ES2593270B1 - Malla espacial de doble cara desplegable con articulaciones bloqueables - Google Patents

Abstract

Malla espacial de doble capa desplegable con articulaciones bloqueables.#La invención consiste en un sistema que permite construir mallas espaciales de barras de doble capa capaces de ser plegadas y de desplegarse manteniendo su forma final por medio de nudos articulados bloqueables o autobloqueables. Las barras trabajan únicamente a tracción-compresión sin flexiones y permanecen conectadas a los nudos en todo momento, antes, durante y tras el despliegue. Las barras traccionadas pueden ser sustituidas por cables.

Description

MALLA ESPACIAL DE DOBLE CAPA DESPLEGABLE CON ARTICULACIONES BLOQUEABLES.

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OBJETO DE LA INVENCiÓN

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La presente invención se refiere a un sistema de construcción de mallas espaciales de doble capa desplegables de barras que supone una importante mejora sobre los sistemas actuales de est.ructuras desplegables basados en sistemas de aspas móviles o haces articulados sobre un punto central. El sistema propuesto evita las importantes fl exiones que se producen en los sistemas anteriores con lo que la estructura es mucho más ligera, simple y económica, es decir, más eficaz.

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ANTECEDENTES DE LA INVENCiÓN

20 2S 30

Las estructuras desplegables que se han planteado hasta el presente se basan en módulos de haces como los patentados por Emilio Pérez Pi ñero de 1973 a 1978, o en módulos de aspas que ya son del dominio público en cuanto a su concepción genera l, aunque existen d iversas patentes de nudos como la obtenida por Fé lix Escrig Pallarés en 1990. Todos estos sistemas se basan en ba rras que se articulan sobre un nudo central pasante. Esta disposición provoca fuertes flexiones que exigen mayores secciones y provocan una mayor deformación del conjunto de la estru ctura. Sobre este tipo de estructuras se han realizado numerosos estud ios e investigaciones como las de Zeigler, Gantes, Sánchez Cuenca, Escrig y Pérez Valcárcel. Tambi én se han propuesto sistemas que precisan la desconex ión de parte de las barras con las articulaciones durante el proceso de despliegue, como el de Santiago Calatrava, lo cual supone una seria complicación. Para evitar los inconvenientes anteriores, la invención parte de los módu los de una malla espacial, es deci r con arti culaciones sólo en los extremos de las barras, lo que permite el plegado del conjunto. Además, la total idad de las barras se encuentran conectadas a los nudos en todo momento, antes, durante y tras el despliegue. Este tipo de estructuras precisa para su estabil idad tras el despliegue de articulaciones bloqueables efectivas que permitan la trasmisión de tracciones, lo cual es sencillo, y de compresiones, incluyendo

el efecto del pandeo. lo que supone una mayor complicación. La invención que se propone pennite resolver este problema. Pueden utilizarse tanto articulaciones que se bloquean con una actuación posterior al despliegue, como articulaciones auto bloqueantes. La invención incluye ambos tipos de articulaciones.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

El conjunto del sistema estructural se compone de cuatro elementos que se incluyen en la patente: módulos, barras de las capas superior e inferior, nudos con articulación simple y nudos con articulación bloqueable.

El módulo está fonnado por tres barras (módulo tetraédrico) o cuatro barras (módulo piramidal), con una articulación simple en el nudo inferior, que permite la apertura del módulo. Las barras de las capas superior e inferior de la malla están formadas por dos tramos articulados en su punto medio por una rótula bloqueable. Al cerrarse estas barras la estructura se pliega y al abrirse y quedar en prolongación la estructura se despliega. La articulación bloqueable es necesaria para que la estructura quede fija y pueda resistir cargas. El uso de articulaciones bloqueables proporciona la completa estabilidad de la estructura, evitando tener que añadir barras a mayores una vez que ésta se encuentra desplegada. Todas las barras de la estructura se encuentran conectadas a los nudos en todo momento, antes, durante y tras el despliegue. Las barras traccionadas pueden ser sustituidas por cables o cualquier otro elemento resistente a tracción.

