Dispositivo que incluye al menos una bisagra integrada de material compuesto con refuerzo de unión ininterrumpido.

Dispositivo que comprende al menos un tramo (11) adaptable integrado entre dos tramos,

denominados tramos (10) rígidos, más rígidos que cada tramo (11) adaptable, estando formado cada tramo (10) rígido por material compuesto, denominado material compuesto rígido, uniendo el mencionado tramo (11) adaptable los mencionados tramos (10) rígidos y estando adaptado para formar entre ellos una bisagra adaptable, comprendiendo cada tramo (10) rígido al menos una estructura (12) de refuerzo de un material compuesto rígido que la compone, adecuado para conferir una resistencia al menos en tracción longitudinal a este material compuesto rígido, y una matriz (14) en cuyo interior se extiende la estructura (12) de refuerzo, estando formado cada tramo (11) adaptable:

- por al menos un material, denominado material adaptable, elegido en el grupo formado por los materiales, denominados materiales compuestos adaptables, que incluye:

- un entramado de refuerzo que comprende al menos una capa, denominada capa (13) de unión, de una estructura de refuerzo común al(a los) material(es) compuesto(s) rígido(s) que forman cada tramo (10) rígido, extendiéndose cada capa (13) de unión en continuidad y en común entre los mencionados tramos (10) rígidos, y que está adaptado para poder ser flexible; y

- una matriz en cuyo interior se extiende el entramado de refuerzo, estando formada la propia matriz (19) por material más adaptable en flexión que el que constituye una matriz (14) de material compuesto rígido de cada tramo (10) rígido.

- por al menos una capa (13) de unión de una estructura de refuerzo común al(a los) material(es) compuesto(s) rígido(s) que forman cada tramo (10) rígido, extendiéndose cada capa (13) de unión en continuidad y en común entre los mencionados tramos (10) rígidos, y estando adaptada para poder ser flexible, caracterizado por que:

- presenta unos cantos (16, 20) enfrentados en el estado desplegado en el que los tramos (10) rígidos y cada tramo (11) adaptable están en la prolongación unos de los otros, estando dispuestos los mencionados cantos (16, 20) enfrentados en el estado desplegado para poder realizar la función de tope en compresión longitudinal, permitiendo al mismo tiempo un doblamiento de la bisagra formada de este modo, al menos en un sentido a partir del estado desplegado;

- al menos un tramo (11) adaptable se extiende solo sobre una parte del grosor y/o de la anchura de conexión de los mencionados tramos (10) rígidos, y por que los mencionados tramos (10) rígidos se prolongan uno hacia el otro según al menos otra parte de este grosor y/o de esta anchura de conexión, para presentar los mencionados cantos (16, 20) enfrentados en el estado desplegado;

- los mencionados cantos (16, 20) presentan unas caras que están en contacto una con otra y adecuadas para hacer de topes, permitiendo transmitir unos esfuerzos de compresión longitudinal y/o de torsión a través de la bisagra desdoblada y/o limitando en un sentido la amplitud angular de desplegamiento de la bisagra formada de este modo.

La invención se refiere a un dispositivo que incluye al menos una bisagra integrada no articulada que comprende al menos un tramo adaptable integrado entre dos tramos, denominados tramos rígidos, más rígidos que cada tramo adaptable, al menos en flexión alrededor de un eje paralelo o coincidente con un eje teórico de pivotamiento de la bisagra formada de este modo. Cada tramo rígido está formado por material compuesto, denominado material compuesto rígido, uniendo cada tramo adaptable los mencionados tramos rígidos.

