隔設(shè)置，其中，所述網(wǎng)條(2，4，110)及設(shè)置于其上的所述元件(3，30，104；3，33，103)與所述罩殼(9，103)通過以下方式產(chǎn)生有作用的連接，即，所述可承載壓力的加固元件(3，30，104)可以以框架(50)上弦的形式吸收作用在所述結(jié)構(gòu)元件上的相應(yīng)的載荷(40，44)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣動(dòng)結(jié)構(gòu)元件，其特征在于，所述網(wǎng) 條至少部分地由柔性抗拉的材料組成，并且在其長(zhǎng)度兩側(cè)與罩殼的相 應(yīng)地相關(guān)罩殼壁連接成，其在處于工作壓力下的結(jié)構(gòu)元件中可操作地 預(yù)張緊。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氣動(dòng)結(jié)構(gòu)元件，其特征在于，所 述可承載壓力的加固元件設(shè)計(jì)成至少部分成柔性，并且在其長(zhǎng)度上固 定地這樣設(shè)置在所述網(wǎng)條上，即，其處于操作壓力下的結(jié)構(gòu)元件中， 以框架下弦的形式處于可操作的位置。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氣動(dòng)結(jié)構(gòu)元件，其特征在于，所 述可承載拉力的加固元件設(shè)計(jì)成也可承載壓力，而所述可承載壓力的 加固元件設(shè)計(jì)成也可承載拉力。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的氣動(dòng)結(jié)構(gòu)元件，其特征 在于，所述可承載壓力的加固元件設(shè)計(jì)成直的承載件。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的氣動(dòng)結(jié)構(gòu)元件，其特征在于，優(yōu)選地設(shè)有至少兩個(gè)縱向延伸的空心體(l)和至少兩個(gè)拉壓加固元件(3)，所述至少兩個(gè)縱向延伸的空心體(l)包括由柔性材料制成的氣 密罩殼(9)，所述至少兩個(gè)拉壓加固元件(3)在兩端在節(jié)點(diǎn)(14)中彼此連 接并基本上在其整個(gè)長(zhǎng)度上與所述罩殼(9)相連接，且其中-由抗拉材料制成的網(wǎng)條(4)設(shè)置在每?jī)蓚€(gè)彼此在節(jié)點(diǎn)(14)處相聯(lián) 的拉-壓元件(3)之間，并基本上在其整個(gè)長(zhǎng)度上與所述兩個(gè)拉-壓元件 (3)抗拉地連接成，在將壓縮空氣注入所述空心體(l)時(shí)，所述罩殼的應(yīng) 力傳遞到所述拉-壓元件(3)和所述網(wǎng)條(4)上，而所述網(wǎng)條(4)由此被預(yù) 張緊。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的氣動(dòng)結(jié)構(gòu)元件，其特征 在于，至少一個(gè)所述拉-壓元件(3)由兩個(gè)彼此利用螺旋方式連接的C 形輪廓構(gòu)成，-設(shè)有壓縫條(10)以用于所述至少一個(gè)拉-壓元件(3)，所述壓縫條 (10)被所述罩殼(9)的材料包圍，并且設(shè)置在所述拉-壓元件(3)的外側(cè)，-所述網(wǎng)條(4)在所述至少一個(gè)拉-壓元件(3)的兩個(gè)C形輪廓之間 通過螺旋式連接方式夾緊。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的氣動(dòng)結(jié)構(gòu)元件，其特征 在于，至少一個(gè)所述拉-壓元件(3)由型棒組成，其具有三個(gè)凹槽以用 于各壓縫條(IO),其中，兩個(gè)用于壓縫條(10)的凹槽設(shè)置在側(cè)面，第三 個(gè)用于壓縫條(10)的凹槽設(shè)置在中間，-所述罩殼(9)通過側(cè)面的壓縫條(10)夾緊，而所述網(wǎng)條(4)通過中 間的壓縫條(10)夾緊。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的氣動(dòng)結(jié)構(gòu)元件，其特征 在于，至少一個(gè)所述拉-壓元件(3)由帶合適截面慣性矩的型棒組成，-每個(gè)型棒都插入到沿著所述拉-壓元件(3)設(shè)置的袋狀物(1 l)中， -所述空心體(1)的所述罩殼(9)與所述袋狀物(11)氣密地連接， -所述網(wǎng)條(4)與所述袋狀物(11)同樣連接，-罩殼(9)及網(wǎng)條(4)與袋狀物(11 )之間的連接通過后續(xù)帶有密封程序的焊接或粘貼或縫紉的方式來(lái)產(chǎn)生。