ES2924281T3 - Artículo plegable que comprende una pluralidad de secciones plegables interconectadas de forma plegable - Google Patents

Abstract

Artículo plegable que comprende una pluralidad de secciones/módulos plegables interconectados de forma plegable. Las secciones plegables pueden formar parte de superficies cilíndricas o cónicas. También pueden ser en forma de secciones de cierre. Cuando los tramos plegables forman parte de superficies tubulares, ya sean cilíndricas o cónicas, se componen de cuatro segmentos poligonales de superficie. Los segmentos poligonales son curvos/redondos en estado desplegado y tienen una forma plana o aproximadamente plana en estados parcialmente plegados y plegados. El proceso de plegado suele implicar una transición abrupta entre las posiciones plegada y desplegada, lo que hace que el artículo desplegado sea casi tan estable como sus equivalentes no plegables. En general, el proceso de plegado requiere la aplicación de fuerza en los bordes que forman pliegues de valle durante el plegado. Cuando el artículo está hecho de materiales blandos o tiene un espesor constante o relativamente constante con bordes plegables convexos y/o cóncavos, normalmente se colapsa cuando se aplica una fuerza axial excesiva. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Artículo plegable que comprende una pluralidad de secciones plegables interconectadas de forma plegable

ANTECEDENTES

Los principales problemas de las estructuras tubulares plegables actualmente conocidas usadas para artículos plegables son que no son muy estables en posición desplegada, requieren estar hechas de materiales muy blandos, no pueden proporcionar superficies cilíndricas o cónicas lisas. Los principios de plegado que se usan actualmente no ofrecen soluciones universales que puedan funcionar con diferentes tipos de materiales y diferentes métodos de producción. No ofrecen variabilidad en la forma y normalmente implican una ondulación intensiva de la superficie que puede hacer que la limpieza y el mantenimiento del interior de dichos artículos sea una tarea difícil.

El documento US 5 762 262 comprende la divulgación de artículos-recipientes de envasado plegables que comprenden una pluralidad de secciones plegables interconectadas de forma plegable; en el estado desplegado, cada sección comprende cuatro paredes plegables cuadradas que consisten en dos segmentos planos que tienen forma triangular.

RESUMEN

Las estructuras divulgadas de artículos plegables que comprenden una pluralidad de secciones plegables pueden ser tanto estables como compactas. Estos pueden estar hechos de diferentes materiales, incluyendo los más duros, y pueden fabricarse usando diferentes métodos de producción. Pueden comprender porciones tanto cilíndricas como cónicas, lo que da mucha más libertad de forma en comparación con las tecnologías plegables ampliamente usadas. Los artículos pueden ser tanto de un solo uso como reutilizables. Los productos de un solo uso se pueden plegar fácilmente y desechar de manera más efectiva y reducen significativamente el volumen de desechos. Los productos plegables reutilizables basados en las combinaciones y multiplicaciones de secciones plegables divulgadas pueden ser muy prácticos al ser muy compactos y completamente funcionales al mismo tiempo.

La figura 1 muestra ejemplos de combinaciones cilíndricas y cónicas de secciones/módulos plegables.

La figura 2 muestra un tipo de sección plegable muy simple y muy simétrica compuesta por cuatro segmentos triangulares rectángulos isósceles idénticos.

La figura 3 representa una unidad plegable simple hecha de cuatro segmentos triangulares rectángulos no isósceles idénticos.

La figura 4 muestra una sección cilíndrica plegable compuesta por conjuntos de dos segmentos triangulares rectángulos y dos segmentos trapezoidales.

La figura 5 representa una sección cilíndrica plegable compuesta por cuatro segmentos trapezoidales.

La figura 6 muestra combinaciones y multiplicaciones generales y/o asimétricas de unidades cilíndricas plegables compuestas por cuatro segmentos triangulares.

La figura 7 representa construcciones generales y/o más asimétricas de secciones cilíndricas plegables y sus combinaciones compuestas por cuatro segmentos cuadriláteros o mezcla entre segmentos cuadriláteros y segmentos triangulares.

La figura 8 demuestra combinaciones plegables de secciones construidas por secciones especulares representadas en la figura 2 y la figura 3.

La figura 9 muestra combinaciones de secciones construidas por secciones especulares representadas en la figura 4.

La figura 10 muestra combinaciones de secciones construidas por secciones especulares representadas en la figura 5.

