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WO1996033320A1 - Cupolas or convex surfaces with individual plane surface sections - Google Patents

Cupolas or convex surfaces with individual plane surface sections Download PDF

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Publication number
WO1996033320A1
WO1996033320A1 PCT/CH1996/000114 CH9600114W WO9633320A1 WO 1996033320 A1 WO1996033320 A1 WO 1996033320A1 CH 9600114 W CH9600114 W CH 9600114W WO 9633320 A1 WO9633320 A1 WO 9633320A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
plates
hexagonal
connecting means
polyhedron
pentagonal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/CH1996/000114
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Willi Wicki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of WO1996033320A1 publication Critical patent/WO1996033320A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/32—Arched structures; Vaulted structures; Folded structures
    • E04B1/3211—Structures with a vertical rotation axis or the like, e.g. semi-spherical structures
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/32—Arched structures; Vaulted structures; Folded structures
    • E04B2001/327—Arched structures; Vaulted structures; Folded structures comprised of a number of panels or blocs connected together forming a self-supporting structure
    • E04B2001/3276—Panel connection details
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/32—Arched structures; Vaulted structures; Folded structures
    • E04B2001/3294—Arched structures; Vaulted structures; Folded structures with a faceted surface

Definitions

  • the present invention relates to domes or curved surfaces with individual flat partial surfaces according to the preamble of claim 1.
  • Dome or spherical structures have many known advantages. They have a favorable ratio between surface area and volume and a favorable ratio between stability and weight. Last but not least, they also have an attractive appearance. Such dome or spherical structures are used, for example, in architecture. Until now, the construction of dome and sphere structures was complicated and time-consuming. There was therefore a search for devices and methods which simplify the construction.
  • Patent specification WO 87/04205 (publication date July 16, 1987) describes, for example, a polyhedron which consists of irregular polygons (polygons). Furthermore, the patent specification EP 0 052 168 (published on May 26, 1982) describes a space-bounding structure, the shape of which forms part of a polyhedron. The space-defining structure consists of regularly arranged pentagons, equilateral triangles, rhombuses and Rectangles.
  • Patent specification EP 0 024 135 (publication date February 25, 1981), for example, proposes a structure with the shape of a polyhedron or a polyhedron part, which consists of a large number of regular polygons.
  • the polygons can be formed as equilateral triangles, squares, rectangles, rhombuses or regular pentagons. Every surface that is not square or rectangular is exclusively surrounded by square or rectangular surfaces.
  • the edges of the plate-shaped components are connected to one another.
  • a disadvantage of this structure is its complicated structure made up of a large number of differently shaped components. In addition, the problem of connecting the components is not solved here.
  • the published patent application DE 28 29 301 (day of disclosure January 17, 1980) describes a space-defining structure made of rigid, flat lattice panels.
  • the lattice boards have the shape of regular polygons. They are connected to one another at the edges and form support-free and frameless polyhedra.
  • the construction of this space-defining structure is relatively simple. Here too, however, there is no description of the connecting devices with which the lattice panels are attached to one another.
  • the building component which is proposed by the patent US 2,918,992 (publication date December 29, 1959), consists of an essentially hemispherical Wall.
  • the wall is composed of a large number of plates which have the shape of equilateral triangles. These plates form surfaces in the form of regular pentagons and regular hexagons.
  • the plates are joined together at the edges. For this purpose, they have flanges that protrude to the sides at the edges.
  • the adjacent flanges of two adjacent plates are connected to one another with the aid of fastening means.
  • the patent US 4,306,392 (published on December 22, 1981) proposes a dome structure which is formed from rigid, polygonal plates.
  • the dome structure is divided into basic areas and extension areas.
  • the basic areas contain only plates which have the shape of regular pentagons and hexagons.
  • the extension areas on the other hand, contain plates which have the shape of parallelograms and have different sizes.
  • flanges are also formed on their edges.
  • this dome structure is complex because it consists of too many different types of plates, which differ from one another in shape and size.
  • the flanged connections do not allow the panels to be joined quickly and efficiently.
  • the publication DE 43 38 168 ( May 19, 1994) also describes a method and a device for producing flat, preferably curved constructions from interconnected, equilateral polygons. Movable devices are used to connect the polygons. Such a device comprises at a first A usönön two outer parts which are fixed to the two ein ⁇ other adjacent sides of adjacent polygons are be ⁇ solidifies, and a middle portion, the movability of the limited Be ⁇ of the two outer parts of a twisting or bending axis relative to each other.
  • a second Type of design of the connecting device comprises three outer parts, which are firmly connected to the mutually adjacent corners of three adjacent polygons, and a middle part, which makes the limited mobility of the three outer parts possible by three axes of rotation or bending relative to one another .
  • Movable connecting devices have the advantage that they facilitate the construction of a dome.
  • a higher degree of stability of the domes can be achieved in the case of rigid connection devices than with movable connection devices.
  • dimensionally stable connection devices are also of simpler construction and are therefore more cost-effective to manufacture.
  • the object of the invention is therefore to create domes or curved surfaces with individual flat partial surfaces formed by dimensionally stable plates, which have a simple, stable construction and can be constructed easily.
  • the proposed domes or arches have the shape of a polyhedron or a polyhedron part. They consist of hexagonal and pentagonal plates, which are connected at their edges. To connect the plates, for example, plug connections with snap locks. However, the plates can also be connected to one another by connecting devices which consist of individual profile strip pieces or threaded rods. Furthermore, there is the possibility of the plates with wires, cords, To bind together or sew together elastic bands or other elongated, flexible connecting means. Only hexagonal plates are adjacent to each pentagonal plate. Three sub-areas meet at each corner. The complete polyhedron comprises 20 hexagonal plates and 12 pentagonal plates. The domes or arches can serve as supports for solar modules. However, it is also envisaged to use them as components of buildings, for example, or as the entire outer shell of a building. It can also be used as a lamp or housing for lamps and lanterns. Finally, the polyhedra can also be used as toys or decorative objects.
  • FIG. 1 a shows a perspective view of an all around closed, curved surface with the shape of a polyhedron
  • FIG. 1b is a perspective view of an all round closed, curved surface according to FIG. 1 a seen from a different perspective;
  • FIG. 2b shows a plan view of a hexagonal plate with a first possible arrangement of the connecting devices designed as snap closures
  • FIG. 2c shows a plan view of a hexagonal plate with a second possible arrangement of the connecting devices designed as snap closures
  • 3a shows a section through a connecting device designed as a snap closure, which holds together a pentagonal plate and a hexagonal plate;
  • Fig. 3 b shows a section through a connecting device according to Fig. 3a, which has two hexagonal plates holds together;
  • FIG. 4 shows a section through a connecting device which consists of two profile strips which are fastened to the plates to be connected with individual, non-continuous screws;
  • FIG. 5 shows a section through a connecting device which consists of two profile strips which are fastened to the plates to be connected by means of continuous screws;
  • FIG. 6 shows a section through a connecting device which consists of two profiled strips sunk into the plates to be connected;
  • connection device 7 shows a plan view of the connection point between a pentagonal plate and a hexagonal plate, two profile strips serving as the connection device;
  • FIG. 8 shows a section through a connecting device for connecting two adjacent plates, which consists of a threaded rod
  • FIG. 9 shows a section through a connecting device for connecting two adjoining plates, which consists of a cord
  • FIG. 10a shows a perspective view of a partially opened polyhedron, which serves as a carrier for solar cells
  • FIG. 10b shows a perspective view of a closed polyhedron according to FIG. 10a;
  • Fig. 11 is a perspective view of a dome, which on a vertical circumferential wall with a polygonal floor plan;
  • 12a is a perspective view of an igluarti ⁇ building, which has a dome, which stands on a vertical, circumferential wall, the plan of which has the shape of an equilateral decagon;
  • Fig. 12b plan of the vertical wall according to Fig. 12a;
  • FIG. 13a shows a perspective illustration of a partially opened polyhedron, the plates of which are supported by a spherical structure lying inside the polyhedron;
  • FIG. 13b is a perspective view of a polyhedron according to FIG. 6a with an opening in the outer shell and the spherical support structure;
  • FIG. 14 shows a perspective illustration of a street lantern with a polyhedron-shaped housing.
  • the proposed domes or curved surfaces have the shape of a polyhedron (see FIGS. 1 a and 1 b) or a part of a polymer (see FIGS. 11, 12 and 14).
  • the entire polyhedron consists of 20 hexagonal plates 1 and 12 pentagonal plates 2. Each pentagonal plate 2 is exclusively surrounded by hexagonal plates 1.
  • Each pentagonal plate 2 encloses the same angle with each hexagonal plate 1 adjacent to it. This angle is 142.6 * .
  • Each hexagonal plate 1 also encloses the same angle with each hexagonal plate 1 adjoining it. However, this angle is somewhat smaller than the angle between a pentagonal plate 2 and a hexagonal plate 1. It is approximately 138.2 ° .
  • the polyhedron or the polyhedron parts have no framework. The load-bearing function is taken over by the plates 1, 2.
  • the plates 1, 2 are rigid. The material used to manufacture the plates 1, 2 depends on the application. Plates 1, 2, which are provided for the formation of small polyhedra or polyhedron parts, can consist of hard plastic, for example. For the manufacture of the plates 1, 2, however, plastics or metals reinforced with glass fiber or carbon fiber can also be used.
  • Plug connections 3 (see FIGS. 2 and 3) with snap closures are used, for example, to connect the plates 1, 2.
  • a plug connection 3 for connecting the plates 1, 2 can consist, for example, of two specially designed profile strips 4, 5.
  • the profile strip 4 of the first embodiment is divided into a section with a triangular cross section 6 and a section with an essentially U-shaped cross section 7. It is fastened to the section with a triangular cross section 6 next to an edge of one of the two plates 1, 2 to be connected and runs parallel to this edge.
  • Its section with a U-shaped cross section protrudes on the corresponding narrow side of the plate 1, 2, its longitudinal groove 8 being directed outwards.
  • the longitudinal groove 8 preferably has an essentially rectangular cross section.
  • the angle between the outer surface of the section with a U-shaped cross section 7 and the outer surface of the plate 1, 2 corresponds to the angle between the outer surfaces of the two plates 1, 2 to be connected.
  • One of the side surfaces of the longitudinal groove 8 has a longitudinal length fende notch 9 with shallow depth.
  • the cross section of the profile bar 5 of the second type of embodiment corresponds to the cross section of the longitudinal groove 8 in the profile bar 4 of the first type of embodiment. Their cross section is therefore essentially rectangular.
  • the edges of the profile bar 5 can be rounded.
  • the profile bar 5 is provided with a longitudinal rib 10 which has the same cross-sectional shape as the notch 9 in the profile bar 4 of the first embodiment.
  • the profile bar 5 of the second type of training is attached next to an edge of the second plate 1, 2 to be connected. One of its side walls is flush with this edge.
  • the two plates 1, 2 are connected to one another by pressing the profile strip 5 of the second type of training into the longitudinal groove 8 of the profile strip 4 of the first type of training until the rib 10 of the profile strip 5 of the second type of training in the notch 9 of the profile strip 4 of the first type of training clicks into place.
  • the rib 10 of the profile bar 5 of the second type of training and the notch 9 of the profile bar 4 of the first type of training thus form a snap lock 41.
  • the pentagonal plates 2 are each provided with a profile strip 4 of the first type of training on all edges (cf. FIG. 2a).
  • the hexagonal plates 1 there are two different arrangements of the profile strips 4, 5.