Los nudos asociados al módulo son simples articulaciones de eje horizontal para pennitir el movimiento de las barras de dicho módulo. Tienen un disei'lo especial que pennite el movimiento normal pero que también impide movimientos no deseados que podrían obstaculizar el plegado.

Los nudos con articulaciones bloqueables son los elementos fundamentales. Penniten la trasmisión de compresiones de un extremo al otro de la barra y, al tiempo, impiden el pandeo. Puesto que son posibles varios tipos, se aportan las soluciones básicas.

Las barras que componen la estructura pueden ser de cualquier material como, por ejemplo, acero, aluminio, madera, plásticos o fibra de carbono. Asimismo, las barras pueden tener cualquier sección como, por ejemplo, secci6n circular, rectangular, hueca

o maciza. Los nudos pueden ser de cualquier materia l.

DESCRIPCiÓN DE LAS FIGURAS

Para la mejor comprensión de lo que antecede se acompañan unos dibujos que muestran, sólo a título de ejemplo, el esquema básico de la malla y los tipos de nudos. La figura 1 muestra un conjunto de cuatro módulos, totalmente desplegado (a), en posición intennedia (b) y totalmente plegado (e), que sería la forma adecuada para su transporte. La figura 2 muestra la ma lla espacial desplegada en posición final como cubierta de un recinto. La figura 3 muestra la misma malla en una posición intermedia de despliegue. En las tres figuras anteriores se indica la posición de los cuatro tipos de nudos, señalados como N 1, N2, N3 Y N4. La figura 4 muestra el nudo tipo N 1. En la que a) es una sección transversal, b) una axonometría, y c), d) y e) son la planta superior, alzado frontal y planta inferior respectivamente del elemento central paralepipédico del nudo (1). La figura 5 muestra el nudo tipo N2. En la que a) es una sección transversal, b) una axonometría, y c), d) y e) son el alzado frontal, la planta superior y la planta inferior respectivamente de la pieza con cuatro aletas (9). La figura 6 muestra el nudo tipo N3. En la que a) es una sección transversal, b) una axonometría, y c), d) y e) son el alzado rrontal, la planta superior y la planta inrerior respectivamente de la pieza con cuatro aletas ( 11). La figura 7 muestra el nudo tipo N4. En la que a) es una sección transversal, y b) Y c) son un alzado frontal y la planta superior de la chapa (12).

DESCRIPCiÓN DE UNA REALIZACiÓN PREFERIDA

La malla, en este caso formada por módul os piramidales, se compone de cuatro barras diagonales de sección hueca o maciza, tubular o con otro perfil cualquiera, que se unen al nudo inferior por dos aletas u otro procedimiento que permita el giro en el plano de la barra. Los nudos superiores del módulo se unen por medio de barras con articulación bloqueable en el centro que permite el movimiento durante el despliegue y una fijación sólida al finalizar. Estas barras pueden situarse diagonalmente o uniendo los cuatro nudos de la cara superior. Los nudos inferiores se unen a los de los módulos adyace ntes con barras artic uladas en su centro con articulación bloqueable o de otro tipo o con simples cables si están únicamente a tracción. El conjunto puede soportar una cubrición tanto textil como rígida que puede plegarse y desplegarse con el entramado de barras o bien colocarse en obra al final del despliegue.

