DE19611475A1

DE19611475A1 - Folienelemente

Info

Publication number: DE19611475A1
Application number: DE19611475A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dipl Ing Wimmer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-03-22
Filing date: 1996-03-22
Publication date: 1997-09-25

Description

Die Erfindung betrifft luftgefüllte Folienelemente aus zwei oder mehr unlösbar miteinander verbundenen Folien zur Ausbildung von Raumhüllen sowie einen damit gebildeten Luftkollektor.

Luftgefüllte Folienelemente mit kreisförmigem Querschnitt sind be kannt, sie sind beispielsweise bei Luftmatratzen und Swimmingpools anzutreffen. In "Ideen Erfindungen Neuheiten" Nr. 5 Jahrgang 1995, S. 4f, herausgegeben vom österreichischen Patentinhaber- und Er finderverband werden mit derartigen Elementen gebildete Tunnel und Zelte beschrieben. Der Nachteil dieser Konstruktion ist darin zu sehen, daß die einzelnen zylinder- bzw. torusförmigen Elemente nur mit einer Schweißnaht verbunden sind und daher weder eine befrie digende mechanische Stabilität noch eine sinnvolle thermische Iso lierung realisierbar sind.

Beispielsweise aus der Verpackung bekannte Noppenfolien haben sich als lichtdurchlässige isolierende Verkleidung von Gewächshäusern bewährt. Diese Lösung weist neben einer geringen Stabilität den Nachteil auf, nur einmal aufblasbar zu sein, wodurch sich zusätz liche Probleme bei Transport und Lagerung ergeben.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Folienelemente der gattungsgemäßen Art derart zu verbessern, daß eine optimale mecha nische Stabilität und ein minimaler Wärmeleitwert erzielt werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Folie rippen- bzw. halbwellenförmig mit einer Trägerfolie verbunden wird.

Vorteilhaft kann es sein, die einzelnen Luftkammern mit ihren Nachbarkammern zu verschweißen sowie den Abstand zwischen den Luftkammern möglichst klein zu halten.

Gemäß einer weiteren Lösung der Aufgabe werden bei an sich bekann ten Folienelementen aus Luftkammern mit kreisförmigen Querschnitt je zwei benachbarte Luftkammern mit zwei oder mehr Nähten bzw. flächig miteinander verbunden.

Bei beiden Lösungen können vorteilhaft eine bzw. beide Seiten des Folienelementes mit einer bzw. zwei weiteren Folien verschweißt werden, um die Stabilität zu erhöhen. Durch die relativ glatte Oberfläche sind die Folienelemente leichter zu reinigen und wider standsfähiger gegen Beschädigungen.

Nach einer weiteren erfindungsgemäßen Lösung der Aufgabe wird eine Folie mit einem zumindest bedingt flexiblen Träger mit rippenför migem Profil verbunden, so daß die Folie im Prinzip die Deckel der einzelnen Luftkammern bildet.

Eine vorteilhafte Ausführung besteht in einer geradlinig parallel zum Profilrücken angeordneten Folie.

Bei allen Lösungen ist es vorteilhaft, die Schweißnaht flächig auszuführen und zumindest einen Teil der Verbindungen mit Kleb stoff herzustellen. Dadurch läßt sich die Stabilität erhöhen und die Herstellung vereinfachen.

Besonders vorteilhaft ist es dabei, die Folienelemente aus Folien sowohl unterschiedlicher Materialbeschaffenheit als auch Dicke an zufertigen. Im allgemeinen wird z. B. bei der ersten Lösung die Fo lie flexibler als die Trägerfolie sein, während letztere bei einem Einsatz als Außenwand vorzugsweise UV-beständig sein sollte.

Selbstverständlich sind Fertigungsverfahren denkbar, bei denen die Folienelemente vorteilhaft durch Faltung und Verbindung einer End losfolie hergestellt werden. Der größere Verarbeitungsaufwand wird durch die Produktion der Folienelemente mit einer Folie direkt aus einem Kalander aufgewogen.

Für Transport und Lagerung ist es vorteilhaft, die Folienelemente mehrmals füllen und entleeren zu können.

Sollte das angestrebte Recyclingkonzept realisiert werden, kann es auch vorteilhaft zu sein, die Folienelemente aus PVC-Folie zu fer tigen.

Vorteilhaft ist es auch, auf einer Trägerfolie zwei Folien mit gleichem oder verschiedenem Profile anzubringen bzw. zwei oder mehr Folienelemente miteinander zu verbinden, wobei auch ein wink liger, vorzugsweise orthogonaler Versatz der Folienelemente zuein ander möglich ist.