  • the first arrangement in addition to two edges, there is one profile strip 4 of the first design type and in addition to the remaining four edges, one profile strip 5 of the second design type brought.
  • a profile strip 4 of the first type of training is only attached next to an edge (cf. FIG. 2c).
  • a profile strip 5 of the second type of construction is attached.
  • 10 hexagonal plates 1 with the first profile strip arrangement and 10 hexagonal plates 1 with the second profile strip arrangement are required.
  • the profile strips 4, 5 are fastened, for example, to the plates 1, 2 with screws 11. There is also the possibility of manufacturing each plate 1, 2 with its profile strips 4, 5 from one piece.
  • the plates 1, 2 can, however, also be held together by connecting devices which consist of profile strip pieces 20 (cf. FIGS. 4 to 7).
  • Each connecting device comprises two profile strip pieces 20 with a V-shaped cross section.
  • a profile strip piece 20 is arranged on the inside and the other profile strip piece 20 is arranged on the outside of the two plates 1, 2 to be connected to one another.
  • One leg 21 of each profiled piece 20 lies against the edge region of one plate 1, 2 and the other leg 21 lies against the edge region of the other plate 1, 2.
  • the angle between the two legs 21 of the profile guide pieces 20 consequently defines the angle between the two interconnected plates 1, 2. Since the angle between two adjoining hexagonal plates 1 is 138.2 ° (69.1 ° + 69.1 ° ), the angle between a pentagonal plate 2 and an adjacent hexagonal plate 1, on the other hand, is 142.3 ° (73.5 ° + 69.1 °), two different types of profile strip pieces 20 are required, which are located in the angle between them distinguish the two legs 21 from one another (cf. FIGS. 4 and 5). Furthermore, the two legs 21 of those profile strip pieces 20 which are used to connect a hexagonal plate 1 to a pentagonal plate 2 are preferably of different widths.
  • the leg 21 of a profiled strip piece 20 which bears on a pentagonal plate 2 is narrower than that leg 21 which bears on the adjacent hexagonal plate 1 (cf. FIG. 7).
  • the end faces 22 of the legs 21 of each section 20 are chamfered. This will be between the legs 21 a miter is formed by two abutting profile strip pieces 20.
  • the legs 21 of the profile strip pieces 20 are fixed to the corresponding plate 1, 2.
  • Various connecting means can be used for the fixation. It is possible, for example, to glue the legs 21 to the plates 1, 2 using a suitable adhesive (not shown).
  • the legs 21 can be fastened to the plates 1, 2 with the aid of individual, non-continuous screws 23 (cf. FIG. 4) or with continuous screws 24 (cf. FIGS. 5 and 6). Through screws 24 are fixed by nuts 25.
  • the screw heads of the screws are preferably on the inside, the screw nuts 25 on the outside of the plates 1, 2.
  • the legs 21 of the profile strip pieces 20 can rest on the surfaces of the plates 1, 2 (see FIGS. 4 and 5) or in the surfaces of the plates 1, 2 must be sunk (see FIG. 6).
  • the plates 1, 2 In order to be able to countersink the legs 21, the plates 1, 2 must have cutouts 26 in their edge regions, the width of which corresponds to the width of the legs 21. There is also the possibility of countersinking the screw heads and the screw nuts 25 into the legs 21 of the profile strip pieces 20. For this purpose, the legs 21 must be provided with corresponding cutouts (not shown).
  • the profiled strip pieces 20 advantageously consist of a corrosion-resistant material such as aluminum, carbon fiber composites or stainless steel.
  • the profile strip pieces 20 are preferably made from a long profile strip, which is sawn into pieces of the desired length.
  • the connecting devices which hold the plates 1, 2 together can also be designed as threaded rods 27 (cf. FIG. 8).
  • the threaded rods 27 are arranged on the inside of the two plates 1, 2 to be connected and extend transversely to the end faces lying against one another. surfaces of these two plates 1, 2.
  • the edge regions of each plate are provided with through bores 28 arranged at regular intervals.
  • the two Endabschnit ⁇ te each threaded rod 27 protrude through a bore 28 of a plate 1.
  • a screw nut 25 is screwed onto each of the two sections of each threaded rod 27 projecting on the outside of the two plates. After the structure of the dome or the curved surface, these outstanding sections can be covered with a sheet or plate (not shown).
  • Rings or elongated, flexible connecting means 29 can also be used to connect the plates 1, 2 (cf. FIG. 9).
  • the edge areas of each plate 1, 2 also have through bores 30 arranged at regular intervals. If two plates 1, 2 abut one another laterally, then each hole 30 of one plate 1, 2 is directly opposite a hole 30 of the other plate 1, 2. The bores 30 are thus arranged in pairs.
  • Each ring or each elongated connecting means 29 penetrates the two bores 30 of a pair of bores.
  • cord pieces, thread pieces, wire pieces or rubber bands can be used as the elongated, flexible connecting means 29. After a piece of cord or thread has been pulled through a pair of holes, its two ends are joined together. When using pieces of wire, the two ends of each piece of wire are twisted together. If rubber bands are used, each rubber band carries a hook at its ends, which can be hooked into the corresponding bore 30 (not shown).
  • the plates 1, 2 are made of soft material, such as cardboard or braids, then it is possible to sew the plates 1, 2 together with cords or threads (not shown). For example, nylon threads can be used for this. However, any other type of connection is also provided. The type of connection used in the individual case depends on the type of material from which the plates 1, 2 are made.
  • each plate 1, 2 carries a solar cell module 12 on its outer surface.
  • the electricity generated is conducted away from each solar cell module 12 with a cable 13 which is located inside the polyhedron. All individual cables 13 are connected to a single, thicker cable 14, which leads out of the interior of the polymer. This thicker cable 14 carries a connector at its free end.
  • the polyhedral shape of the solar cell carrier has the great advantage that one side of its surface always faces the sun without the carrier having to be pivoted.
  • compact solar cell systems can be manufactured. Such solar cell systems can be used, for example, when camping or in remote locations that are not supplied with mains electricity. These can be research stations or shelters in the mountains or in desert areas, for example. In desert areas, this solar cell system can also be used to operate pumps for pumping groundwater.
  • the polyhedron-shaped solar cell carrier With the polyhedron-shaped solar cell carrier, portable, assemblable solar cell systems can also be realized. Such solar cell systems can be taken on a hike, for example. If necessary, the solar cell carrier can be assembled from the individual plates 1, 2. It can be used to operate radio equipment, radio telephones or to charge accumulators. You can then use the charged batteries to store lamps and other - Operate lo ⁇ dere electrical devices.
  • FIG. 11 shows, for example, a pavilion with a vertical, circumferential base wall 15, which carries such a dome.
  • the equator of the polyhedron runs exclusively through hexagonal plates 1. Alternately, three quarters of a plate 1 lie above and the other quarter below the equator or Quarter of plate 1 above and three quarters below the equator. The equator runs through a total of ten hexagonal plates 1. The cut surface through the equator, which separates the polyhedron into two equal halves, consequently has the shape of an equilateral decagon.
  • Such a half of a polyhedron is particularly suitable for the formation of a building, since the base wall 15, which supports the dome, can be formed from ten identical wall parts 31 (cf. FIGS. 12a and 12b). These wall parts 31 are particularly well suited for mass production.
  • the same connecting devices can be used for connecting the wall parts 31 to one another as for connecting the plates 1, 2 of the dome.
  • the wall parts 31 can have doors 32 or windows 33.
  • buildings with two floors can be built.
  • the ground floor is located in the area of the vertical foundation wall 15, while the first floor is arranged in the dome.
  • Individual plates 1 of the dome can be designed as a window.
  • the plates 1 can be made of a transparent material, such as glass or plastic.
  • the construction of buildings with three or more floors is also possible by building the foundation walls 15 higher. In the area of the foundation walls 15 there are case more than one floor.
  • the panels 1, 2 can be made of mesh.
  • a spherical support structure 16 inside the polyhedron-shaped outer shell (cf. FIGS. 13a and 13b).
  • the plates 1, 2 of the polyhedral outer shells are then additionally fastened to the outer side of this support structure 16 with connecting pieces 17.
  • the support structure 16 can be made of reinforced concrete, for example. It is also provided to provide individual plates 1, 2 with openings 18.
  • the support structure 16 then also has openings 19 at the corresponding points. These openings 18, 19 can have the function of doors or windows, for example. Cables can be laid in the space between the polyhedral outer sheath and the support structure 16. It can also be filled with insulation material.
  • the polye ⁇ der can also be used as a lantern (not shown).
  • the plate 1, 2 of a polyhedron surface is removed. This creates a hole in the shell of the polyhedron.
  • the polyhedron is set up or suspended in such a way that this hole lies on the top.
  • the plate 1, 2 opposite the hole forms the base of the lantern.
  • a candle is placed on this floor. The hole at the top ensures that the smoke from the burning candle can escape from the interior of the polyhedron.
  • the proposed polyhedron is also suitable as a housing 35 for a street lamp 34 (see FIG. 14).
  • the polyhedron is arranged so that there is a pentagonal surface at the top and bottom.
  • the plates 1, 2 of the upper half of the polyhedron consist of a solid, opaque material, such as aluminum sheet. You carry on your Ren outsides of solar cell modules 12.
  • the upper half 36 is preferably produced by deep drawing or by casting. Accumulators which are fed by the solar cell modules 12 are arranged in the interior of the upper half 36.
  • the plates 1, 2 of the lower half 37 of the polyhedron consist of a transparent material, such as glass or plastic. In this lower half 37, at least one lamp bulb 38 or a fluorescent tube, which can be annular, for example, is arranged.
  • the lower half 37 can also be omitted.
  • the lamp bulbs 38 then protrude on the lower side of the upper half 36.
  • the lantern housing 35 is carried by a rod 39. If the lantern housing 35 has a lower half 37, the bottom plate 2 is missing from it.
  • the housing 35 consequently has a pentagonal opening 40 on its underside.
  • the upper section of the rod 39 is inserted through this opening 40.
  • the lantern housing 35 rests on the upper end face of the rod 39.
  • the cross section of the rod 39 advantageously corresponds to the shape of the opening.
  • the lamp bulbs 38 or the fluorescent tube are supplied with electrical current by the accumulators.
  • the batteries are charged during the day by the solar cell modules 12.
  • the street lamp 34 is equipped with a motion detector which releases the power supply from the batteries to the lamp bulbs 38 or to the fluorescent tube as soon as movement is perceived in the vicinity of the street lamp 34.
  • a street lamp 34 has the great advantage that no cable feed is necessary for its operation.
  • the proposed polyhedron can also be used as a toy or as a handicraft article.
  • the individual plates 1, 2 can be made of glass or transparent plastic and have different colors. In this case, rubber bands, wire pieces or thread pieces are preferably used as the connecting device. From the colored plates 1, 2, colorful polye ⁇ der can be assembled, which one for example can use as Christmas baubles.
  • the 32 faces of the polyhedron are each labeled with a number (not shown).
  • the numbers are arranged in such a way that the sum of the numbers from two opposing faces makes 33 each.
  • each number can be assigned a certain meaning. Depending on the number a player throws, he will be punished or rewarded.
  • the proposed domes or curved surfaces with individual flat partial surfaces have the advantage that their area of application is very wide. Furthermore, they are constructed more simply than the known domes or curved surfaces with individual flat partial surfaces.

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Abstract

The proposed flattened spheres, cupolas or convex surfaces take the form of a polyhedron or a partial polyhedron. They consist of hexagonal and pentagonal plates (1, 2) joined together at the edges. The joining means are plugs (3), fluted sections (20), rings, cords, threads, wires, rubber bands (29) or threaded rods (27). Each pentagonal plate (2) is bordered solely by hexagonal plates (1). Three partial surfaces adjoin at each corner. The complete polyhedron comprises 20 hexagonal plates (1) and 12 pentagonal plates (2). The cupolas or convex surfaces may be used as bases for solar modules. They are, however, intended for use as structural components, e.g. in buildings, or as the entire outer shell of a building. The cupolas or convex surfaces may also be used as lamps or skylight housings, and may also be used as toys.

Description

KUPPELN ODER GEWÖLBTE FLÄCHEN MIT EINZELNEN PLANEN TEILFLACHEN DOME OR DOME WITH SINGLE CANVAS PARTIALS

Die vorliegende Erfindung betrifft Kuppeln oder gewölbte Flächen mit einzelnen planen Teilflächen nach dem Oberbe¬ griff des Patentanspruchs 1.The present invention relates to domes or curved surfaces with individual flat partial surfaces according to the preamble of claim 1.