La figura 11 demuestra una sección simple y simétrica y su combinación/multiplicación compuesta por segmentos triangulares isósceles.

La figura 12 demuestra una sección simple y su combinación/multiplicación compuesta por segmentos triangulares no isósceles.

La figura 13 representa una sección cónica y su combinación/multiplicación compuesta por segmentos triangulares y segmentos trapezoidales.

La figura 14 representa una sección cónica y su combinación/multiplicación compuesta por segmentos triangulares y segmentos trapezoidales.

La figura 15 representa una sección cónica y su combinación/multiplicación compuesta por segmentos trapezoidales.

La figura 16 muestra combinaciones y multiplicaciones generales y/o asimétricas de unidades cónicas plegables compuestas por cuatro segmentos triangulares.

La figura 17 representa construcciones generales y/o más asimétricas de secciones cónicas plegables y sus combinaciones compuestas por cuatro segmentos cuadriláteros o mezcla entre segmentos cuadriláteros y triangulares.

La figura 18 representa una forma práctica de construir una versión enrollada a partir de una desenrollada y viceversa de cualquier sección plegable cilíndrica o cónica y sus combinaciones.

La figura 19 demuestra la necesidad de corrección de los bordes exteriores cuando se mezclan secciones plegables que definen diferentes superficies.

La figura 20 muestra el recorte y la disposición especular de secciones plegables cilíndricas o cónicas y/o combinaciones entre dichas secciones.

La figura 21 muestra el recorte y la disposición especular de secciones plegables cilíndricas o cónicas y/o combinaciones entre dichas secciones.

La figura 22 muestra el recorte y la disposición especular de secciones plegables cilíndricas o cónicas extendidas y/o combinaciones entre dichas secciones.

La figura 23 representa una sección de cierre plegable redonda muy simple apropiada para superficies cilíndricas.

La figura 24 representa una sección de cierre plegable redonda muy simple apropiada para superficies cónicas.

La figura 25 representa una sección de cierre plegable redonda muy simple apropiada para superficies cónicas.

La figura 26 muestra una sección de cierre asimétrica para superficies cilíndricas o cónicas.

La figura 27 muestra una sección de cierre plegable redonda recortada apropiada para superficies cilíndricas.

La figura 28 demuestra una sección de cierre plegable redonda recortada apropiada para superficies cónicas.

La figura 29 demuestra una sección de cierre plegable redonda recortada apropiada para superficies cónicas.

La figura 30 representa una sección de cierre plegable plana muy simple apropiada para superficies cilíndricas.

La figura 31 representa una sección de cierre plegable plana muy simple apropiada para superficies cónicas.

La figura 32 representa una sección de cierre plegable plana muy simple apropiada para superficies cónicas.

La figura 33 muestra una sección de cierre plegable plana recortada apropiada para superficies cilíndricas. La figura 34 muestra una sección de cierre plegable plana recortada apropiada para superficies cónicas. La figura 35 muestra una sección de cierre plegable plana recortada apropiada para superficies cónicas. La figura 36 representa una sección de cierre plegable plana de ángulos redondeados muy simple apropiada para superficies cilíndricas.

La figura 37 representa una sección de cierre plegable plana recortada y de ángulos redondeados apropiada para superficies cilíndricas.

La figura 38 representa una sección de cierre plegable plana de ángulos redondeados muy simple apropiada para superficies cónicas.

La figura 39 representa una sección de cierre plegable plana de ángulos redondeados muy simple apropiada para superficies cónicas.

La figura 40 representa una sección de cierre plegable plana recortada y de ángulos redondeados apropiada para superficies cónicas.

La figura 41 representa una sección de cierre plegable plana recortada y de ángulos redondeados apropiada para superficies cónicas.

La figura 42 muestra una sección de cierre plegable afilada apropiada para superficies cilíndricas o cónicas. La figura 43 muestra una sección de cierre plegable afilada recortada apropiada para superficies cilíndricas o cónicas.

La figura 44 representa la disposición especular de secciones de cierre apropiadas para superficies cilíndricas. La figura 45 representa el recorte y la disposición especular de secciones de cierre.

La figura 46 representa el recorte y la disposición especular de secciones de cierre.

La figura 47 representa la combinación de secciones de cierre recortadas y especulares con superficies plegables tubulares.

La figura 48 representa la disposición especular de secciones de cierre planas.