Mit den erfindungsgemäßen Lösungen wird in vorteilhafter Weise ei ne vergleichsweise konstante "Wandstärke" erreicht, die einerseits stabile selbsttragende Konstruktionen und andererseits gute Wärme dämmung ermöglicht. So ist auch eine Verwendung als Dämmstoff, bei durchsichtigen Folien auch als transparente Wärmedämmung denkbar.

Die angegebenen Folienelemente ermöglichen durch entsprechende Ausgestaltung und/oder Befüllung eines Wand- und eines Bodenele mentes einen einfach zu errichtenden selbstragenden Tunnel mit un gefähr halbkreisförmigem Querschnitt. Die Verwendung eines solchen Tunnels aus lichtdurchlässigem Material mit einem auf dem Boden element angeordneten Absorber wird für einen Luftkollektor vorge schlagen. Weiterhin ist auch eine Verwendung als Luftkanal mit kleinem Strömungswiderstand für vorzugsweise mit Luftkollektoren erwärmte Luft möglich.

Vorteilhaft ist der Absorber als verknäuelter Faden ausgeführt, der durch die durch die durchsichtige Hülle einfallende Sonnen strahlung aufgeheizt und von der zu erwärmenden Luft über-, um- und durchströmt wird. Zusammen mit der durch den großen Quer schnitt ermöglichten geringen Strömungsgeschwindigkeit dürfte der Wirkungsgrad bekannter Luftkollektoren erheblich übertroffen wer den. Die Wärmedämmung der Wand- und Bodenelemente kann durch eine Befüllung mit sogenannten Treibhausgasen, insbesondere Kohlendio xid, noch erhöht werden. Das Fadenknäuel wirkt als einfache und effektive Strahlenfalle, die den bei bekannten überströmten Luft kollektoren durch Verschmutzung bedingten Leistungsverlust nicht aufweist.

Bei vielen Katastrophen wie Bürgerkrieg, Erdbeben, etc. wird plötzlich eine große Zahl von Notunterkünften benötigt. Da die Be troffenen meist unter Schock stehen, sind schnell errichtbare und einfach zu transportierende Zelte erforderlich, um die Arbeit der Helfer zu erleichtern. Da Folienelemente insbesondere der oben be schriebenen Art sich durch geringes Gewicht, wenig Platzbedarf im unaufgeblasenen Zustand und schnelle Errichtbarkeit auszeichnen sind sie für diese Verwendung prädestiniert. Aufgrund der hohen Stabilität und Wärmedämmung wird ein einfaches Tunnelzelt möglich, das auch bei kalter Witterung eingesetzt werden kann.

Vorteilhaft kann dabei sein, den Kuppelbereich mit Spannseilen am Boden zu befestigen und mit einer innen angeordneten Stützfolie zu versteifen.

Wenn keine Schneelast berücksichtigt werden muß, kann ein trapez förmiger Querschnitt ebenfalls vorteilhaft sein.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung sowie der zeichnerischen Darstellung einiger Ausführungsbeispiele.

Es zeigt:

Fig. 1-7 einen Querschnitt mehrerer Folienelemente,

Fig. 8 einen Luftkollektor im Querschnitt,

Fig. 9 ein aufblasbares Zelt im Querschnitt und

Fig. 10 und 11 einen Querschnitt zweier weiterer Folienelemente.

In Fig. 1-3 ist ein erfindungsgemäßes Folienelement 1 dargestellt, das aus einer Trägerfolie 4 und einer ein- bzw. beidseitig halb wellenförmig auf dieser angeordneten Folie 2 besteht, wobei im we sentlichen parallele Luftkammern 3 ausgeformt werden. Die Verbin dung zwischen Folie 2 und Trägerfolie 4 erfolgt mittels einer Schweißnaht 5, zusätzlich kann die Folie 2 noch mit sich selbst verschweißt werden (Fig. 2), wodurch eine Stützrippe 6 oder eine weitere Luftkammer 3 gebildet wird.

Fig. 4-6 zeigen ein weiteres Folienelement 1, bei dem eine Folie 2 Luftkammern 3 ausformt, die mit je zwei Schweißnähten 5 miteinan der verbunden sind. Zusätzlich kann das so gebildete Folienelement (Fig. 4) ein- (Fig. 5) oder beidseitig (Fig. 6) mit einer Träger folie 4 mittels Schweißnähten 5 versteift werden.

Das Folienelement 1 in Fig. 7 besteht aus einer Folie 2, die mit Stützrippen 6 durch Schweißnähte 5 verbunden ist und so Luftkam mern 3 ausbildet. Die Stützrippen 6 können inklusive dem Rückens auf dem sie angeordnet sind, aus einer vorzugsweise steiferen Fo lie als der Folie 2 oder aus einem vorzugsweise flexiblen Material geformt werden. Je nach Länge der Folie 2 im Vergleich zum Abstand zweier Stützrippen 6 läßt sich bei konstanter Befüllung die mögli che positive und negative Krümmung des Folienelementes 1 vorgeben.