Kuppel- oder Kugelstrukturen haben viele bekannte Vorteile. Sie weisen ein günstiges Verhältnis awischen Oberfläche und Volumen sowie ein günstiges Verhältnis zwischen Stabilität und Gewicht auf. Nicht zuletzt haben sie auch ein anspre¬ chendes Erscheinungsbild. Solche Kuppel- oder Kugelstruktu¬ ren werden beispielsweise in der Architektur verwendet. Bisher war die Konstruktion von Kuppel- und KugelStrukturen kompliziert und zeitaufwendig. Man war daher auf der Suche nach Vorrichtungen und Verfahren, welche die Konstruktion vereinfachen.Dome or spherical structures have many known advantages. They have a favorable ratio between surface area and volume and a favorable ratio between stability and weight. Last but not least, they also have an attractive appearance. Such dome or spherical structures are used, for example, in architecture. Until now, the construction of dome and sphere structures was complicated and time-consuming. There was therefore a search for devices and methods which simplify the construction.

Gemäss dem heutigen Stand der Technik ist es bekannt, halb¬ kugelförmige Kuppeln oder Kugelstrukturen mit Strukturen, welche die Form von Polyedern oder von Polyederteilen haben, zu approximieren. Polyeder und Polyederteile haben im Ver¬ gleich zu Kugeln bzw. Kugelsegmenten den Vorteil, dass ihre Oberfläche durch plane Teilflächen gebildet wird. Plane Flä¬ chen sind konstruktiv einfacher zu realisieren als gekrümmte Flächen.According to the current state of the art, it is known to approximate hemispherical domes or spherical structures with structures which have the shape of polyhedra or of polyhedron parts. Compared to spheres or spherical segments, polyhedra and polyhedron parts have the advantage that their surface is formed by flat partial surfaces. Flat surfaces are structurally easier to implement than curved surfaces.

Die Patentschrift WO 87/04205 (Veröffentlichungsdatum 16.7.1987) beschreibt beispielsweise ein Polyeder, das aus unregelmässigen Polygonen (Vielecken) besteht. Im weiteren beschreibt die Patentschrift EP 0 052 168 (Veröffentlichungsdatum 26.05.1982) eine raumumgrenzende Struktur, deren Form einen Teil eines Polyeders darstellt. Die raumumgrenzende Struktur besteht aus regelmässig ange¬ ordneten Fünfecken, gleichseitigen Dreiecken, Rhomben und Rechtecken.Patent specification WO 87/04205 (publication date July 16, 1987) describes, for example, a polyhedron which consists of irregular polygons (polygons). Furthermore, the patent specification EP 0 052 168 (published on May 26, 1982) describes a space-bounding structure, the shape of which forms part of a polyhedron. The space-defining structure consists of regularly arranged pentagons, equilateral triangles, rhombuses and Rectangles.

Die beiden oben erwähnten Patentschriften machen jedoch kei¬ ne Aussagen über die Ausbildungsart der Bauelemente des Po¬ lyeders und der Verbindungsmittel, mit welchen die einzelnen Bauelemente aneinander befestigt werden.However, the two patent specifications mentioned above make no statements about the type of construction of the components of the polyhedron and the connecting means with which the individual components are attached to one another.

Die Patentschriften US 4,825,602 (Veröffentlichungsdatum 2.5.1989), DT 22 32 114 (Offenlegungstag 10.1.1974), US 4,160,345 (Veröffentlichungsdatum 10.7.1979), US 3,959,937 (Veröffentlichungsdatum 1.6.1976) und WO 94/26991 (Veröf¬ fentlichungsdatum 24.11.1994) schlagen beispielsweise Struk¬ turen mit der Form von Polyedern oder Polyederteilen vor, welche aus einem tragenden Gerüst oder Gerippe bestehen, dessen Flächen dann mit dünnen Platten, Gewebe oder Folien abgedeckt werden.The patents US 4,825,602 (publication date 2.5.1989), DT 22 32 114 (publication date 10.1.1974), US 4.160.345 (publication date 10.7.1979), US 3.959.937 (publication date 1.6.1976) and WO 94/26991 (publication date 24.11. 1994), for example, propose structures with the shape of polyhedra or polyhedron parts, which consist of a supporting framework or framework, the surfaces of which are then covered with thin plates, fabrics or foils.

Der Aufbau solcher Strukturen bleibt relativ aufwendig, da er in zwei Schritten erfolgen uss. In einem ersten Schritt wird das Gerüst aufgebaut. In einem zweiten Schritt werden dann die Flächen bedeckt.The construction of such structures remains relatively complex since it has to be done in two steps. In a first step, the scaffold is set up. The surfaces are then covered in a second step.

Daher wurde von verschiedenen Patentschriften vorgeschlagen, Strukturen mit der Form von Polyedern oder Polyederteilen aus plattenförmigen Bauelementen zusammenzusetzen. Jedes plattenförmige Bauelement bildet dabei eine Polyederfläche. Die plattenförmigen Bauelemente übernehmen die tragende Funktion.It has therefore been proposed by various patents to assemble structures with the shape of polyhedra or polyhedron parts from plate-shaped components. Each plate-shaped component forms a polyhedron surface. The plate-shaped components take on the supporting function.

Die Patentschrift EP 0 024 135 (Veröffentlichungsdatum 25.2.1981) schlägt beispielsweise eine Struktur mit der Form eines Polyeders oder eines Polyederteils vor, welche aus einer Vielzahl regel ässiger Vielecke besteht. Die Vielecke können als gleichseitige Dreiecke, Quadrate, Rechtecke, Rhomben oder regelmässige Fünfecke ausgebildet sein. Dabei ist jede Fläche, die nicht quadratisch oder rechteckig ist, ausschliesslich von quadratischen oder rechteckigen Flächen umgeben. An zwei sich gegenüberliegenden Seiten einer qua¬ dratischen oder rechteckigen Fläche grenzt hingegen je ein Rhombus und an den beiden anderen Seiten je ein Fünfeck an. Die plattenförmigen Bauelemente sind an ihren Kanten mitein¬ ander verbunden. Nachteilig bei dieser Struktur ist ihr kom¬ plizierter Aufbau aus einer Vielzahl unterschiedlich geform¬ ter Bauteile. Zudem ist hier das Problem der Verbindung der Bauteile nicht gelöst.Patent specification EP 0 024 135 (publication date February 25, 1981), for example, proposes a structure with the shape of a polyhedron or a polyhedron part, which consists of a large number of regular polygons. The polygons can be formed as equilateral triangles, squares, rectangles, rhombuses or regular pentagons. Every surface that is not square or rectangular is exclusively surrounded by square or rectangular surfaces. On the other hand, there is a rhombus on two opposite sides of a square or rectangular surface and a pentagon on each of the other two sides. The edges of the plate-shaped components are connected to one another. A disadvantage of this structure is its complicated structure made up of a large number of differently shaped components. In addition, the problem of connecting the components is not solved here.

Die Offenlegungsschrift DE 28 29 301 (Offenlegungstag 17.1.1980) beschreibt ein raumumgrenzendes Gebilde aus form¬ steifen, ebenen Gittertafeln. Die Gittertafeln haben die Form regelmässiger Vielecke. Sie sind an den Rändern mitein¬ ander verbunden und bilden stützen- und rahmenlose Polyeder. Der Aufbau dieses raumumgrenzenden Gebildes ist relativ ein¬ fach. Auch hier fehlt aber eine Beschreibung der Verbin¬ dungsvorrichtungen, mit welchen die Gittertafeln aneinander befestigt werden.The published patent application DE 28 29 301 (day of disclosure January 17, 1980) describes a space-defining structure made of rigid, flat lattice panels. The lattice boards have the shape of regular polygons. They are connected to one another at the edges and form support-free and frameless polyhedra. The construction of this space-defining structure is relatively simple. Here too, however, there is no description of the connecting devices with which the lattice panels are attached to one another.

Ferner schlägt die Patentschrift FR 2 272 331 (Veröffentli¬ chungsdatum 19.12.1975) eine geknickte Platte für die Kon¬ struktion eines Polyeders vor. Der Knick der Platte bildet eine Kante des Polyeders. Das Polyeder besteht aus einer Vielzahl solcher Platten. Auch diese Erfindung löst das Pro¬ blem der Verbindung der Platten nicht.Furthermore, the patent specification FR 2 272 331 (published on December 19, 1975) proposes a bent plate for the construction of a polyhedron. The kink of the plate forms an edge of the polyhedron. The polyhedron consists of a large number of such plates. This invention also does not solve the problem of connecting the plates.

Im weiteren beschreibt die Patentschrift US 4,180,950 (Ver¬ öffentlichungsdatum 1.1.1980) ein rhombusförmiges Bauele¬ ment, das sich zur Bildung von Kuppelstrukturen eignet. Da¬ mit die Bauelemente miteinander verbunden werden können, sind sie entlang jeder Kante mit einem Flansch versehen. Die aneinander anliegenden Flansche zweier benachbarter Bauele¬ mente werden mit Schrauben oder Nieten aneinander fixiert. Das Verbinden der einzelnen Bauelemente ist daher sehr zeit¬ aufwendig. Im weiteren ist dieses Bauelement mit dem Nach¬ teil behaftet, dass die Teilflächen im Bereich des Scheitel¬ punktes einer Kuppel sehr klein werden. Es ist daher bei¬ spielsweise nicht möglich, diese Teilflächen als Träger von Solarzellen zu verwenden.The patent US Pat. No. 4,180,950 (publication date January 1, 1980) describes a rhombus-shaped component that is suitable for forming dome structures. So that the components can be connected to one another, they are provided with a flange along each edge. The adjacent flanges of two adjacent components are fixed to one another with screws or rivets. The connection of the individual components is therefore very time-consuming. Furthermore, this component has the disadvantage that the partial areas in the area of the apex of a dome become very small. It is therefore not possible, for example, to use these partial areas as supports for solar cells.

Das Gebäudebauteil, welches von der Patentschrift US 2,918,992 (Veröffentlichungsdatum 29.12.1959) vorgeschlagen wird, besteht aus einer im wesentlichen halbkugelförmigen Wand. Die Wand ist aus einer Vielzahl von Platten zusammen¬ gesetzt, welche die Form von gleichseitigen Dreiecken auf¬ weisen. Diese Platten bilden Flächen in der Form von regel¬ mässigen Fünfecken und regelmässigen Sechsecken. Die Platten sind an den Rändern miteinander verbunden. Dafür weisen sie an den Rändern seitlich abstehende Flansche auf. Die anein¬ ander anliegenden Flansche zweier benachbarter Platten wer¬ den mit Hilfe von Befestigungsmitteln miteinander verbunden.The building component, which is proposed by the patent US 2,918,992 (publication date December 29, 1959), consists of an essentially hemispherical Wall. The wall is composed of a large number of plates which have the shape of equilateral triangles. These plates form surfaces in the form of regular pentagons and regular hexagons. The plates are joined together at the edges. For this purpose, they have flanges that protrude to the sides at the edges. The adjacent flanges of two adjacent plates are connected to one another with the aid of fastening means.

Ferner schlägt die Patentschrift US 4,306,392 (Veröffentli¬ chungsdatum 22.12.1981) eine KuppelStruktur vor, welche aus steifen, polygonförmigen Platten gebildet wird. Die Kuppel¬ struktur ist dabei in Grundbereiche und Erweiterungsbereiche gegliedert. Die Grundbereiche enthalten ausschliesslich Platten, welche die Form von regelmässigen Fünf- und Sechs¬ ecken aufweisen. Die Erweiterungsbereiche enthalten hingegen Platten, welche die Form von Parallelogrammen haben und un¬ terschiedliche Grossen aufweisen. Zur Verbindung der Platten aneinander sind an ihren Kanten ebenfalls Flansche ange¬ formt.Furthermore, the patent US 4,306,392 (published on December 22, 1981) proposes a dome structure which is formed from rigid, polygonal plates. The dome structure is divided into basic areas and extension areas. The basic areas contain only plates which have the shape of regular pentagons and hexagons. The extension areas, on the other hand, contain plates which have the shape of parallelograms and have different sizes. To connect the plates to one another, flanges are also formed on their edges.

