Estructura espacial.

Estructura espacial que permite el montaje y desmontaje de elementos arquitectónicos de forma fácil y rápida garantizando la robustez estructural necesaria y que básicamente comprende un nudo (1) con una pluralidad de encastres (2),

una barra (3) destinada a introducirse por cualquiera de sus dos extremos en dichos encastres (2), un tornillo perforado (5) cuya superficie interior (6) permite la introducción del extremo de la barra (3) y cuya superficie exterior se acopla a los encastres (2), y una porción de arandela flexible (8) adecuada para introducirse en el encastre (2) del nudo (1) y cerrarse mediante compresión por efecto del empuje del tornillo perforado (5) para adoptar una forma de arandela sustancialmente cerrada de forma que dicha barra (3) quede bloqueada en el interior del tornillo perforado (5), impidiendo el desmontaje del conjunto pero no el giro de la barra (3) en el interior del encastre.

Estructura espacial Objeto de la invención

La presente invención se refiere de manera general al campo de la construcción y, en concreto, a los sistemas de estructuras espaciales modulares configurables del tipo constituido por nudos y barras conectados entre sí para formar una estructura tridimensional.

Más concretamente, la invención se refiere una estructura espacial que permite la creación de elementos arquitectónicos ligeros y resistentes de forma fácil y rápida, al tiempo que garantiza también el carácter modificable y desmontable de la misma, todo ello garantizando la robustez estructural necesaria y sin que para ello sea necesaria la intervención de personal cualificado.

Antecedentes de la invención

Desde hace tiempo se usan en la técnica sistemas de estructuras espaciales construidas mediante la unión entre elementos de nudos y barras. Cada elemento de nudo puede unirse a varias barras en distintas direcciones y cada barra se une a dos nudos, uno en cada extremo, de modo que mediante estos dos tipos de elementos pueden construirse estructuras tridimensionales de configuraciones muy variables.

Ejemplos de estos sistemas pueden encontrarse en, por ejemplo, las patentes US4905443 US5074094 o US6378265, donde se describen diferentes sistemas de este tipo que, contando con los referidos nudos y barras permiten construir estructuras sustancialmente rígidas.

Estos documentos, sin embargo, adolecen todos del mismo problema, el cual consiste en la posibilidad de corregir la estructura una vez construida sin tener que recurrir a desmontar la

totalidad, o al menos una gran parte, de la misma.

Parar solucionar este problema han surgido en el estado de la técnica sistemas de estructuras espaciales modulares configurables que permiten no sólo un fácil montaje, sino 5 también el desmontaje de forma sencilla, donde además, gracias al diseño de sus componentes, se permite aliviar los esfuerzos de torsión generados en las barras de interconexión entre los nudos. Un ejemplo de estos sistemas puede verse en el documento ES2362845 de este mismo solicitante.

Sin embargo, a pesar de que la estructura espacial de dicho documento cumple perfectamente con los requerimientos para los cuales fue diseñada, es susceptible de mejora tanto desde el punto de vista del desmontaje, como del número de elementos que intervienen.

Concretamente, en cuanto al desmontaje, éste comprende dos aspectos principales. Uno es la mejora de las condiciones elásticas de la unión de forma que se facilite aún más el desmontaje del conjunto. Esto se debe, principalmente, al hecho de que la porción de arandela en ES2362845 puede, por su diseño, no ser lo suficientemente elástica en ocasiones debido , lo que impide que al retirar el tornillo que la retiene ésta no recupere del 20 todo bien su estado inicial, es decir, pierda elasticidad, por lo que se dificulta dicho desmontaje.

Por otro lado, debido a las fuerzas aplicadas al conjunto cuando se encuentra montado, la arandela quedaba atrapada dentro de la acanaladura del extremo de la barra, impidiendo el 25 desmontaje de dicha barra o bien viéndose arrastrada hacia afuera en el caso de producirse el desmontaje.

Descripción de la invención

La presente invención se refiere a una estructura espacial modular que soluciona los problemas del estado de la técnica antes citados, por cuanto permite un fácil montaje y desmontaje con un número reducido de elementos, todo ello a la vez que cumple

sobradamente con todas las solicitaciones mecánicas necesarias.

El carácter reversible de la estructura espacial de la invención permite por lo tanto realizar variaciones en la estructura una vez construida, corregir errores en la construcción de la misma, y sustituir piezas defectuosas después de su construcción sin afectar a los elementos adyacentes.