Der in Fig. 8 dargestellte Luftkollektor 7 wird aus einem Boden- 8 und einem Wandelement 12 aus Folienelementen 1 gebildet. Für das gebogene Wandelement 12 kommen insbesondere Folienelemente 1 mit abstandsfreiem Halbwellenprofil oder Stützrippen 6 in Betracht. Die vorzugsweise dickere Trägerfolie 4 zeigt nach außen. Ihre im wesentlichen gerade Linienführung verringert die wärmeabgebende Oberfläche, bietet gleichzeitig Schutz gegen Beschädigung und Ver schmutzung und ist leicht zu reinigen. An den Kanten sind Verstär kungen bzw. Versteifungen angeordnet oder ausgeformt, die zur Auf nahme von Spannseilen 9 dienen, mit denen der Luftkollektor am Bo den befestigt wird. Der knäuelförmige Absorber 11 ist nicht nur unempfindlich gegen Verschinutzung, er vergrößert auch die für den Wärmetausch zur Verfügung stehende Oberfläche. Dadurch und durch die Isolierung der Hülle, die durch eine Befüllung mit Kohlendio xid bzw. einem damit angereichertem Luftgemisch noch verbessert werden kann, dürfte der angegebene Luftkollektor einen höheren Wirkungsgrad als bekannte Ausführungen aufweisen. Zudem ist er ko stengünstig und einfach aufzustellen, um z. B. saisonalen Anforde rungen wie verminderter Sonneneinstrahlung im Winter oder vermehr tem Warmluftbedarf bei der Erntetrocknung gerecht zu werden, d. h. zusätzlich bzw. als Ergänzung zu fest installierten (Luft-)Kollek toren. Es erübrigt sich eigentlich auszuführen, daß der Absorber 11 aus einem Material besteht, das die einfallende Sonnenstrahlung möglichst gut absorbiert bzw. in Wärme umwandelt. Der knäuelförmi ge Absorber 11 läßt sich vorteilhaft auch in anderen Kollektorty pen verwenden.

Fig. 9 zeigt ein Zelt 13 als eine andere Anwendung des tunnelför migen Profils mit Noppen nach innen. Der Aufbau mit Boden- 8 und Wandelementen 12 gleicht dabei dem des Luftkollektors 7, wiewohl hier wie bei diesem auf das Bodenelement 8 verzichtet oder dieses einfacher, z. B. als glatte Folie, ausgeführt werden kann. Spannseile 9 sind am Boden und zusätzlich in Höhe der Zeltkuppel befestigt. Die etwa auf gleicher Höhe im Zeltinnern angeordnete Stützfolie 14 fängt den Schub der Kuppel und evtl. Dachlast auf, wodurch ein rechteckigeres Profil erzielt wird. Die in der Kuppel eingefangene Wärme kann z. B. durch einen mit Solarzellen betriebe nen Ventilator durch Klappen abgeführt werden oder bei Bedarf im Zelt umgewälzt werden. Durch undurchsichtige Wandelemente 12 mit einem durchsichtigen oder opaken Kuppelbereich und einer entspre chenden Stützfolie 14 läßt sich eine optimale Beleuchtung errei chen, die sich durch Abdecken leicht regulieren läßt, speziell wenn die Stützfolie 14 nur partiell lichtdurchlässig ist. Für ex treme Temperaturbedingungen kann im Kuppelbereich auch ein Lüf tungswärmetauscher installiert werden, der mit der Wärme der Ab luft die Frischluft aufheizt und so die Wärmeverluste weiter re duziert. Zusätzlich können auch bekannte Sichtluken in der Hülle integriert werden, entweder durch eine Abdeckung einer transparen ten Folie während einer Beschichtung mit lichtundurchlässigem Stoff oder durch Verwendung bzw. Verbindung verschiedener Materia lien. Ein in der Zeichnung nicht dargestelltes trapezförmiges Profil für Zelte und andere Anwendungen läßt sich durch Weglassen der Kuppel zone realisieren. Die Stützfolie 14 wird zum Dach und kann nach Bedarf als bekanntes oder erfindungsgemäßes Folienelement 1 ausge bildet sein. Die Stützfolie 14 kann ebenfalls insbesondere in bekannten Zelten aus Folienelementen vorteilhaft eingesetzt werden.