Die Herstellung dieser Kuppelεtruktur ist aufwendig, da sie aus zuviel unterschiedlichen Plattenarten besteht, welche sich in Form und Grosse voneinander unterscheiden. Zudem ist mit den Flanschverbindungen kein schnelles und rationelles Zusammenfügen der Platten möglich.The production of this dome structure is complex because it consists of too many different types of plates, which differ from one another in shape and size. In addition, the flanged connections do not allow the panels to be joined quickly and efficiently.

Die Offenlegungεchrift DE 43 38 168 (19.5.1994) beschreibt ausserdem ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung flächenhafter, vorzugsweise gekrümmter Konstruktionen aus miteinander verbundenen, gleichseitigen Polygonen. Zur Ver¬ bindung der Polygone werden bewegliche Vorrichtungen einge¬ setzt. Eine derartige Vorrichtung umfasst bei einer ersten Ausbildungsart zwei äussere Teile, welche fest an den ein¬ ander benachbarten Seiten zweier benachbarter Polygone be¬ festigt sind, und einen Mittelteil, der die begrenzte Be¬ weglichkeit der beiden äusseren Teilen um eine Dreh- oder Biegeachse relativ zueinander möglich macht. Eine zweite Ausbildungsart der Verbindungsvorrichtung umfasst drei äus- sere Teile, die fest mit den einander benachbarten Ecken von drei benachbarten Polygonen verbunden sind, und einen Mit¬ telteil, der die begrenzte Beweglichkeit der drei äusseren Teile um drei Dreh- oder Biegeachsen relativ zueinander mög¬ lich macht.The publication DE 43 38 168 (May 19, 1994) also describes a method and a device for producing flat, preferably curved constructions from interconnected, equilateral polygons. Movable devices are used to connect the polygons. Such a device comprises at a first A usbildungsart two outer parts which are fixed to the two ein¬ other adjacent sides of adjacent polygons are be¬ solidifies, and a middle portion, the movability of the limited Be¬ of the two outer parts of a twisting or bending axis relative to each other. A second Type of design of the connecting device comprises three outer parts, which are firmly connected to the mutually adjacent corners of three adjacent polygons, and a middle part, which makes the limited mobility of the three outer parts possible by three axes of rotation or bending relative to one another .

Die Patentschrift US 3,818,669 (Veröffentlichungsdatum 25.06.1974) schlägt als Verbindungsvorrichtung für Platten, welche eine kuppelartige Struktur formen, ebenfalls Gelenke vor.The patent US 3,818,669 (published on June 25, 1974) also proposes joints as a connecting device for plates which form a dome-like structure.

Bewegliche Verbindungsvorrichtungen haben zwar den Vorteil, dasε sie den Aufbau einer Kuppel erleichtern. Kit formεtei- fen Verbindungsvorrichtungen kann jedoch eine höhere Stabi¬ lität der Kuppeln erreicht werden als mit beweglichen Verbindungεvorrichtungen. Zudem εind formsteife Verbindungε- vorrichtungen auch einfacher aufgebaut und dadurch koεten- günstiger herstellbar.Movable connecting devices have the advantage that they facilitate the construction of a dome. However, a higher degree of stability of the domes can be achieved in the case of rigid connection devices than with movable connection devices. In addition, dimensionally stable connection devices are also of simpler construction and are therefore more cost-effective to manufacture.

Die Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, Kuppeln oder gewölbte Flächen mit einzelnen planen, durch formstabile Platten gebildeten Teilflächen zu schaffen, welche eine ein¬ fache, stabile Konstruktion aufweisen und leicht aufgebaut werden können.The object of the invention is therefore to create domes or curved surfaces with individual flat partial surfaces formed by dimensionally stable plates, which have a simple, stable construction and can be constructed easily.

Die Aufgabe wird mit Hilfe der erfindungsgemässen Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteranεprüche.The object is achieved with the aid of the features of claim 1 according to the invention. Advantageous developments of the invention are the subject of the subclaims.

Die vorgeschlagenen Kuppeln oder Wölbungen haben die Form eines Polyeders oder eines Polyederteils. Sie bestehen aus sechseckigen und fünfeckigen Platten, welche an ihren Kanten miteinander verbunden sind. Zur Verbindung der Platten die¬ nen beispielεweise Steckverbindungen mit Schnappverschluεε. Die Platten können aber auch durch Verbindungsvorrichtungen, welche aus einzelnen Profilleistenstücken oder Gewindestan¬ gen bestehen, miteinander verbunden werden. Im weiteren be¬ steht die Möglichkeit, die Platten mit Drähten, Schnüren, Gummibändern oder anderen langgezogenen, flexiblen Verbin¬ dungsmitteln zusammenzubinden oder zusammenzunähen. An jede fünfeckige Platte grenzen jeweils ausschliesslich sechseckige Platten an. An jeder Ecke treffen drei Teilflä¬ chen zusammen. Das vollständige Polyeder umfasst 20 sechs¬ eckige Platten und 12 fünfeckige Platten. Die Kuppeln oder Wölbungen können als Träger von Solarmodulen dienen. Es ist aber auch vorgesehen, sie als Bauteile beispielsweise von Gebäuden oder als gesamte Aussenhülle eines Gebäudes ein¬ zusetzen. Man kann sie auch als Leuchtkörper oder Gehäuse von Lampen und Laternen verwenden. Schliesslich ist auch eine Verwendung der Polyeder als Spielzeuge oder Dekora¬ tionsobjekte denkbar.The proposed domes or arches have the shape of a polyhedron or a polyhedron part. They consist of hexagonal and pentagonal plates, which are connected at their edges. To connect the plates, for example, plug connections with snap locks. However, the plates can also be connected to one another by connecting devices which consist of individual profile strip pieces or threaded rods. Furthermore, there is the possibility of the plates with wires, cords, To bind together or sew together elastic bands or other elongated, flexible connecting means. Only hexagonal plates are adjacent to each pentagonal plate. Three sub-areas meet at each corner. The complete polyhedron comprises 20 hexagonal plates and 12 pentagonal plates. The domes or arches can serve as supports for solar modules. However, it is also envisaged to use them as components of buildings, for example, or as the entire outer shell of a building. It can also be used as a lamp or housing for lamps and lanterns. Finally, the polyhedra can also be used as toys or decorative objects.

Die Erfindung ist im folgenden unter anderem anhand von Aus- führungεbeiεpielen in den Zeichnungen erläutert. Eε zeigen:The invention is explained below, inter alia, using exemplary embodiments in the drawings. Eε show:

Fig. la eine perspektivische Darstellung einer rundherum geschlossenen, gewölbten Fläche mit der Form ei¬ nes Polyeders;FIG. 1 a shows a perspective view of an all around closed, curved surface with the shape of a polyhedron;

Fig. lb eine perspektivische Darstellung einer rundherum geschlossenen, gewölbten Fläche gemäss Fig. la aus einem anderen Blickwinkel gesehen;FIG. 1b is a perspective view of an all round closed, curved surface according to FIG. 1 a seen from a different perspective;

Fig. 2a eine Aufsicht einer fünfeckigen Platte mit alsFig. 2a is a plan view of a pentagonal plate with as

Schnappverschlüsse ausgebildeten Verbindungsvor¬ richtungen;Snap locks designed connecting devices;

Fig. 2b eine Aufsicht einer sechseckigen Platte mit einer ersten möglichen Anordnung der als Schnappver¬ schlüsse ausgebildeten Verbindungsvorrichtungen;2b shows a plan view of a hexagonal plate with a first possible arrangement of the connecting devices designed as snap closures;

Fig. 2c eine Aufsicht einer sechseckigen Platte mit einer zweiten möglichen Anordnung der als Schnappver¬ schlüsse ausgebildeten Verbindungεvorrichtungen;2c shows a plan view of a hexagonal plate with a second possible arrangement of the connecting devices designed as snap closures;

Fig. 3a einen Schnitt durch eine als Schnappverεchlusε ausgebildete Verbindungsvorrichtung, welche eine fünfeckige Platte und eine sechseckige Platte zusammenhält;3a shows a section through a connecting device designed as a snap closure, which holds together a pentagonal plate and a hexagonal plate;

Fig. 3b einen Schnitt durch eine Verbindungsvorrichtung gemäss Fig. 3a, welche zwei sechseckige Platten zusammenhält;Fig. 3 b shows a section through a connecting device according to Fig. 3a, which has two hexagonal plates holds together;

Fig. 4 einen Schnitt durch eine VerbindungsVorrichtung, welche aus zwei Profilleisten besteht, die mit einzelnen, nicht durchgehenden Schrauben an den zu verbindenden Platten befestigt sind;4 shows a section through a connecting device which consists of two profile strips which are fastened to the plates to be connected with individual, non-continuous screws;

Fig. 5 einen Schnitt durch eine Verbindungsvorrichtung, welche auε zwei Profilleisten besteht, die mit durchgehenden Schrauben an den zu verbindenden Platten befestigt sind;5 shows a section through a connecting device which consists of two profile strips which are fastened to the plates to be connected by means of continuous screws;

Fig. 6 einen Schnitt durch eine Verbindungsvorrichtung, welche aus zwei in die zu verbindenden Platten versenkten Profilleisten besteht;6 shows a section through a connecting device which consists of two profiled strips sunk into the plates to be connected;

Fig. 7 eine Aufsicht auf die Verbindungsεtelle zwiεchen einer fünfeckigen Platte und einer sechseckigen Platte, wobei als Verbindungsvorrichtung zwei Profilleisten dienen;7 shows a plan view of the connection point between a pentagonal plate and a hexagonal plate, two profile strips serving as the connection device;

Fig. 8 einen Schnitt durch eine Verbindungεvorrichtung zur Verbindung von zwei aneinander angrenzenden Platten, welche aus einer Gewindestange besteht;8 shows a section through a connecting device for connecting two adjacent plates, which consists of a threaded rod;

Fig. 9 einen Schnitt durch eine Verbindungsvorrichtung zur Verbindung von zwei aneinander angrenzenden Platten, welche aus einer Schnur besteht;9 shows a section through a connecting device for connecting two adjoining plates, which consists of a cord;

Fig. 10a eine perspektivische Darstellung eines teilweise geöffneten Polyeders, welches als Träger von So¬ larzellen dient;10a shows a perspective view of a partially opened polyhedron, which serves as a carrier for solar cells;

Fig. 10b eine perεpektivische Darstellung eines geschlos¬ senen Polyeders gemäss Fig. 10a;10b shows a perspective view of a closed polyhedron according to FIG. 10a;

Fig. 11 eine perspektivische Darstellung einer Kuppel, welche auf einer vertikalen, umlaufenden Mauer mit polygonförmigem Grundriss steht;Fig. 11 is a perspective view of a dome, which on a vertical circumferential wall with a polygonal floor plan;

Fig. 12a eine perspektivische Darstellung eines igluarti¬ gen Gebäudes, das eine Kuppel aufweist, welche auf einer vertikalen, umlaufenden Mauer steht, deren Grundriss die Form eines gleichseitigen Zehnecks aufweist;12a is a perspective view of an igluarti¬ building, which has a dome, which stands on a vertical, circumferential wall, the plan of which has the shape of an equilateral decagon;

Fig. 12b Grundriss der vertikalen Mauer gemäss Fig. 12a;Fig. 12b plan of the vertical wall according to Fig. 12a;

Fig. 13a eine perspektivische Darstellung eines teilweise geöffneten Polyeders, dessen Platten durch eine im Inneren des Polyederε liegende kugelförmige Struktur gestützt werden;13a shows a perspective illustration of a partially opened polyhedron, the plates of which are supported by a spherical structure lying inside the polyhedron;

Fig. 13b eine perspektivische Darstellung eines Polyederε gemäss Fig. 6a mit einer Öffnung in der Aussen- hülle und der kugelförmigen Stützstruktur;13b is a perspective view of a polyhedron according to FIG. 6a with an opening in the outer shell and the spherical support structure;

Fig. 14 eine perspektivische Darstellung einer Strassen- laterne mit einem polyederförmigen Gehäuse.14 shows a perspective illustration of a street lantern with a polyhedron-shaped housing.