A lo largo de todo el texto, se designa como material compuesto cualquier material sólido sintético heterogéneo que comprende al menos una estructura de refuerzo, formada por al menos un primer material, y adecuada para conferir principalmente propiedades de resistencia mecánica al mencionado material compuesto, asociándose esta estructura de refuerzo al menos a otra parte, denominada matriz, formada con al menos un segundo material polímero que presenta propiedades mecánicas diferentes a las de la estructura de refuerzo. En particular, esta expresión abarca los materiales compuestos tradicionalmente constituidos por una estructura de refuerzo formada por estratos, por bandas o por tejidos de fibras (que tienen como función transmitir las tensiones al menos en tracción longitudinal (en el sentido de las fibras), y en general, igualmente, las tensiones en compresión longitudinal), estando engastada esta estructura de refuerzo en una matriz de material polímero (que tiene como función conferir la forma general y las dimensiones del material, sustentar la estructura de refuerzo y resistir en compresión transversal (ortogonalmente a las fibras de la estructura de refuerzo). Pero designa, igualmente, especialmente los materiales multicapas (tales como los que tradicionalmente se califican como complejos o como estratificados), que comprenden, por ejemplo, un alma central (formada por una o varias capas, por ejemplo metálica(s) y/o de material sintético rígido en tracción) que realiza la función de estructura de refuerzo adecuada para transmitir tensiones al menos en tracción longitudinal (en cualquier dirección paralela al plano de cada capa que constituye esta alma) interpuesta entre dos grosores (formados estos cada uno por una o varias capas) de materiales polímeros, realizando estos dos grosores la función de matriz.

Las bisagras no articuladas integradas, por ejemplo del tipo denominado bisagra de película, se conocen desde hace tiempo y son objeto de numerosas aplicaciones, especialmente en el ámbito del embalaje. Consisten, en general, en una reducción local del grosor de un material elástico en flexión que permite formar un tramo más adaptable entre dos

tramos más rígidos de este material.

Unas bisagras de este tipo que se conocen no presentan características mecánicas suficientes en algunas aplicaciones, por ejemplo en el ámbito espacial. Además, generalmente, están reservadas al uso de un material sintético termoplástico homogéneo.

El documento de los Estados Unidos US 735433 describe un dispositivo que hace de bisagra monolítica elástica no articulada entre dos tramos de una banda plana o combada (curvada) de tipo junta de carpentier que hace de resorte, que pueden estar formados por acero para resorte, por aleación de cupro-berilio o por un material compuesto u otro. En un primer modo de realización, la bisagra está formada por un tramo con un segundo material más adaptable que el que forma la banda resorte, por ejemplo una aleación con memoria de forma, una acero, una aleación de cobre berilio. En un segundo modo de realización, la bisagra está formada por un tramo constituido con el mismo material que el de la banda que hace de resorte, pero con un grosor más reducido, a la manera de las bisagras de películas. El tercer modo de realización es similar al segundo y presenta, por añadidura, unos refuerzos laterales de aleación con memoria de forma.

El primer modo de realización plantea el problema de la fabricación fiable de la conexión entre el tramo que hace de bisagra y los tramos que forman la banda. De hecho, la discontinuidad de materiales necesariamente presente a la altura de esta conexión provoca riesgos de fallo y dificultades en la fabricación. En particular, en el ámbito espacial y aeronáutico, el comportamiento y la fiabilidad de una conexión de este tipo a las exigencias mecánicas, termo-mecánicas y vibratorias a largo plazo es difícil de asegurar.

Los otros modos de realización por reducción del grosor están limitados al uso de un material compuesto compatible con la flexibilidad que se espera a la altura del tramo que hace de bisagra con grosor reducido. En particular, no es posible usar un material compuesto cuya matriz sea rígida y/o con escasa deformación antes de romperse (teniendo en cuenta la deformación en flexión necesaria a la altura del radio de curvatura), no flexible, incluso frágil, por ejemplo de polimetacrilato o de cerámica. Por otra parte, contrariamente a lo que indica este documento, de hecho es imposible realizar una bisagra de este tipo que pueda doblarse y desdoblarse varias veces con radios de curvatura reducidos sin romperse.

El documento de los Estados Unidos US 5 35 614 describe una bisagra según el preámbulo de la reivindicación 1.

Finalmente, todas las bisagras no articuladas integradas que se conocen presentan el inconveniente de que solo ofrecen, teniendo en cuenta la presencia necesaria de un tramo adaptable integrado entre dos tramos más rígidos, una resistencia mediocre en compresión o en tracción longitudinal en el estado desplegado.

La invención tiene por objeto mitigar estos inconvenientes.