La figura 49 representa la eliminación de caras y la disposición especular de secciones de cierre planas.

La figura 50 muestra la combinación de secciones de cierre planas especulares con secciones plegables tubulares.

La figura 51 muestra la combinación de diferentes secciones de cierre.

La figura 52 demuestra la fusión de secciones de cierre cilíndricas y cónicas redondas y afiladas con secciones tubulares cilíndricas y cónicas apropiadas.

La figura 53 demuestra la fusión de secciones de cierre cilíndricas y cónicas redondas y afiladas con secciones tubulares cilíndricas y cónicas apropiadas con bordes de intersección eliminados en la superficie tubular.

La figura 54 representa la extensión o eliminación de caras.

La figura 55 muestra el estiramiento de forma de secciones tubulares y de cierre simétricas y sus combinaciones simétricas.

La figura 56 representa secciones cilíndricas y cónicas simples compuestas por dos caras.

La figura 57 demuestra uniones plegables entre dos o más estructuras tubulares.

La figura 58 muestra el aplanamiento y la fusión de los bordes exteriores de estructuras tubulares.

La figura 59 muestra el aplanamiento de bordes exteriores de estructuras tubulares.

La figura 60 demuestra el cierre de bordes exteriores aplanados de estructuras tubulares.

La figura 61 demuestra el cierre de bordes exteriores aplanados de estructuras tubulares.

La figura 62 muestra modificaciones de armazón más grueso de secciones plegables.

La figura 63 muestra una modificación de armazón más grueso de secciones plegables.

La figura 64 representa una modificación de material rígido de secciones plegables.

La figura 65 muestra estados parcialmente plegados de estructuras que comprenden secciones plegables. La figura 66 demuestra la posible geometría de bordes/bisagras plegables.

La figura 67 representa secciones plegables modificadas que rellenan cavidades en la estructura plegada.

La figura 68 representa secciones plegables modificadas que rellenan cavidades en la estructura plegada.

La figura 69 representa un recipiente plegable que comprende secciones plegables.

La figura 70 representa un recipiente plegable que comprende secciones plegables.

La figura 71 representa un recipiente plegable que comprende secciones plegables.

La figura 72 representa un recipiente plegable que comprende secciones plegables.

La figura 73 representa un recipiente plegable que comprende secciones plegables.

La figura 74 representa un recipiente plegable que comprende secciones plegables.

La figura 75 representa un recipiente plegable que comprende secciones plegables.

La figura 76 representa un recipiente plegable que comprende secciones plegables.

La figura 77 representa un recipiente plegable que comprende secciones plegables.

La figura 78 representa un recipiente plegable que comprende secciones plegables.

La figura 79 muestra una estructura de tubería plegable que comprende secciones plegables.

La figura 80 muestra una estructura de tubería plegable que comprende secciones plegables.

La figura 81 muestra una estructura plegable con bordes plegables convexos y cóncavos.

La figura 82 representa una estructura plegable con bordes plegables convexos.

La figura 83 representa una estructura plegable con bordes plegables cóncavos.

La figura 84 representa una estructura plegable con superficie ondulada de los segmentos.

DESCRIPCIÓN DETALLADA

Las ventajas de las estructuras plegables de artículos que comprenden secciones/módulos plegables descritos son: - Son autoportantes y estables en posición desplegada.

- Pueden formar superficies lisas y redondas.

- Pueden estar hechas de una variedad de materiales diferentes, incluyendo unos más rígidos.

- Pueden producirse mediante diferentes métodos y tecnologías.

- Pueden ser muy compactas en posición plegada

- Pueden comprender superficies tanto cilíndricas como cónicas.

- Pueden operar también en estados parcialmente plegados, dando variabilidad en forma y tamaño.

Los artículos tubulares que comprenden una pluralidad de secciones/módulos plegables y sus modificaciones descritas en esta memoria descriptiva mantienen su forma redonda/curva de forma natural en posición desplegada y, normalmente, son casi tan estables como las estructuras tubulares no plegables cuando se comprimen axialmente hasta que se aplica una fuerza adicional en puntos particulares. a lo largo de los bordes plegables mutuos que conectan las secciones/módulos. El proceso de plegado normalmente implica una transición abrupta entre los estados desplegado (forma curva/redonda) y semiplegado (forma plana), lo que da un comportamiento diferente de la estructura en los dos estados. En el estado de forma plana, estas estructuras generalmente se comportan como resortes. Por el contrario, en posición desplegada se comportan como equivalentes regulares no plegables.