La articulación bloqueable está formada por nudos tipo N l. Consta de una pieza paralelepipédica de acero, aluminio u otro tipo de metal o material resistente (1), que se mecaniza para ajustar las piezas móviles en la forma indicada en la figura u otra similar. El nudo tiene un agujero cuadrado en el centro que permite el deslizamiento del elemento de bloqueo. A las barras resistentes (8) se ajusta una aleta (5) que se articula al nudo por medio de unos pernos (7) y que lleva pegada una lámina de te flón (6) u otro material similar para conseguir un buen ajuste al cerrarse contra el nudo. El mecanismo de bloqueo está formado por una cruz. O placa (2) con cuatro ranuras en sus extremos y un eje que ajusta al agujero cuadrado, que tiene esa forma para impedir el giro de eje vertical. En la parte inferior se coloca un muelle (3) y un torni llo de cabeza ancha (4), de tal manera que al girar las barras el resbalón de la aleta haga subir el elemento de bloqueo, pero una vez cerrado el nudo el muelle hace que se deslice hacia abajo impidiendo una apertura accidental.

Las articulaciones simples están fom13das por tres tipos de nudos dependiendo de su posición. El nudo N2 se utiliza para los nudos en los que concurren ocho barras, pero situadas en dos planos diferentes, el nudo 3 se uti li7.3 para nudos con ochos barras en cuatro planos diferentes y el nudo N4 para nudos de dos barras. Con la solución propuesta sólo son necesarias tres tipos de piezas diferentes.

El nudo tipo N2 sigue el mismo patrón geométrico que el nudo tipo N I sobre el que se articulan cuatro barras con aletas similares a las anteriores, pero sin resbalón ni mecanismo de bloqueo. Al nudo (1) se adosa por su parte inferior una pieza con cuatro

a letas (9) que penniten art icular por medio de pe rnos (7) otras cuatro barras situadas en

los mi smos dos planos que las ante riores. Estas barras tienen una aleta doble (10) para

que la carga se trasmita sin excentri cidad. Es el nudo característico de la cara superior

de la malla donde se unen las barras de la capa superior y las diagonales.

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El nudo tipo N3 sigue el mismo patrón geométrico que el nudo tipo N 1 sobre el que se

arti cul an cuatro barras con aletas similares a las del nudo N2. Al nudo (1) se adosa por

su parte superior una pieza ( 11) con cuatro aletas giradas 45° que permiten articular por

medio de pernos

(7) otras cuatro barras situadas planos bisectores de las anteriores.

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También en este caso estas barras ti enen una aleta dob le ( J O). Es el nudo característico

de la

cara infe rior de la mall a donde se unen las barras de la capa in ferior y las

diagonales.

El nudo tipo N4 está formado por una simple chapa ( 12) que actúa como biela.

Las

1 S

barras de la cara inferior (8) se articulan a ella por medio de chapas dobles ( 10) Y

pasadores (7).

Los nudos están diseñados para que mantengan

en todo momento la ax ial idad de

esfuerzos, evitando excentricidades que provocarían fl exiones.

Claims (4)

1. REIVINDICACIONES

   1. Malla espacial de doble capa de módulo tetraédrico o piramidal caracterizada por ser desplegable (Fig. 1) mediante el uso de articulaciones bloqueables o autobloqueables

   5 (Fig. 4) Y porque la totalidad de las barras se encuentran conectadas a los nudos (Fig. 4, Fig. 5, Fig. 6 Y Fig. 7) en todo momento, antes, durante y tras el despliegue, pudiendo además, ser sustituidas las barras traccionadas por cables.
2. 2. Malla espacial de doble capa de módulo tetraédrico o piramidal, según reivindicación

   10 13 , caracterizada porque el nudo de la articulación bloqueable o autobloqueable (Fig. 4) está rannado por una pieza sobre la que se articulan las barras de la capa superior por un sistema de bisagras.
3. 3. Malla espacial de doble capa de módulo tetraéd rico o piramidal, según

   15 reivindicaciones I~ y r, caracterizada porque la articulación autobloqueable se fija por medio de un muelle o resorte elástico.
4. 4. Malla espacial de doble capa de módulo tetraéd rico o piramidal, según

   8

   reivindicaciones I~, Y 3a, caracterizada porque los nudos articulados mantienen en 20 todo momento la axialidad de esfuerzos, evitando excentricidades.