Además, como se verá, el acoplamiento de los elementos puede realizarse fácilmente con ayuda de una pequeña herramienta de apriete sin requerir complicadas herramientas especializadas ni mano de obra cualificada, pues el operario sólo debe encajar el extremo de la barra en el encastre deseado de un nudo apropiado y apretar el tornillo perforado para proporcionar la sujeción de ambas piezas.

Para ello, la estructura espacial de la invención, comprende, al menos:

- un nudo con una pluralidad de encastres en su superficie, donde cada encastre presenta medios de acoplamiento,

- una barra destinada a introducirse por cualquiera de sus dos extremos en los encastres de los nudos y donde dichos extremos comprenden cada uno al menos un elemento de retención,

- un tornillo perforado cuya superficie interior permite la introducción del extremo de la barra y cuya superficie exterior presenta medios de acoplamiento complementarios a los medios de acoplamiento de los encastres;

- una porción de arandela flexible adecuada para introducirse en el encastre del nudo y cerrarse mediante compresión por efecto del empuje del tornillo perforado para adoptar una forma de arandela sustancialmente cerrada que coopere con el elemento de retención del extremo de la barra de forma que dicha barra quede bloqueada en el interior del tornillo perforado, impidiendo el desmontaje del conjunto pero no el giro de la barra en el interior del encastre.

Donde la porción de arandela flexible comprende dos elementos:

- un fleje de pequeño espesor en correspondencia con su diámetro exterior, el cual será el encargado de dotar a la arandela de la mayor elasticidad posible;

y

- sobre el diámetro interior de dicho fleje, una pluralidad de dientes de mayor grosor que el eje que se proyectan hacia el interior de forma que dichos dientes se alternan con zonas vacías en las que sólo está el fleje, formando una corona dentada.

Así, gracias a la estructura exterior de la arandela, constituida por un fleje, se obtiene la elasticidad necesaria para que la arandela recupere su forma una vez deja de ser comprimida por el tornillo perforado, permitiendo la liberación del conjunto. Por otro lado, gracias a la porción dentada o los dientes, de un grosor considerablemente mayor al de dicho fleje, se consigue la resistencia necesaria para sujetar la barra y soportar los esfuerzos a los que ésta se ve sometida.

Anteriormente, el estado de la técnica presentaba e problema de que al tratarse de arandelas macizas sin vaciado de material, la elasticidad de la arandela, realizada en acero, resultaba insuficiente para recuperar la forma y permitir el desmontaje del conjunto.

Por otro lado, de cara a evitar el atrapamiento de dicha porción de arandela debido a los esfuerzos transmitidos por la barra, el elemento de retención de dicha porción de arandela con que cuentan dichas barras en su extremo no están ya constituido por una hendidura en la cual se introduce la porción de arandela tal y como figura en el estado de la técnica, sino que está constituido por un escalón sobre el que apoya dicha arandela cuando está sometida a compresión. Sin embargo, al tener uno de sus lados libre, pues no se forma un canal, se evita el atrapamiento por lo tanto la liberación del conjunto a pesar de que las porciones dentadas de la arandela que soportan los esfuerzos se deformen ligeramente debido a los esfuerzos.

Por otro lado los nudos del sistema según la invención comprenden una pluralidad de encastres en su superficie de forma que se facilite la construcción de estructuras de formas

variadas. Así, a un solo nudo podrán acoplarse numerosas barras, cada una de ellas en una orientación diferente de forma que se cubra un amplio abanico de posibilidades. Dicha unión entre barras y nudos, se realiza además de forma cómoda y rápida.

Más concretamente, para el montaje de la estructura únicamente es necesario que el operario coloque dentro del encastre correspondiente una porción de arandela, introduciendo después el extremo de una barra en un tornillo perforado cuya superficie interior es lisa y cuya superficie exterior presenta los medios de acoplamiento a los encastres de los nudos. Así, con el acoplamiento de dicho tornillo perforado en el encastre 10 se provoca al compresión de la porción de arandela, la cual se cerrará sobre el extremo de la barra bloqueándola de manera reversible.

Posteriormente, cuando se desee desmontar la estructura o bien modificarla en algún punto, bastará con separar las barras adecuadas de los nudos, lo que se hará desacoplando los 15 tornillos perforados de los nudos, lo que permitirá que la porción de arandela deje de comprimirse y por lo tanto recupere su posición, liberando los medios de retención de los extremos de las barras y permitiendo extraer las mismas sin afectar al resto de...