Por lo tanto, la invención tiene por objeto, en particular, proponer un dispositivo que comprende al menos una bisagra integrada no articulada entre dos tramos rígidos que pueden estar formados por un material compuesto cualquiera, incluso con matriz no flexible, al menos según alguna(s) dirección(es), pudiendo presentar la bisagra unas propiedades adaptadas a la aplicación considerada, con una fabricación sencilla y perfectamente fiable de la conexión entre el tramo adaptable que hace de bisagra y los tramos más rígidos que une.

La invención tiene por objeto, igualmente, proponer un dispositivo de este tipo que puede ser objeto de numerosas variantes de realización y compatible con numerosas aplicaciones, incluso en el ámbito espacial y aeronáutico.

La invención tiene también por objeto proponer un dispositivo de este tipo que, por añadidura, puede realizarse para presentar una resistencia mejorada en compresión longitudinal en el estado desplegado.

La invención tiene por objeto, igualmente, proponer un dispositivo de este tipo que pueda ser compatible con una cierta adaptabilidad en flexión de los mencionados tramos rígidos y/o de la bisagra formada de este modo, en un plano de flexión que contiene el eje teórico de pivotamiento de la bisagra o paralelo a este eje, es decir alrededor de ejes de flexión ortogonales al eje de la bisagra.

Más particularmente, la invención tiene por objeto proponer un dispositivo de este tipo que pueda realizarse presentando todas o una parte de las propiedades siguientes:

- amplitud angular de desplazamiento de la bisagra de o a 18°, incluso hasta 36°;

- posibilidad de realizar un tope que limita la apertura de la bisagra en un sentido a partir de un cierto ángulo;

- bisagra que presenta una cierta flexibilidad de su eje teórico de pivotamiento y que permite especialmente unir bandas resortes combadas de tipo junta de carpentier;

- presentando cada tramo adaptable que hace de bisagra en flexión alrededor del eje teórico de pivotamiento de la bisagra, una adaptabilidad al menos esencialmente mayor que la de los tramos rígidos;

- disminución o ausencia de holguras de funcionamiento;

- continuidad de la rigidez y de la resistencia mecánica longitudinal en tracción en el estado desplegado;

- continuidad de la rigidez y de la resistencia mecánica longitudinal en compresión en el estado desplegado;

- ausencia de rozamiento;

- comportamiento en fatiga en los doblamientos y en los desdoblamientos repetidos con radios de curvatura

reducidos;

- sencillez de fabricación;

- masa mínima;

- volumen mínimo, especialmente en el sentido del grosor (radio de doblamiento y sobregrosores reducidos);

- coste reducido de fabricación.

Para hacer esto, la invención se refiere a un dispositivo que comprende al menos un tramo adaptable integrado entre dos tramos, denominados tramos rígidos, más rígidos que cada tramo adaptable (al menos en flexión alrededor de un eje paralelo o coincidente con... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo que comprende al menos un tramo (11) adaptable integrado entre dos tramos, denominados tramos (1) rígidos, más rígidos que cada tramo (11) adaptable, estando formado cada tramo (1) rígido por material compuesto, denominado material compuesto rígido, uniendo el mencionado tramo (11) adaptable los mencionados tramos (1) rígidos y estando adaptado para formar entre ellos una bisagra adaptable, comprendiendo cada tramo (1) rígido al menos una estructura (12) de refuerzo de un material compuesto rígido que la compone, adecuado para conferir una resistencia al menos en tracción longitudinal a este material compuesto rígido, y una matriz (14) en cuyo interior se extiende la estructura (12) de refuerzo, estando formado cada tramo (11) adaptable:

- por al menos un material, denominado material adaptable, elegido en el grupo formado por los materiales, denominados materiales compuestos adaptables, que incluye:

- un entramado de refuerzo que comprende al menos una capa, denominada capa (13) de unión, de una estructura de refuerzo común al(a los) material(es) compuesto(s) rígido(s) que forman cada tramo (1) rígido, extendiéndose cada capa (13) de unión en continuidad y en común entre los mencionados tramos (1) rígidos, y que está adaptado para poder ser flexible; y

- una matriz en cuyo interior se extiende el entramado de refuerzo, estando formada la propia matriz (19) por material más adaptable en flexión que el que constituye una matriz (14) de material compuesto rígido de cada tramo (1) rígido.