Las cualidades mencionadas anteriormente dan la opción de aprovechar la capacidad de plegado sin comprometer la estabilidad y el rendimiento general de los productos que comprenden dichas secciones plegables. Además, se pueden usar materiales incluso más duros y no similares al caucho para reducir el grosor y el peso de las estructuras plegables descritas.

Los ejemplos de combinaciones cilíndricas y cónicas de secciones/módulos plegables que se describen a continuación se muestran en la figura 1. El ejemplo cilíndrico demuestra que la porción tubular de dichas estructuras plegables puede contener diferentes tipos de secciones plegables.

En la figura 2 se muestra un tipo extremadamente simple y simétrico de sección plegable. Se compone de cuatro segmentos triangulares rectángulos isósceles idénticos y se pliega en forma de cuadrado. Los bordes que coinciden con las hipotenusas 101, 102, 103 y 104 de los segmentos triangulares forman pliegues de valle durante el plegado cuando se combinan con otras secciones plegables. Los bordes que coinciden con los catetos 105, 106, 107, 108 y 109 (los bordes internos) forman pliegues de montaña durante el plegado. Los teselados plegables basados en esta porción plegable son similares al llamado patrón de Yoshimura que describe el comportamiento de pandeo de estructuras de armazón cilíndrico delgado. La gran diferencia es que el número de segmentos triangulares en la tira en bucle de la que se componen se reduce a cuatro. Esta reducción trae las cualidades explicadas en el párrafo anterior, porque en general, no es la manera natural en que un armazón cilindrico delgado se pliega cuando se expone solo a presión axial. Requiere que se aplique una fuerza adicional en los bordes que forman pliegues de valle durante el plegado para iniciar el proceso de plegado. Para desplegar una estructura compuesta por este tipo de secciones plegables, se puede tirar axialmente o se puede aplicar una fuerza en dos vértices convexos opuestos cualesquiera en estado desplegado o semiplegado.

Otra porción plegable simple puede estar hecha de cuatro segmentos triangulares rectángulos no isósceles idénticos 110, 111, 112, 113 que se muestran con líneas continuas en negrita en la figura 3. En este caso se pliega en una forma rectangular. Se puede multiplicar y combinar consigo misma representada por segmentos triangulares 114, 115, 116, 117 mostrados con líneas continuas delgadas, con una versión especular de sí misma representada por segmentos triangulares 118, 119, 120, 121 mostrados con líneas discontinuas delgadas, o se puede combinar con un conjunto diferente de segmentos triangulares rectángulos idénticos, incluyendo el de la figura 2.

Las porciones plegables mostradas en la figura 2 y la figura 3 puede modificarse recortándolas en estado enrollado/en bucle con un plano 122 que es perpendicular al eje de las superficies cilíndricas que forman dando conjuntos de dos segmentos triangulares rectángulos y dos segmentos trapezoidales, figura 4. Se puede lograr el mismo resultado cortando la sección desenrollada por una línea recta 123 paralela a las hipotenusas.

Recortando estas porciones con otro plano 124 o línea 125 diferente de este tipo, se puede lograr una porción plegable compuesta por dos pares de segmentos trapezoidales, figura 5. Los dos tipos de segmentos trapezoidales pueden ser idénticos o pueden ser diferentes, dependiendo del lugar de los dos planos/líneas de corte. Si los cuatro segmentos trapezoidales son isósceles, los teselados que puede formar esta sección son similares a los llamados "teselados de alambre de gallinero". De nuevo, la principal diferencia es que el número de segmentos trapezoidales en la tira en bucle se reduce a solo cuatro, manteniendo la forma redonda de la estructura tubular naturalmente en posición desplegada cuando se combina con otra sección plegable apropiada. Dichas estructuras se usan a menudo en sus estados plegado y semiplegado para filtros, fuelles o bombas con un rango limitado de despliegue. En el caso de las estructuras divulgadas, se usa no solo en estados plegados y semiplegados, sino también en su estado completamente desplegado para formar artículos tubulares estables y autoportantes con bordes de plegado predefinidos. En la sección particular representada en la figura 5 los bordes que coinciden con las bases grandes de los segmentos trapezoidales 126, 127, 128 y 129 forman pliegues de valle durante el plegado cuando se combinan con otras secciones plegables. Por el contrario, los bordes que coinciden con las bases pequeñas de los segmentos trapezoidales 130, 131, 132 y 133 forman pliegues de montaña cuando se combinan con otras secciones plegables. Estos son los bordes/bisagras 130, 131, 132 y 133 que se pueden presionar para desplegar la estructura. Las estructuras compuestas por dichas secciones experimentan menos deformación del material durante el plegado y desplegado en comparación con las secciones compuestas por segmentos triangulares, lo que las hace más apropiadas cuando se usan materiales más rígidos y más duros. Es importante saber que los lados recortados de las secciones representadas en la figura 3 no se puede combinar con modificaciones de corte de las secciones representadas en la figura 2 porque sus bordes en bucle exteriores (en estado enrollado) no coinciden en posición plegada. Forman paralelogramos en el primer caso y rectángulos en el segundo. Secciones recortadas del tipo mostrado en la figura 3 no se pueden combinar consigo mismas, pero se pueden combinar con versiones especulares de sí mismas.