Die vorgeschlagenen Kuppeln oder gewölbten Flächen haben die Form eines Polyeders (vgl. Fig. la und lb) oder eines Polye¬ derteils (vgl. Fig. 11, 12 und 14). Das gesamte Polyeder besteht aus 20 sechseckigen Platten 1 und 12 fünfeckigen Platten 2. Jede fünfeckige Platte 2 ist dabei ausεchlieεε- lich von sechseckigen Platten 1 umgeben.The proposed domes or curved surfaces have the shape of a polyhedron (see FIGS. 1 a and 1 b) or a part of a polymer (see FIGS. 11, 12 and 14). The entire polyhedron consists of 20 hexagonal plates 1 and 12 pentagonal plates 2. Each pentagonal plate 2 is exclusively surrounded by hexagonal plates 1.

Jede fünfeckige Platte 2 schliesst mit jeder an sie angren¬ zenden sechseckigen Platte 1 den gleichen Winkel ein. Dieser Winkel beträgt 142,6*. Jede sechseckige Platte 1 schliesst mit jeder an sie angrenzenden sechseckigen Platte l eben¬ falls den gleichen Winkel ein. Dieser Winkel ist jedoch et¬ was kleiner als der Winkel zwischen einer fünfeckigen Platte 2 und einer sechεeckigen Platte 1. Er beträgt etwa 138,2°. Das Polyeder oder die Polyederteile weisen kein Gerüst auf. Die tragende Funktion wird von den Platten 1, 2 übernommen. Die Platten 1, 2 sind starr. Das Material, welches zur Her¬ stellung der Platten 1, 2 verwendet wird, richtet sich nach dem Anwendungszweck. Platten 1, 2, welche für die Bildung von kleinen Polyedern oder Polyederteilen vorgesehen sind, können beispielsweise aus Hartplastik bestehen. Für die Her¬ stellung der Platten 1, 2 können aber auch glasfaser- oder kohlenstoffaserverstarkte Kunststoffe oder Metalle verwendet werden.Each pentagonal plate 2 encloses the same angle with each hexagonal plate 1 adjacent to it. This angle is 142.6 * . Each hexagonal plate 1 also encloses the same angle with each hexagonal plate 1 adjoining it. However, this angle is somewhat smaller than the angle between a pentagonal plate 2 and a hexagonal plate 1. It is approximately 138.2 ° . The polyhedron or the polyhedron parts have no framework. The load-bearing function is taken over by the plates 1, 2. The plates 1, 2 are rigid. The material used to manufacture the plates 1, 2 depends on the application. Plates 1, 2, which are provided for the formation of small polyhedra or polyhedron parts, can consist of hard plastic, for example. For the manufacture of the plates 1, 2, however, plastics or metals reinforced with glass fiber or carbon fiber can also be used.

Zur Verbindung der Platten 1, 2 dienen beispielsweise Steck¬ verbindungen 3 (vgl. Fig. 2 und 3) mit Schnappverschlüsεen. Eine Steckverbindung 3 zur Verbindung der Platten l, 2 kann beispielsweise aus zwei speziell ausgebildeten Profilleisten 4, 5 bestehen. Die Profilleiste 4 der ersten Ausbildungsart ist in einen Abεchnitt mit dreieckigem Querεchnitt 6 und einen Abschnitt mit einem im wesentlichen U-förmigen Quer¬ schnitt 7 gegliedert. Sie ist mit dem Abschnitt mit dreiek- kigem Querschnitt 6 neben einer Kante einer der beiden zu verbindenden Platten 1, 2 befestigt und verläuft parallel zu dieser Kante. Ihr Abschnitt mit U-förmigem Querschnitt ragt an der entsprechenden Schmalseite der Platte 1, 2 hervor, wobei seine Längsrille 8 nach aussen gerichtet ist. Die Längsrille 8 hat vorzugsweise einen im wesentlichen recht- eckförmigen Querschnitt. Der Winkel zwischen der Aussenfla¬ che des Abschnitts mit U-förmigem Querschnitt 7 und der Aus- εenflache der Platte 1, 2 entspricht dem Winkel zwischen den Aussenflachen der beiden zu verbindenden Platten 1, 2. Eine der Seitenflächen der Längsrille 8 weist eine längsverlau¬ fende Kerbe 9 mit geringer Tiefe auf.Plug connections 3 (see FIGS. 2 and 3) with snap closures are used, for example, to connect the plates 1, 2. A plug connection 3 for connecting the plates 1, 2 can consist, for example, of two specially designed profile strips 4, 5. The profile strip 4 of the first embodiment is divided into a section with a triangular cross section 6 and a section with an essentially U-shaped cross section 7. It is fastened to the section with a triangular cross section 6 next to an edge of one of the two plates 1, 2 to be connected and runs parallel to this edge. Its section with a U-shaped cross section protrudes on the corresponding narrow side of the plate 1, 2, its longitudinal groove 8 being directed outwards. The longitudinal groove 8 preferably has an essentially rectangular cross section. The angle between the outer surface of the section with a U-shaped cross section 7 and the outer surface of the plate 1, 2 corresponds to the angle between the outer surfaces of the two plates 1, 2 to be connected. One of the side surfaces of the longitudinal groove 8 has a longitudinal length fende notch 9 with shallow depth.

Der Querschnitt der Profilleiste 5 der zweiten Ausbildungε- art entspricht dem Querschnitt der Längsrille 8 in der Pro¬ filleiste 4 der ersten Ausbildungsart. Ihr Querschnitt ist also im wesentlichen rechteckig. Die Kanten der Profilleiste 5 können abgerundet sein. An einer Seitenfläche ist die Pro¬ filleiste 5 mit einer Längsrippe 10 versehen, welche die gleiche Querschnittform aufweist wie die Kerbe 9 in der Pro¬ filleiste 4 der ersten Ausbildungsart. Die Profilleiste 5 der zweiten Ausbildungsart ist neben einer Kante der zweiten zu verbindenden Platte 1, 2 befestigt. Eine ihrer Seitenwän¬ de ist dabei mit dieser Kante bündig. Die beiden Platten 1, 2 werden miteinander verbunden, indem die Profilleiste 5 der zweiten Ausbildungsart in die Längs¬ rille 8 der Profilleiste 4 der ersten Ausbildungsart hin¬ eingedrückt wird, bis die Rippe 10 der Profilleiste 5 der zweiten Ausbildungsart in der Kerbe 9 der Profilleiste 4 der ersten Ausbildungsart einrastet. Die Rippe 10 der Profillei¬ ste 5 der zweiten Ausbildungsart und die Kerbe 9 der Profil¬ leiste 4 der ersten Ausbildungsart bilden also einen Schnappverschluss 41.The cross section of the profile bar 5 of the second type of embodiment corresponds to the cross section of the longitudinal groove 8 in the profile bar 4 of the first type of embodiment. Their cross section is therefore essentially rectangular. The edges of the profile bar 5 can be rounded. On one side surface, the profile bar 5 is provided with a longitudinal rib 10 which has the same cross-sectional shape as the notch 9 in the profile bar 4 of the first embodiment. The profile bar 5 of the second type of training is attached next to an edge of the second plate 1, 2 to be connected. One of its side walls is flush with this edge. The two plates 1, 2 are connected to one another by pressing the profile strip 5 of the second type of training into the longitudinal groove 8 of the profile strip 4 of the first type of training until the rib 10 of the profile strip 5 of the second type of training in the notch 9 of the profile strip 4 of the first type of training clicks into place. The rib 10 of the profile bar 5 of the second type of training and the notch 9 of the profile bar 4 of the first type of training thus form a snap lock 41.

Die fünfeckigen Platten 2 sind an allen Kanten mit je einer Profilleiste 4 der ersten Ausbildungsart versehen (vgl. Fig. 2a). Bei den sechεeckigen Platten 1 gibt es zwei verεchiede- ne Anordnungen der Profilleisten 4, 5. Bei der ersten An¬ ordnung sind neben zwei Kanten je eine Profilleiste 4 der ersten Ausbildungsart und neben den restlichen vier Kanten je eine Profilleiste 5 der zweiten Ausbildungsart an¬ gebracht. Zwischen den beiden Kanten mit Profilleisten 4 der ersten Ausbildungsart liegt dabei genau eine Kante mit einer Profilleiste 5 der zweiten Ausbildungsart (vgl. Fig. 2b). Bei der zweiten Anordnung ist lediglich neben einer Kante eine Profilleiste 4 der ersten Ausbildungsart befestigt (vgl. Fig. 2c). Neben allen anderen Kanten ist je eine Pro¬ filleiste 5 der zweiten Ausbildungsart angebracht. Zur Bil¬ dung eines ganzen Polyeders benötigt man 10 sechseckige Platten 1 mit der ersten Profilleistenanordnung und 10 sechseckige Platten 1 mit der zweiten Profilleistenanord¬ nung.The pentagonal plates 2 are each provided with a profile strip 4 of the first type of training on all edges (cf. FIG. 2a). In the case of the hexagonal plates 1, there are two different arrangements of the profile strips 4, 5. In the first arrangement, in addition to two edges, there is one profile strip 4 of the first design type and in addition to the remaining four edges, one profile strip 5 of the second design type brought. Between the two edges with profile strips 4 of the first type of training lies exactly one edge with a profile strip 5 of the second type of training (cf. FIG. 2b). In the second arrangement, a profile strip 4 of the first type of training is only attached next to an edge (cf. FIG. 2c). In addition to all the other edges, a profile strip 5 of the second type of construction is attached. To form an entire polyhedron, 10 hexagonal plates 1 with the first profile strip arrangement and 10 hexagonal plates 1 with the second profile strip arrangement are required.

Die Profilleisten 4, 5 werden beispielsweise mit Schrauben 11 an den Platten 1, 2 befestigt. Es besteht auch die Mög¬ lichkeit, jede Platte 1, 2 mit ihren Profilleisten 4, 5 aus einem Stück zu fertigen.The profile strips 4, 5 are fastened, for example, to the plates 1, 2 with screws 11. There is also the possibility of manufacturing each plate 1, 2 with its profile strips 4, 5 from one piece.

Es besteht aber auch die Möglichkeit, die Platten 1,2 mit¬ einander zu verbinden, indem innerhalb jeder Kante des Po¬ lyeders oder des Polyederteils eine Dreikant- oder Vierkant¬ leiste angeordnet wird (nicht gezeigt). Der Winkel von min¬ destens zwei aneinander angrenzenden Längεflächen einer Lei- - li ¬ ste entspricht dabei dem Winkel zwischen den beiden Platten 1,2, welche mit der Leiste verbunden werden sollen (nicht gezeigt). Diese Längsflächen liegen an der Innenseite der beiden zu verbindenden Platten 1,2 an. Jede Dreikant- oder Vierkantleiste wird an den beiden Platten 1,2 angeschraubt oder angeschweisst.However, there is also the possibility of connecting the plates 1, 2 to one another by arranging a triangular or square strip (not shown) within each edge of the polyhedron or the polyhedron part. The angle of at least two adjacent longitudinal surfaces of a line - The left corresponds to the angle between the two plates 1, 2 which are to be connected to the bar (not shown). These longitudinal surfaces lie on the inside of the two plates 1, 2 to be connected. Each triangular or square strip is screwed or welded to the two plates 1, 2.

Die Platten 1, 2 können aber auch durch Verbindungsvorrich¬ tungen zusammengehalten werden, welche aus Profilleisten¬ stücken 20 bestehen (vgl. Fig. 4 bis 7).The plates 1, 2 can, however, also be held together by connecting devices which consist of profile strip pieces 20 (cf. FIGS. 4 to 7).