1Estructura espacial que comprende, al menos:

- un nudo (1) con una pluralidad de encastres (2), donde cada encastre presenta medios de acoplamiento (7),

- una barra (3) destinada a introducirse por cualquiera de sus dos extremos en los encastres (2) de los nudos (1) y donde dichos extremos comprenden cada uno al menos un elemento de retención (4),

- un tornillo perforado (5) cuya superficie interior (6) permite la introducción del extremo de la barra (3) y cuya superficie exterior presenta medios de acoplamiento complementarios (7) a los medios de acoplamiento (7) de los encastres (2);

- una porción de arandela flexible (8) adecuada para introducirse en el encastre (2) del nudo (1) y cerrarse mediante compresión por efecto del empuje del tornillo perforado (5) para adoptar una forma de arandela sustancialmente cerrada que coopere con el elemento de retención (4) del extremo de la barra (3) de forma que dicha barra (3) quede bloqueada en el interior del tornillo perforado (5), impidiendo el desmontaje del conjunto pero no el giro de la barra (3) en el interior del encastre,

caracterizada por que adicionalmente la porción de arandela flexible (8) comprende:

- un fleje (10) de pequeño espesor en correspondencia con su diámetro exterior, y

- sobre el diámetro interior de dicho fleje, una pluralidad de dientes (11) de mayor grosor que el fleje que se proyectan hacia el interior y donde dichos dientes (11) se alternan con zonas vacías en las que sólo está el fleje (10), formando una porción de corona dentada.

2.- Estructura espacial según reivindicación 1, caracterizada por que el elemento de retención (4) de la barra (3) para la retención de la porción de arandela flexible (8) está formado por un escalón perimetral.

3.- Estructura espacial según reivindicación 2, caracterizada por que las barras (3) comprenden:

- un primer tramo, en correspondencia con su extremo libre, de diámetro exterior tal que les permita pasar por el interior del tornillo perforado (5);

- un segundo tramo más alejado del extremo libre, de menor diámetro que el primer tramo parar formar el escalón perimetral que constituye el elemento de retención (4) de la porción de arandela flexible (8), y

- un tercer tramo cónico hasta llegar al diámetro exterior máximo de la zona central de la barra (1),

donde este segundo tramo se extiende con diámetro constante en una longitud mayor que el doble de la anchura de la porción de arandela flexible (8).

4.- Estructura espacial según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que para cerrar la porción de arandela flexible (8) por compresión al ejercer sobre él un empuje mediante el tornillo perforado (5), el tornillo perforado (5) presenta un plano inclinado (14) con un ángulo a, destinado a acoplarse con un plano inclinado (14) con el mismo ángulo a con el que cuenta la porción de arandela flexible (8).

5.- Estructura espacial según reivindicación 4, caracterizada por que los planos inclinados (14) del tornillo perforado (5) y los tramos inclinados (14) de la porción de arandela flexible (8) están comprendidos entre 30° y 45°.

6.- Estructura espacial según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada por que la porción de arandela flexible (8) cuenta con un doble tramo inclinado (14), uno a cada lado, de forma que sea indiferente su posicionamiento dentro del encastre (2) del nudo (1) por parte del operario.

7.- Estructura espacial según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada por que comprende dos porciones de arandela flexible (8) unidas entre sí por sus caras interiores

gracias a un sistema de unión (16) de tal forma que la misma presente tramos inclinados (14) por ambos lados.

8.- Estructura espacial según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por 5 que la porción de arandela flexible (8,8) cubre un arco de circunferencia de 313°.

9.- Estructura espacial según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el nudo (1) presenta una perforación pasante (12) que define su orientación vertical y por que los polos en los que se encuentra la perforación pasante (12) tienen configuración

achatada formando caras planas en las que presenta una pluralidad de orificios (13) equiángulamente distribuidos rodeando la perforación pasante (12).

10.- Estructura espacial según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el tornillo perforado (5) presenta hendiduras (9) equiángulamente distribuidas

adecuadas para acoplar en las mismas una pieza o herramienta para el montaje y/o desmontaje.

11.- Estructura espacial según reivindicaciones 9 y 10, caracterizada por que los orificios (13) y las hendiduras (9) se distribuyen equiángulamente cada 45° de forma que resultan

complementarias entre sí.