Se pueden construir estructuras más generales y/o asimétricas que comprenden combinaciones y multiplicaciones de secciones plegables que consisten en cuatro segmentos triangulares que no son necesariamente rectángulos (figura 6). La regla general en este caso es que todo ángulo en cualquiera de los cuatro segmentos triangulares que esté entre dos ángulos de otras dos secciones triangulares debe ser igual a la suma de estos dos ángulos. Las dependencias de este tipo en la figura 6 son: a2=a4+a12; a5=a3+a7; a8=a6+a10; a11=a1+a9 para la sección básica que se muestra en líneas continuas en negrita en el dibujo superior que representa un ejemplo en un estado desenrollado. Siguiendo la misma regla, las dependencias entre los ángulos en una sección apropiada para la combinación mostrada con líneas continuas delgadas son: a13=a16+a24; a17=a15+a20; a19=a18+a22; a23=a14+a21. Otra dependencia importante es que los bordes correspondientes que se superponen en posición enrollada 134 y 135, 136 y 137 o en posición plegada 138 y 139, 140 y 141, 142 y 143 tienen longitudes iguales. Los bordes que coinciden en la posición enrollada/en bucle 134 y 135, 136 y 137 son paralelos. Las líneas geodésicas 144, 145 y 146 que conectan los vértices que se superponen en la posición enrollada/en bucle tienen todas longitudes iguales, son paralelas cuando están desenrolladas y se muestran con líneas discontinuas delgadas en el mismo dibujo superior en la figura 6

Las secciones plegables representadas en la figura 2 y la figura 3 pueden considerarse como casos especiales de esta construcción geométrica general.

También son posibles construcciones generales y/o más asimétricas de secciones plegables y sus combinaciones compuestas por cuatro segmentos cuadriláteros o mezcla entre tramos cuadriláteros y triangulares (figura 7). Se pueden construir recortando un conjunto de cuatro segmentos triangulares que satisfagan las dependencias de la figura 6 por una o dos polilíneas que no intersecan. Cada punto final de cada segmento de línea de dicha polilínea debe estar en un borde/bisagra que sea común para dos de los cuatro segmentos triangulares (un borde interno en estado enrollado). También puede coincidir con una intersección de dos bordes/bisagras de este tipo dejando un triángulo sin cortar. Un segmento de línea de dichas polilíneas no puede superponerse a estos bordes/bisagras, pero puede superponerse a los bordes en bucle exterior (en estado enrollado) dejando un triángulo sin recortar de nuevo. Las líneas geodésicas que conectan los dos puntos finales de toda la polilínea 147 y 148 son paralelas a las líneas geodésicas que conectan los vértices de los segmentos triangulares que se superponen en posición enrollada 149 y 150, también tienen la misma longitud y se muestran con líneas discontinuas delgadas en los dos dibujos superiores de la figura 7. Las longitudes de los segmentos correspondientes que se superponen en estado enrollado 151 y 152, 153 y 154, 155 y 156 son iguales.