- por al menos una capa (13) de unión de una estructura de refuerzo común al(a los) material(es) compuesto(s) rígido(s) que forman cada tramo (1) rígido, extendiéndose cada capa (13) de unión en continuidad y en común entre los mencionados tramos (1) rígidos, y estando adaptada para poder ser flexible, caracterizado por que:

- presenta unos cantos (16, 2) enfrentados en el estado desplegado en el que los tramos (1) rígidos y cada tramo (11) adaptable están en la prolongación unos de los otros, estando dispuestos los mencionados cantos (16, 2) enfrentados en el estado desplegado para poder realizar la función de tope en compresión longitudinal, permitiendo al mismo tiempo un doblamlento de la bisagra formada de este modo, al menos en un sentido a partir del estado desplegado;

- al menos un tramo (11) adaptable se extiende solo sobre una parte del grosor y/o de la anchura de conexión de los mencionados tramos (1) rígidos, y porque los mencionados tramos (1) rígidos se prolongan uno hacia el otro según al menos otra parte de este grosor y/o de esta anchura de conexión, para presentar los mencionados cantos (16, 2) enfrentados en el estado desplegado;

- los mencionados cantos (16, 2) presentan unas caras que están en contacto una con otra y adecuadas para hacer de topes, permitiendo transmitir unos esfuerzos de compresión longitudinal y/o de torsión a través de la bisagra desdoblada y/o limitando en un sentido la amplitud angular de desplegamiento de la bisagra formada de este modo.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque al menos una capa (13) de unión presenta al menos un órgano resistente en tracción que se extiende longitudinalmente continuamente y de modo ininterrumpido en el interior de los mencionados tramos (1) rígidos y de cada tramo (11) adaptable.

3. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque el mencionado órgano se elige en el grupo formado por los monofilamentos, los cables, los haces, los tejidos, los no tejidos, las bandas, los estratos, las esteras, las hojas y los complejos multicapas.

4. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que cada capa (13) de unión se elige en el grupo formado por los estratos de fibras sintéticas tejidas, los estratos de fibras sintéticas no tejidas, las esteras, los estratos de bandas sintéticas tejidas, los estratos de bandas sintéticas no tejidas, las hojas de materiales sintéticos, las hojas de materiales metálicos, los complejos multicapas que comprenden varias capas, siendo cada capa de una de estas materias.

5. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque cada capa de la estructura (12) de refuerzo del material compuesto rígido que forma los mencionados tramos (1) rígidos se extiende continuamente entre los tramos (1) rígidos para formar una capa de unión.

6. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que los mencionados tramos (1) rígidos y cada tramo (11) adaptable presentan unos grosores similares.

7. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que solo una parte de la estructura (12) de refuerzo de los mencionados tramos (1) rígidos se extiende continuamente entre los tramos (1) rígidos para realizar la función de capa(s) de unión, Interrumpiéndose la otra parte de la estructura de refuerzo de los mencionados tramos (1) rígidos entre los dos tramos (1) rígidos.

8. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el entramado de refuerzo del material adaptable está constituido únicamente por al menos una capa (13) de unión.

9. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por que la matriz (19) del mencionado material compuesto adaptable está formada por un material elegido en el grupo formado por los cauchos naturales (NR); los elastómeros; las resinas de polietlleno; las resinas de poliestireno; las espumas de polietileno; las espumas de poliestireno; las espumas de poliuretano.

1. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por que comprende un tramo (11) adaptable que se extiende continuamente según toda la anchura de conexión de los mencionados tramos (1) rígidos.

11. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 1, caracterizado porque comprende varios tramos (11) adaptables distintos y separados unos de otros, repartidos en la anchura de conexión entre los mencionados tramos (1) rígidos.

12. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque comprende unas guarniciones añadidas como sobregrosor sobre cada tramo rígido, estando dispuestas las mencionadas guarniciones para presentar unas caras que están en contacto una con otra y adecuadas para hacer de topes, permitiendo transmitir unos esfuerzos de compresión longitudinal y/o de torsión a través de la bisagra desdoblada y/o limitando en un sentido la amplitud angular de desplegamiento de la bisagra formada de este modo.

13. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado por que cada tramo (1) rígido tiene forma general de banda resorte combada siguiendo un eje longitudinal y cada tramo (11) adaptable tiene, igualmente, forma general de banda combada según el mismo eje.