Jede Verbindungsvorrichtung umfasst zwei Profilleistenstücke 20 mit V-förmigem Querschnitt. Ein Profilleistenstück 20 ist an der Innenseite und das andere Profilleistenstück 20 an der Ausεenseite der beiden miteinander zu verbindenden Plat¬ ten 1, 2 angeordnet. Der eine Schenkel 21 jedes Profillei¬ stenstücks 20 liegt dabei am Randbereich der einen Platte 1, 2 und der andere Schenkel 21 am Randbereich der anderen Platte 1, 2 an.Each connecting device comprises two profile strip pieces 20 with a V-shaped cross section. A profile strip piece 20 is arranged on the inside and the other profile strip piece 20 is arranged on the outside of the two plates 1, 2 to be connected to one another. One leg 21 of each profiled piece 20 lies against the edge region of one plate 1, 2 and the other leg 21 lies against the edge region of the other plate 1, 2.

Der Winkel zwischen den beiden Schenkeln 21 der Profillei¬ stenstücke 20 definiert folglich den Winkel zwischen den beiden miteinander verbundenen Platten 1, 2. Da der Winkel zwischen zwei aneinander angrenzenden sechseckigen Platten 1 138,2° (69,1° + 69,1°), der Winkel zwischen einer fünfecki¬ gen Platte 2 und einer angrenzenden sechseckigen Platte 1 hingegen 142,3° (73,5° + 69,1°) beträgt, benötigt man zwei verschiedene Arten von Profilleistenstücken 20, welche sich im Winkel zwischen ihren beiden Schenkeln 21 voneinander unterscheiden (vgl. Fig. 4 und 5). Im weiteren sind die bei¬ den Schenkel 21 derjenigen Profilleistenstücke 20, welche zur Verbindung einer sechseckigen Platte 1 mit einer fünf¬ eckigen Platte 2 dienen, vorzugsweise unterschiedlich breit. Derjenige Schenkel 21 eines Profilleistenstücks 20, welcher an einer fünfeckigen Platte 2 anliegt, ist dabei schmaler als derjenige Schenkel 21, welcher an der angrenzenden sechseckigen Platte 1 anliegt (vgl. Fig. 7). Schliesslich sind die Stirnseiten 22 der Schenkel 21 jedes Profilleisten¬ stücks 20 abgeschrägt. Dadurch wird zwischen den Schenkeln 21 von zwei aneinanderstossenden Profilleistenstücken 20 eine Gehrung gebildet.The angle between the two legs 21 of the profile guide pieces 20 consequently defines the angle between the two interconnected plates 1, 2. Since the angle between two adjoining hexagonal plates 1 is 138.2 ° (69.1 ° + 69.1 ° ), the angle between a pentagonal plate 2 and an adjacent hexagonal plate 1, on the other hand, is 142.3 ° (73.5 ° + 69.1 °), two different types of profile strip pieces 20 are required, which are located in the angle between them distinguish the two legs 21 from one another (cf. FIGS. 4 and 5). Furthermore, the two legs 21 of those profile strip pieces 20 which are used to connect a hexagonal plate 1 to a pentagonal plate 2 are preferably of different widths. The leg 21 of a profiled strip piece 20 which bears on a pentagonal plate 2 is narrower than that leg 21 which bears on the adjacent hexagonal plate 1 (cf. FIG. 7). Finally, the end faces 22 of the legs 21 of each section 20 are chamfered. This will be between the legs 21 a miter is formed by two abutting profile strip pieces 20.

Die Schenkel 21 der Profilleistenstücke 20 sind an der ent¬ sprechenden Platte 1, 2 fixiert. Für die Fixierung können verschiedene Verbindungsmittel eingesetzt werden. Es besteht beispielsweise die Möglichkeit, die Schenkel 21 mit einem geeigneten Kleber an den Platten 1, 2 anzukleben (nicht ge¬ zeigt). Im weiteren können die Schenkel 21 mit Hilfe von einzelnen, nicht durchgehenden Schrauben 23 (vgl. Fig. 4) oder mit durchgehenden Schrauben 24 (vgl. Fig. 5 und Fig. 6) an den Platten 1, 2 befestigt werden. Durchgehende Schrauben 24 werden durch Schraubenmuttern 25 fixiert. Die Schrauben¬ köpfe der Schrauben liegen vorzugsweise an der Innenseite die Schraubenmuttern 25 an der Aussenεeite der Platten 1, 2. Die Schenkel 21 der Profilleistenεtücke 20 können an den Oberflächen der Platten 1, 2 anliegen (vgl. Fig. 4 und 5) oder in die Oberflächen der Platten 1, 2 versenkt sein (vgl. Fig. 6). Um die Schenkel 21 versenken zu können, müεεen die Platten 1, 2 in ihren Randbereichen Aussparungen 26 aufwei¬ sen, deren Breite der Breite der Schenkel 21 entspricht. Es ist ferner die Möglichkeit vorgesehen, die Schraubenköpfe und die Schraubenmuttern 25 in die Schenkel 21 der Profil¬ leistenstücke 20 zu versenken. Dazu müssen die Schenkel 21 mit entsprechenden Aussparungen versehen werden (nicht ge¬ zeigt).The legs 21 of the profile strip pieces 20 are fixed to the corresponding plate 1, 2. Various connecting means can be used for the fixation. It is possible, for example, to glue the legs 21 to the plates 1, 2 using a suitable adhesive (not shown). Furthermore, the legs 21 can be fastened to the plates 1, 2 with the aid of individual, non-continuous screws 23 (cf. FIG. 4) or with continuous screws 24 (cf. FIGS. 5 and 6). Through screws 24 are fixed by nuts 25. The screw heads of the screws are preferably on the inside, the screw nuts 25 on the outside of the plates 1, 2. The legs 21 of the profile strip pieces 20 can rest on the surfaces of the plates 1, 2 (see FIGS. 4 and 5) or in the surfaces of the plates 1, 2 must be sunk (see FIG. 6). In order to be able to countersink the legs 21, the plates 1, 2 must have cutouts 26 in their edge regions, the width of which corresponds to the width of the legs 21. There is also the possibility of countersinking the screw heads and the screw nuts 25 into the legs 21 of the profile strip pieces 20. For this purpose, the legs 21 must be provided with corresponding cutouts (not shown).

Falls die Kuppeln oder gewölbten Flächen im Freien verwendet werden, bestehen die Profilleistenstücke 20 mit Vorteil aus einem korrosionsbeständigen Material wie zum Beispiel Alumi¬ nium, Kohlefaser-Verbundstoffen oder rostfreiem Stahl. Die Profilleistenstücke 20 werden vorzugsweise aus einer langen Profilleiste hergestellt, die man in Stücke mit der ge¬ wünschten Länge zersägt.If the domes or curved surfaces are used outdoors, the profiled strip pieces 20 advantageously consist of a corrosion-resistant material such as aluminum, carbon fiber composites or stainless steel. The profile strip pieces 20 are preferably made from a long profile strip, which is sawn into pieces of the desired length.

Die Verbindungsvorrichtungen, welche die Platten 1, 2 zu¬ sammenhalten, können ferner als Gewindestangen 27 ausgebil¬ det sein (vgl. Fig. 8). Die Gewindestangen 27 sind an der Innenseite der beiden zu verbindenden Platten 1, 2 angeord¬ net und verlaufen quer zu den aneinander liegenden Stirn- flächen dieser beiden Platten 1, 2. Die Randbereiche jeder Platte sind mit in regelmässigen Abständen angeordneten, durchgehenden Bohrungen 28 versehen. Die beiden Endabschnit¬ te jeder Gewindestange 27 ragen durch eine Bohrung 28 je einer Platte 1 hindurch. Auf die beiden an der Aussenseite der beiden Platten hervorragenden Abschnitte jeder Gewinde¬ stange 27 ist je eine Schraubenmutter 25 aufgeschraubt. Die¬ se hervorragenden Abschnitte können nach dem Aufbau der Kup¬ pel oder der gewölbten Fläche mit einer Blache oder einer Platte abgedeckt werden (nicht gezeigt).The connecting devices which hold the plates 1, 2 together can also be designed as threaded rods 27 (cf. FIG. 8). The threaded rods 27 are arranged on the inside of the two plates 1, 2 to be connected and extend transversely to the end faces lying against one another. surfaces of these two plates 1, 2. The edge regions of each plate are provided with through bores 28 arranged at regular intervals. The two Endabschnit¬ te each threaded rod 27 protrude through a bore 28 of a plate 1. A screw nut 25 is screwed onto each of the two sections of each threaded rod 27 projecting on the outside of the two plates. After the structure of the dome or the curved surface, these outstanding sections can be covered with a sheet or plate (not shown).

Zur Verbindung der Platten 1, 2 können ausεerdem Ringe oder langgezogene, flexible Verbindungsmittel 29 verwendet werden (vgl. Fig. 9). In diesem Falle weisen die Randbereiche jeder Platte 1, 2 ebenfalls in regelmässigen Abständen angeordne¬ te, durchgehende Bohrungen 30 auf. Wenn zwei Platten 1, 2 seitlich aneinanderstoεsen, dann liegt jeder Bohrung 30 der einen Platte 1, 2 eine Bohrung 30 der anderen Platte 1, 2 direkt gegenüber. Die Bohrungen 30 εind also paarweise an¬ geordnet. Jeder Ring oder jedes langgezogene Verbindungs¬ mittel 29 durchdringt die beiden Bohrungen 30 eines Boh¬ rungspaares. Als langgezogene, flexible Verbindungsmittel 29 können beispielsweise Schnurstücke, Fadenstücke, Drahtstücke oder Gummibänder verwendet werden. Nachdem ein Schnurstück oder ein Fadenstück durch ein Bohrungspaar hindurchgezogen worden ist, werden seine beiden Enden miteinander verknüpft. Bei der Verwendung von Drahtstücken, werden die beiden Enden jedes Drahtstücks zusammengedreht. Falls Gummibänder verwen¬ det werden, trägt jedes Gummiband an seinen Enden je einen Haken, welcher in der entsprechenden Bohrung 30 eingehängt werden kann (nicht gezeigt).Rings or elongated, flexible connecting means 29 can also be used to connect the plates 1, 2 (cf. FIG. 9). In this case, the edge areas of each plate 1, 2 also have through bores 30 arranged at regular intervals. If two plates 1, 2 abut one another laterally, then each hole 30 of one plate 1, 2 is directly opposite a hole 30 of the other plate 1, 2. The bores 30 are thus arranged in pairs. Each ring or each elongated connecting means 29 penetrates the two bores 30 of a pair of bores. For example, cord pieces, thread pieces, wire pieces or rubber bands can be used as the elongated, flexible connecting means 29. After a piece of cord or thread has been pulled through a pair of holes, its two ends are joined together. When using pieces of wire, the two ends of each piece of wire are twisted together. If rubber bands are used, each rubber band carries a hook at its ends, which can be hooked into the corresponding bore 30 (not shown).

Wenn die Platten 1, 2 aus weichem Material, wie zum Beispiel Karton oder Geflechte, gefertigt sind, dann besteht die Mög¬ lichkeit, die Platten 1, 2 mit Schnüren oder Fäden zusammen¬ zunähen (nicht gezeigt). Es können dafür beispielsweise Fä¬ den aus Nylon verwendet werden. Es sind aber auch beliebige andere Verbindungsarten vorgese¬ hen. Die im einzelnen Fall verwendete Verbindungsart richtet sich dabei nach der Art des Materials, aus dem die Platten 1,2 gefertigt sind.If the plates 1, 2 are made of soft material, such as cardboard or braids, then it is possible to sew the plates 1, 2 together with cords or threads (not shown). For example, nylon threads can be used for this. However, any other type of connection is also provided. The type of connection used in the individual case depends on the type of material from which the plates 1, 2 are made.