In Fig. 10 formt eine auf einer Trägerfolie 4 halbwellenförmig mit Abstand angeordnete Folie 2 räumlich voneinander getrennte Luft kaminern 3 aus. Wie leicht ersichtlich ist, können auch bei dieser Profilform die Luftkammern 3 entweder bei Biegung oder bei einer entsprechend großen Ausgestaltung miteinander in Kontakt bzw. Wechselwirkung treten. Die Stabilität eines Folienelementes 1, das einen tunnelförmigen Querschnitt formt, beruht im Wesentlichen auf dieser Wechselwirkung. Die Luftkammern 3 bilden selbsttragende keilförmige Gewölbeelemente, die durch die Trägerfolie 4 zusammen gehalten werden.

Fig. 11 zeigt eine auf zwei weitere Arten mit Schweißnähten 5 an Stützrippen 6 befestigte Folie 2. Im linken Teil umschließt die Folie 2 die Stützrippe 6, während im rechten Teil ein Überschuß an Folie 2 vorhanden ist, der eine zusätzliche Luftkammer 3 ausformt.

Bezugszeichenliste

1 Folienelement
2 Folie
3 Luftkammern
4 Trägerfolie
5 Schweißnaht
6 Stützrippe
7 Luftkollektor
8 Bodenelement
9 Spannseil
10
11 Absorber
12 Wandelement
13 Zelt
14 Stützfolie
15 Hering

Claims

1. Folienelement für Raumhüllen mit aus mindestens zwei unlösbar mit einer Schweißnaht miteinander verbundenen Folien, die in der Regel eine Vielzahl von Luftkammern ausbilden, dadurch gekennzeichnet, daß eine Folie (2) halbwellenförmig auf einer Trägerfolie (4) an geordnet ist.

2. Folienelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftkammern (3) unmittelbar nebeneinander angeordnet sind.

3. Folienelement nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die halbwellenförmig angeordnete Folie (2) zusätzlich mit sich selbst verschweißt ist.

4. Folienelement für Raumhüllen mit aus mindestens zwei unlösbar mit einer Schweißnaht miteinander verbundenen Folien, die in der Regel eine Vielzahl von Luftkammern ausbilden, dadurch gekennzeichnet, daß je zwei Luftkammern (3) mit mindestens zwei Schweißnähten (5) miteinander verbunden sind.

5. Folienelement nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es ein- oder beidseitig mit einer bzw. zwei geradlinig ange ordneten Folien (2) verschweißt ist.

6. Folienelement für Raumhüllen mit mindestens einer Folie, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (2) mit Stützrippen (6) verschweißt ist.

7. Folienelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die mit den Stützrippen (6) verbundene Folie (2) im unbelaste ten Zustand geradlinig verläuft.

8. Folienelement nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (2) und Trägerfolie (4)/Folie (2) flächig miteinan der verbunden sind.

9. Folienelement nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der Folien (2) zumindest teilweise mit einem Klebstoff erfolgt.

10. Folienelement nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Folien (2) unterschiedliche Beschaffenheit aufweisen.

11. Folienelement nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einer Folie (2) ausgeführt ist.

12. Folienelement nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß es mehrmals mit Luft gefüllt werden kann.

13. Folienelement nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß es aus PVC-Folie ausgebildet ist.

14. Folienelement nach einem oder mehreren der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer Trägerfolie (4) zwei Folien (2) mit gleichem oder verschiedenem Profil angeordnet sind.

15. Folienelement nach einem oder mehreren der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei gleiche oder verschiedene Folienelemente (1) miteinander verbunden werden.

16. Luftkollektor mit in etwa halbkreisförmigem Querschnitt, einer Hülle aus selbsttragenden lichtdurchlässigen Folienelementen und einem innerhalb des Querschnitts angeordneten überströmten Absor ber, dadurch gekennzeichnet,
daß die Hülle aus einem bzw. mehreren Folienelementen (1) nach ei nem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche gebildet wird, und
daß die Hülle aus einem Boden- (8) und einem Wandelement (12) be steht.

17. Luftkollektor nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftkollektor (7) einen trapezförmigen Querschnitt hat.

18. Luftkollektor nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Absorber (11) aus einem oder mehreren knäuelförmig ange ordneten Faden bzw. Fäden besteht.

19. Luftkollektor nach Anspruch 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllgas der Folienelemente (1) mit Kohlendioxid zumindest angereichert ist.

20. Zelt aus wiederaufblasbaren Folienelementen, dadurch gekennzeichnet, daß es eine im wesentlichen selbsttragende Tunnelform aufweist.

21. Zelt nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Kuppelbereich insbesondere an den Enden außen Befesti gungsvorrichtungen für Spannseile (9) und/oder innen eine im we sentlichen durchgehende Stützfolie (14) aufweist.

22. Zelt nach Anspruch 20 und 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Zelt einen trapezförmigen Querschnitt aufweist.