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的氣動(dòng)結(jié)構(gòu)元件，其特征在于，設(shè)有器件，以使至少一對(duì)彼此相關(guān)的拉-壓元件(3)從空心體(1)中氣密地引出，且其中-這些彼此相關(guān)的元件(3)的節(jié)點(diǎn)(14)設(shè)置在所述空心體(1)外部。
11、 根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的氣動(dòng)結(jié)構(gòu)元件，其特 征在于，至少存在一定數(shù)量的拉-壓元件(3)，-相對(duì)外部氣密的空心體(l)各自插入在兩對(duì)相鄰的拉-壓元件(3) 之間，并與所述拉-壓元件(3)連接，-兩個(gè)最外面的拉-壓元件(3)各自承載有不成對(duì)的空心體(1),以 使所述網(wǎng)條(4)的預(yù)張緊對(duì)稱，并使它們?cè)趥?cè)面上穩(wěn)定。
12、 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的氣動(dòng)結(jié)構(gòu)元件，其特征在于，從所述空心體(l)引出的節(jié)點(diǎn)(14)設(shè)置并固定在支座(15)上。
13、 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的氣動(dòng)結(jié)構(gòu)元件，其特征在于，設(shè)有一定數(shù)量彼此相關(guān)的拉-壓元件(3),并且它們?cè)O(shè)置成兩組， 這兩組相互交叉，由此形成平面承載結(jié)構(gòu)(16),-所述氣密的空心體(l)同樣設(shè)置并布置成彼此交叉的兩組， -所述空心體(l)彼此之間氣密地連接，并與拉-壓元件(3)氣密地 連接，-所述網(wǎng)條(4)在張緊它的兩拉-壓元件(3)之間延伸。
14、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的氣動(dòng)結(jié)構(gòu)元件，其特征在于，所述平面承載結(jié)構(gòu)(16)具有合適的空氣動(dòng)力學(xué)外形，因此可以用作翼形輪 廓(17)。
15、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的氣動(dòng)結(jié)構(gòu)元件，其特征在于，所述 拉-壓元件(3)上設(shè)置有附件，用于優(yōu)化所述翼形輪廓(17)的前緣和/或后 緣(18,19)。
16、 一種用于建筑物的頂部或底部，其中，所述建筑物帶有彼此 相鄰設(shè)置的、根據(jù)權(quán)利要求1至13中的任一項(xiàng)所述的結(jié)構(gòu)元件。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明的氣動(dòng)結(jié)構(gòu)元件由一個(gè)到多個(gè)以下結(jié)構(gòu)形式相互連接的元件組成兩個(gè)帶罩殼(9)的空心體(1)優(yōu)選地由氣密的涂層紡織材料制成，其帶有端蓋(5)，結(jié)合起來(lái)形成共同的截面(2)。該截面(2)的邊緣由兩個(gè)弧形拉-壓元件(3)構(gòu)成，其上夾緊了由高抗拉伸強(qiáng)度紡織材料制成的網(wǎng)條(4)。通過向兩個(gè)空心體(1)內(nèi)注入壓縮空氣，在罩殼(9)形成拉伸應(yīng)力σ，其直接或者通過拉-壓元件(3)傳遞到網(wǎng)條(4)，并對(duì)網(wǎng)條進(jìn)行預(yù)張緊。該預(yù)張緊力大大提高了拉-壓元件(3)的彎曲剛度。如果大量這樣的元件結(jié)合組成頂蓋，每?jī)蓚€(gè)鄰近的空心體(1)之間形成帶拉-壓元件(3)和網(wǎng)條(4)的截面(2)。
文檔編號(hào)E04H15/20GK101389821SQ200680053397
公開日2009年3月18日 申請(qǐng)日期2006年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月23日
發(fā)明者R·盧克辛格 申請(qǐng)人:未來(lái)概念公司