Der mögliche Anwendungbereich der vorgeschlagenen Kuppeln oder gewölbten Flächen ist sehr breit.The possible area of application of the proposed domes or curved surfaces is very wide.

Die gewölbten Flächen mit der Form eines Polyeders können beispielsweise als Träger von Solarzellen eingesetzt werden (vgl. Fig. 10a und 10b). In diesem Fall trägt jede Platte 1, 2 an ihrer Aussenflache ein Solarzellenmodul 12. Der erzeug¬ te Strom wird von jedem Solarzellenmodul 12 mit einem Kabel 13 weggeleitet, welches sich im Innern des Polyeders befin¬ det. Alle Einzelkabel 13 sind an einem einzigen, dickeren Kabel 14 angeschlossen, welches aus dem Innenraum des Polye¬ ders herausführt. Dieseε dickere Kabel 14 trägt an εeinem freien Ende einen Steckverbinder.The curved surfaces with the shape of a polyhedron can be used, for example, as supports for solar cells (cf. FIGS. 10a and 10b). In this case, each plate 1, 2 carries a solar cell module 12 on its outer surface. The electricity generated is conducted away from each solar cell module 12 with a cable 13 which is located inside the polyhedron. All individual cables 13 are connected to a single, thicker cable 14, which leads out of the interior of the polymer. This thicker cable 14 carries a connector at its free end.

Die polyedrische Form des Solarzellenträgers hat den grossen Vorteil, dass eine Seite seiner Oberfläche immer der Sonne zugewandt ist, ohne dass der Träger geschwenkt werden muss. Mit diesem Solarzellenträger lassen sich kompakte Solarzel¬ lenanlagen herstellen. Solche Solarzellenanlagen kann man beispielsweise beim Camping oder an abgelegenen Orten ein¬ setzen, welche nicht mit Netzstrom versorgt werden. Dabei kann es sich beispielsweise um Forschungsstationen oder Schutzhütten in den Bergen oder in Wüstengebieten handeln. In Wüstengebieten kann man mit dieser Solarzellenanlage un¬ ter anderem auch Pumpen zur Förderung von Grundwasser be¬ treiben.The polyhedral shape of the solar cell carrier has the great advantage that one side of its surface always faces the sun without the carrier having to be pivoted. With this solar cell carrier, compact solar cell systems can be manufactured. Such solar cell systems can be used, for example, when camping or in remote locations that are not supplied with mains electricity. These can be research stations or shelters in the mountains or in desert areas, for example. In desert areas, this solar cell system can also be used to operate pumps for pumping groundwater.

Mit dem polyederförmigen Solarzellenträger lassen sich auch portable, zusammensetzbare Solarzellenanlagen verwirklichen. Solche Solarzellenanlagen können beispielsweise auf eine Wanderung mitgenommen werden. Bei Bedarf läεεt εich der So¬ larzellenträger aus den einzelnen Platten 1, 2 zusammenbau¬ en. Er kann zur Betreibung von Funkgeräten, Funktelefonen oder zum Aufladen von Akkumulatoren eingesetzt werden. Mit den aufgeladenen Akkumulatoren kann man dann Lampen und an- - lo ¬ dere elektrische Geräte betreiben.With the polyhedron-shaped solar cell carrier, portable, assemblable solar cell systems can also be realized. Such solar cell systems can be taken on a hike, for example. If necessary, the solar cell carrier can be assembled from the individual plates 1, 2. It can be used to operate radio equipment, radio telephones or to charge accumulators. You can then use the charged batteries to store lamps and other - Operate lo ¬ dere electrical devices.

Die vorgeschlagenen Kuppeln und gewölbten Flächen eignen sich aber auch als Bauteile für Gebäude wie z.B. Wohnhäuser, Gartenhäuschen, Messestände, Tennisstadien, Eishallen etc. Fig. 11 zeigt beispielsweise einen Pavillon mit einer verti¬ kalen, umlaufenden Grundmauer 15, welche eine solche Kuppel trägt.The proposed domes and curved surfaces are also suitable as components for buildings such as Residential houses, garden sheds, exhibition stands, tennis stadiums, ice rinks, etc. FIG. 11 shows, for example, a pavilion with a vertical, circumferential base wall 15, which carries such a dome.

Falls die beiden Pole eines Polyeders durch je eine fünf¬ eckige Platte 2 gebildet werden, dann verläuft der Äquator des Polyeders ausschliesslich durch sechseckige Platten 1. Alternierend liegen dabei drei Viertel einer Platte 1 ober¬ halb und das andere Viertel unterhalb des Äquators bzw. ein Viertel der Platte 1 oberhalb und drei Viertel unterhalb des Äquators. Der Äquator verläuft durch insgesamt zehn sechε- eckige Platten 1. Die Schnittfläche durch den Äquator, wel¬ che das Polyeder in zwei gleiche Hälften trennt, hat folg¬ lich die Form eines gleichseitigen Zehneckes. Eine derartige Hälfte eines Polyeders ist für die Bildung eines Gebäudes besonders geeignet, da die Grundmauer 15, welche die Kuppel trägt, aus zehn gleich ausgebildeten Wandteilen 31 gebildet werden kann (vgl. Fig. 12a und 12b). Diese Wandteile 31 eig¬ nen sich besonders gut für die Massenproduktion. Zur Verbin¬ dung der Wandteile 31 miteinander können die gleichen Ver¬ bindungsvorrichtungen verwendet werden wie für die Verbin¬ dung der Platten 1, 2 der Kuppel. Die Wandteile 31 können Türen 32 oder Fenster 33 aufweisen.If the two poles of a polyhedron are each formed by a pentagonal plate 2, then the equator of the polyhedron runs exclusively through hexagonal plates 1. Alternately, three quarters of a plate 1 lie above and the other quarter below the equator or Quarter of plate 1 above and three quarters below the equator. The equator runs through a total of ten hexagonal plates 1. The cut surface through the equator, which separates the polyhedron into two equal halves, consequently has the shape of an equilateral decagon. Such a half of a polyhedron is particularly suitable for the formation of a building, since the base wall 15, which supports the dome, can be formed from ten identical wall parts 31 (cf. FIGS. 12a and 12b). These wall parts 31 are particularly well suited for mass production. The same connecting devices can be used for connecting the wall parts 31 to one another as for connecting the plates 1, 2 of the dome. The wall parts 31 can have doors 32 or windows 33.

In dieser Art und Weise können beispielsweise Gebäude mit zwei Stockwerken gebaut werden. Das Parterre befindet sich im Bereich der vertikalen Grundmauer 15, während der erste Stock in der Kuppel angeordnet ist. Einzelne Platten 1 der Kuppel können dabei als Fenster ausgebildet sein. Die Plat¬ ten 1 können zu diesem Zweck aus einem durchsichtigen Mate¬ rial, wie zum Beispiel Glas oder Kunststoff, gefertigt sein. Der Bau von Gebäuden mit drei oder mehr Stockwerken ist je¬ doch auch möglich, indem die Grundmauern 15 höher gebaut werden. Im Bereich der Grundmauern 15 befinden sich in die- sem Falle mehr als ein Stockwerk.In this way, for example, buildings with two floors can be built. The ground floor is located in the area of the vertical foundation wall 15, while the first floor is arranged in the dome. Individual plates 1 of the dome can be designed as a window. For this purpose, the plates 1 can be made of a transparent material, such as glass or plastic. However, the construction of buildings with three or more floors is also possible by building the foundation walls 15 higher. In the area of the foundation walls 15 there are case more than one floor.

Zur Konstruktion von einfachen Hütten können die Platten 1, 2 aus Geflecht bestehen.For the construction of simple huts, the panels 1, 2 can be made of mesh.

Beim Bau grösserer, polyederförmiger Gebäude besteht die Möglichkeit, im Innern der polyederförmigen Aussenhülle eine kugelförmige Stützstruktur 16 anzuordnen (vgl. Fig. 13a und 13b). Die Platten 1, 2 der polyederförmigen Aussenhüllen werden dann mit Verbindungεstücken 17 zusätzlich an der Aus¬ senseite dieser Stützstruktur 16 befestigt. Die Stützεtruk- tur 16 kann beispielsweise aus Stahlbeton gefertigt sein. Es ist ferner vorgesehen, einzelne Platten l, 2 mit Öffnungen 18 zu versehen. Die Stützstruktur 16 weist dann an den ent¬ sprechenden Stellen ebenfalls Öffnungen 19 auf. Diese Öff¬ nungen 18, 19 können beispielεweiεe die Funktion von Türen oder Fenεtern haben. Im Zwischenraum zwischen der polyeder¬ förmigen Aussenhülle und der Stützεtruktur 16 laεεen sich Leitungen verlegen. Er kann auεserdem mit Isolationsmaterial gefüllt werden.When building larger, polyhedron-shaped buildings, it is possible to arrange a spherical support structure 16 inside the polyhedron-shaped outer shell (cf. FIGS. 13a and 13b). The plates 1, 2 of the polyhedral outer shells are then additionally fastened to the outer side of this support structure 16 with connecting pieces 17. The support structure 16 can be made of reinforced concrete, for example. It is also provided to provide individual plates 1, 2 with openings 18. The support structure 16 then also has openings 19 at the corresponding points. These openings 18, 19 can have the function of doors or windows, for example. Cables can be laid in the space between the polyhedral outer sheath and the support structure 16. It can also be filled with insulation material.

Wenn die Platten 1, 2 des vorgeschlagenen Polyeders aus transparentem Material gefertigt sind, dann kann das Polye¬ der auch als Lampion verwendet werden (nicht gezeigt). Für diesen Anwendungszweck wird die Platte 1, 2 einer Polyeder¬ fläche entfernt. Dadurch entsteht in der Hülle des Polyeders ein Loch. Das Polyeder wird derartig aufgestellt oder aufge¬ hängt, dass dieses Loch an der Oberseite liegt. Die dem Loch gegenüberliegende Platte 1, 2 bildet den Boden des Lampions. Auf diesen Boden wird eine Kerze aufgestellt. Das Loch an der Oberseite sorgt dafür, dass der Rauch der brennenden Kerze aus dem Innenraum des Polyeders abziehen kann.If the plates 1, 2 of the proposed polyhedron are made of transparent material, then the polye¬ der can also be used as a lantern (not shown). For this purpose, the plate 1, 2 of a polyhedron surface is removed. This creates a hole in the shell of the polyhedron. The polyhedron is set up or suspended in such a way that this hole lies on the top. The plate 1, 2 opposite the hole forms the base of the lantern. A candle is placed on this floor. The hole at the top ensures that the smoke from the burning candle can escape from the interior of the polyhedron.

Das vorgeschlagene Polyeder eignet sich im weiteren auch als Gehäuse 35 für eine Strasεenlaterne 34 (vgl. Fig. 14). Das Polyeder wird dafür derartig angeordnet, dass oben und unten je eine fünfeckige Fläche liegt. Die Platten 1, 2 der oberen Hälfte des Polyeders bestehen aus einem festen, undurchsich¬ tigen Material, wie z.B. Aluminiumblech. Sie tragen auf ih- ren Aussenseiten Solarzellenmodule 12. Die obere Hälfte 36 wird vorzugsweise im Tiefziehverfahren oder durch Giessen hergestellt. Im Innern der oberen Hälfte 36 sind Akkumulato¬ ren angeordnet, welche durch die Solarzellenmodule 12 ge¬ speist werden. Die Platten 1, 2 der unteren Hälfte 37 des Polyeders bestehen aus einem transparenten Material, wie z.B. Glas oder Kunststoff. In dieser unteren Hälfte 37 ist mindestens eine Lampenbirne 38 oder eine Leuchtstoffröhre, die z.B. ringförmig sein kann, angeordnet. Die untere Hälfte 37 kann jedoch auch wegfallen. Die Lampenbirnen 38 ragen dann an der unteren Seite der oberen Hälfte 36 hervor. Daε Laternengehäuse 35 wird durch einen Stab 39 getragen. Falls das Laternengehäuse 35 eine untere Hälfte 37 aufweist, fehlt bei dieser die unterste Platte 2. Das Gehäuse 35 weiεt an seiner Unterseite folglich eine fünfeckige Öffnung 40 auf. Der obere Abschnitt des Stabes 39 ist durch diese Öffnung 40 hindurchgesteckt. Das Laternengehäuse 35 liegt an der oberen Stirnseite des Stabes 39 auf. Der Querschnitt des Stabes 39 entspricht mit Vorteil der Form der Öffnung. Die Lampenbir¬ nen 38 bzw. die Leuchtstoffröhre werden durch die Akkumula¬ toren mit elektrischem Strom versorgt. Die Akkumulatoren werden während des Tages durch die Solarzellenmodule 12 auf¬ geladen. Die Strassenlaterne 34 wird mit einem Bewegungs¬ melder ausgerüstet, welcher die Stromzufuhr von den Akkumu¬ latoren zu den Lampenbirnen 38 bzw. zur Leuchtstoffröhre freigibt, sobald in der Nähe der Strassenlaterne 34 eine Bewegung wahrgenommen wird. Eine derartige Strassenlaterne 34 hat den grossen Vorteil, dass für ihren Betrieb keine Kabelzuführung notwendig ist.The proposed polyhedron is also suitable as a housing 35 for a street lamp 34 (see FIG. 14). The polyhedron is arranged so that there is a pentagonal surface at the top and bottom. The plates 1, 2 of the upper half of the polyhedron consist of a solid, opaque material, such as aluminum sheet. You carry on your Ren outsides of solar cell modules 12. The upper half 36 is preferably produced by deep drawing or by casting. Accumulators which are fed by the solar cell modules 12 are arranged in the interior of the upper half 36. The plates 1, 2 of the lower half 37 of the polyhedron consist of a transparent material, such as glass or plastic. In this lower half 37, at least one lamp bulb 38 or a fluorescent tube, which can be annular, for example, is arranged. However, the lower half 37 can also be omitted. The lamp bulbs 38 then protrude on the lower side of the upper half 36. The lantern housing 35 is carried by a rod 39. If the lantern housing 35 has a lower half 37, the bottom plate 2 is missing from it. The housing 35 consequently has a pentagonal opening 40 on its underside. The upper section of the rod 39 is inserted through this opening 40. The lantern housing 35 rests on the upper end face of the rod 39. The cross section of the rod 39 advantageously corresponds to the shape of the opening. The lamp bulbs 38 or the fluorescent tube are supplied with electrical current by the accumulators. The batteries are charged during the day by the solar cell modules 12. The street lamp 34 is equipped with a motion detector which releases the power supply from the batteries to the lamp bulbs 38 or to the fluorescent tube as soon as movement is perceived in the vicinity of the street lamp 34. Such a street lamp 34 has the great advantage that no cable feed is necessary for its operation.

Das vorgeschlagene Polyeder kann ausserdem auch als Spiel¬ zeug oder als Bastelartikel verwendet werden. Für diesen Zweck können die einzelnen Plättchen 1, 2 aus Glas oder transparentem Kunststoff bestehen und verεchiedene Farben aufweiεen. Als Verbindungsvorrichtung werden in diesem Falle vorzugsweise Gummibänder, Drahtstücke oder Fadenstücke ver¬ wendet. Aus den farbigen Plättchen 1, 2 können bunte Polye¬ der zusammengebaut werden, welche man beispielsweise auch als Christbaumkugeln verwenden kann.The proposed polyhedron can also be used as a toy or as a handicraft article. For this purpose, the individual plates 1, 2 can be made of glass or transparent plastic and have different colors. In this case, rubber bands, wire pieces or thread pieces are preferably used as the connecting device. From the colored plates 1, 2, colorful polye¬ der can be assembled, which one for example can use as Christmas baubles.

Schliesslich besteht auch noch die Möglichkeit, das vorge¬ schlagene Polyeder als «Spielwürfeli zu verwenden. Die 32 Flächen des Polyeders werden mit je einer Zahl beschriftet (nicht gezeigt). Die Zahlen sind so angeordnet, dass die Summe der Zahlen von zwei sich gegenüberliegenden Flächen jeweils 33 ergibt. In einem Würfelspiel kann jeder Zahl eine bestimmte Bedeutung zugeordnet werden. Je nachdem, welche Zahl ein Spieler wirft, wird er bestraft oder belohnt.Finally, there is also the possibility of using the proposed polyhedron as a game cube. The 32 faces of the polyhedron are each labeled with a number (not shown). The numbers are arranged in such a way that the sum of the numbers from two opposing faces makes 33 each. In a dice game, each number can be assigned a certain meaning. Depending on the number a player throws, he will be punished or rewarded.

Die vorgeschlagenen Kuppeln oder gewölbten Flächen mit ein¬ zelnen planen Teilflächen haben den Vorteil, dass ihr Anwen¬ dungsbereich sehr breit ist. Im weiteren sind sie einfacher aufgebaut, als die bekannten Kuppeln oder gewölbten Flächen mit einzelnen planen Teilflächen. The proposed domes or curved surfaces with individual flat partial surfaces have the advantage that their area of application is very wide. Furthermore, they are constructed more simply than the known domes or curved surfaces with individual flat partial surfaces.

Claims

PATENTANSPRUECHE PATENT CLAIMS 1. Gewölbte Struktur (8) , die aus einzelnen als tragende Ele¬ mente ausgebildeten planen fünfeckigen und sechseckigen Teilflächen oder Platten (1, 2) zusammengesetzt ist, an deren Kanten Verbindungsmittel vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsmittel einen Schnapp- verschluss (41) bildende Steckverbindungungsmittel (3) sind.1. Arched structure (8), which is composed of individual planar pentagonal and hexagonal partial surfaces or plates (1, 2) designed as load-bearing elements, on the edges of which connecting means are provided, characterized in that the connecting means have a snap lock ( 41) are plug connection means (3). 2. Struktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die2. Structure according to claim 1, characterized in that the Steckverbindungsmittel (3) zwei verschiedenartig ausgebil¬ dete Profilleisten (4, 5) sind, welche an Kanten zweier zu verbindender Platten (1, 2) vorgesehen sind.Plug connection means (3) are two differently shaped profile strips (4, 5) which are provided on the edges of two plates (1, 2) to be connected. 3. Struktur nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilleisten (4, 5) unter einem dem Zusammenbau der Teilflächen (1, 2) entsprechenden Winkel an den jeweiligen Teilflächen angeordnet sind.3. Structure according to claim 2, characterized in that the profile strips (4, 5) are arranged at an angle corresponding to the assembly of the partial surfaces (1, 2) on the respective partial surfaces. 4. Gewölbte Struktur (8) , die aus einzelnen als tragende Ele¬ mente ausgebildeten planen fünfeckigen und sechseckigen Teilflächen oder Platten (1, 2) zusammengesetzt ist, an deren Kanten Verbindungsmittel vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsmittel an Innen- und Aussenseiten zu verbindender Platten (1, 2) angeordnete Profilleistenstücke (20) sind, die den Winkel zwischen den verbundenen Platten (1,2) bestimmen.4. Arched structure (8), which is composed of individual planar pentagonal and hexagonal partial surfaces or plates (1, 2) designed as load-bearing elements, on the edges of which connecting means are provided, characterized in that the connecting means on the inside and outside To be connected plates (1, 2) are arranged profile strip pieces (20) which determine the angle between the connected plates (1,2). 5. Struktur nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verbindung der Platten (1, 2) mit jeweils unterschiedlich vielen Ecken bezüglich des Winkels verschieden ausgebilde¬ te Profilleistenstücke (20) vorgesehen sind. 5. Structure according to claim 4, characterized in that for the connection of the plates (1, 2), each with a different number of corners with respect to the angle, differently designed profile strip pieces (20) are provided. 6. Gewölbte Struktur (8), die aus einzelnen als tragende Ele¬ mente ausgebildeten planen fünfeckigen und sechseckigen Teilflächen oder Platten (1, 2) zusammengesetzt ist, an deren Kanten Verbindungsmittel vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsmittel Gewindestangen6. Arched structure (8), which is composed of individual planar pentagonal and hexagonal partial surfaces or plates (1, 2) designed as load-bearing elements, on the edges of which connecting means are provided, characterized in that the connecting means are threaded rods (27) sind, die an der Innenseite zu verbindender Platten (1, 2) verlaufen, durch an Randbereichen der zu verbinden¬ den Platten (1, 2) vorgesehene Bohrungen (28) hindurchra¬ gen und an ihren an der Aussenseite der Platten (1, 2) herausragenden Abschnitten, beispielsweise mittels Schrau¬ benmuttern, fixiert sind.(27), which run on the inside of plates (1, 2) to be connected, protrude through bores (28) provided on edge regions of the plates (1, 2) to be connected and on their outside of the plates ( 1, 2) projecting sections are fixed, for example by means of screw nuts. 7. Gewölbte Struktur (8) , die aus einzelnen als tragende Ele¬ mente ausgebildeten planen fünfeckigen und sechseckigen Teilflächen oder Platten (1, 2) zusammengesetzt ist, an deren Kanten Verbindungsmittel vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsmittel Ringe oder langgezogene, flexible Verbindungsmittel (29) sind, die an Randbereichen zu verbindender Platten (1, 2) vorgesehene Bohrungen (30) durchdringen und deren Enden miteinander verknüpft sind.7. Arched structure (8), which is composed of individual planar pentagonal and hexagonal partial planes or plates (1, 2) designed as load-bearing elements, on the edges of which connecting means are provided, characterized in that the connecting means are rings or elongated, flexible Connecting means (29) penetrate the holes (30) provided at the edge areas of plates (1, 2) to be connected and the ends of which are linked to one another. 8. Struktur nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass langgezogenen, flexiblen Verbindungsmittel (29) Schnur¬ stücke, Fadenstücke, Drahtstücke oder Gummibänder sind.8. Structure according to claim 7, characterized in that elongated, flexible connecting means (29) Schnur¬ pieces, thread pieces, wire pieces or rubber bands. 9. Struktur nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an jeder Ecke zwischen den Kanten ei¬ ner Platte drei Platten aufeinandertreffen und dass an je¬ de fünfeckige Platte (2) ausschliesslich sechseckige Plat¬ ten (1) angrenzen.9. Structure according to one of the preceding claims, characterized in that three plates meet at each corner between the edges of a plate and that only hexagonal plates (1) adjoin each pentagonal plate (2). 10. Struktur nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die gewölbte Struktur (8) eine Kugel bildet, wozu vorzugsweise 20 sechseckige Platten (1) und 12 fünfeckige Platten (2) vorgesehen sind. 10. Structure according to one of the preceding claims, characterized in that the curved structure (8) forms a ball, for which purpose preferably 20 hexagonal plates (1) and 12 pentagonal plates (2) are provided. 11. Struktur nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilflächen (1, 2) Platten aus Hartplastik, glasfaserverstärktem oder kohlenstoffver¬ stärktem Kunststoff oder Metall sind, oder dass die Teilflächen (1, 2) Platten aus Filz oder Gewebe sind.11. Structure according to one of the preceding claims, characterized in that the partial surfaces (1, 2) plates made of hard plastic, glass fiber reinforced or kohlstoffver¬ reinforced plastic or metal, or that the partial surfaces (1, 2) are plates made of felt or fabric. 12. Struktur nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur als Kugel oder Teilku¬ gel, je nach Material und Ausgestaltung, als Kuppel oder Wölbung als Träger von Solarmodulen dienen kann, als Bau¬ teil von Gebäuden einsetzbar ist und auch als Stützstruk¬ tur, als Gehäuse für eine Strassenlaterne, als Lampion oder als Spielzeug- oder Bastelartikel verwendbar ist. 12. Structure according to one of the preceding claims, characterized in that the structure as a ball or Teilku¬ gel, depending on the material and design, can serve as a dome or arch as a support for solar modules, can be used as a part of buildings and also as Support structure can be used as a housing for a street lamp, as a lantern or as a toy or handicraft item.
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