Usando los puntos finales de los segmentos de la polilínea, se pueden construir un nuevo conjunto de segmentos triangulares que cumplen las reglas de la figura 6. Las líneas geodésicas que conectan los dos puntos finales de toda la polilínea 157 y 158 son nuevamente paralelas a las líneas geodésicas que conectan los vértices de los segmentos triangulares que se superponen en posición enrollada 159 y 160, nuevamente tienen la misma longitud. Las longitudes de los segmentos de polilínea correspondientes que se superponen en estado enrollado 161 y 162, 163 y 164, 165 y 166 son nuevamente iguales.

Los bordes/pliegues internos no solo deben pasar por los puntos finales de los segmentos de la polilínea, sino que también deben seguir la regla de plegabilidad de patrones compuestos por vértices incidentes en cuatro bordes: la suma de los ángulos de sectores opuestos es igual a 180°. Esta regla se puede usar cuando un punto final a lo largo de la polilínea no coincide con un vértice de ninguno de los segmentos triangulares (en este caso) auxiliares. En la figura 7 las dependencias son: p3+p5=p4+p6=p7+p9=p8+piü=pi1+pi3=pi2+pi4=pi5+p2=pi6+pi=180°.

Las secciones plegables descritas en la figura 4 y la figura 5 pueden considerarse como casos especiales de esta construcción geométrica general. Incluso la construcción general en la figura 6 puede considerarse como un caso especial de uno que sigue las reglas de la figura 7 si las polilíneas de corte coinciden y se superponen con los bordes en bucle (en estado enrollado) exteriores de los segmentos triangulares del conjunto. Y viceversa, la construcción en la figura 7 puede considerarse como una combinación de versiones modificadas/recortadas de secciones plegables compuestas por cuatro segmentos triangulares.

Las secciones plegables simples representadas en la figura 2 y la figura 3 puede formar estructuras plegables disponiéndolas de forma especular, figura 8. Esto es válido también para sus modificaciones de corte representadas en la figura 4 y la figura 5. Esto se demuestra en la figura 9 y la figura 10

Las secciones tubulares asimétricas plegables compuestas por segmentos triangulares, por una mezcla de segmentos triangulares y cuadriláteros, o solo por segmentos cuadriláteros también pueden modificarse recortándolas por planos perpendiculares a su eje longitudinal y, a continuación, disponerse de forma especular. Los planos deben intersecar los cuatro bordes/bisagras internos en una sección plegable.

No sólo son posibles secciones plegables cilíndricas sino también cónicas compuestas por cuatro segmentos poligonales.

Una simple y simétrica se muestra en la figura 11. Está compuesta por dos pares de segmentos triangulares isósceles y es similar a la porción plegable cilíndrica que se muestra en la figura 2. La principal diferencia es que los ángulos de 45° disminuyen en uno de los pares 169 y 170 y aumentan, respectivamente, con el mismo grado en el otro par de segmentos triangulares 167 y 168. El ángulo a25= 45°+ A1 y ángulo a26= 45°- A1. Se pliega en forma romboidal. Este tipo de sección plegable se puede combinar con una versión a escala de sí misma donde los segmentos triangulares 173 y 174 son similares a 167 y 168 y los segmentos triangulares 171 y 172 son similares a 169 y 170. Estos tipos de patrones plegables también se pueden combinar con el siguiente tipo de sección plegable que se describe a continuación. La sección cónica plegable simple presentada en la figura 12 es similar a la cilíndrica mostrada en la figura 3. La principal diferencia es que los ángulos de 90° se incrementan en los pares 175 y 176 en la primera sección y 179 y 180 en la segunda sección y disminuyen respectivamente con el mismo grado en los pares 177 y 178 en la primera sección y 181 y 182 en la segunda sección. El ángulo a27= 90°+ A2 y el ángulo a28= 90°-A2. Dichas secciones se pliegan en paralelogramos. Todos los vértices de los cuatro segmentos triangulares en una sección descansan sobre arcos concéntricos 183, 184, 185 cuando están desenrollados, su centro es el ápice de la superficie cónica desenrollada.

Las estructuras plegables se pueden construir recortando los cuatro segmentos triangulares en las construcciones cónicas que se muestran en la figura 11 y la figura 12 mediante polilíneas 186, 192 compuestas por segmentos paralelos a los bordes exteriores, en bucle en estado enrollado (figura 13 y figura 14). Los puntos finales de los segmentos de polilínea deben estar en los bordes/bisagras que son comunes para dos secciones triangulares correspondientes del mismo conjunto (los bordes/bisagras internos) 187, 188, 189, 190, 191 y 193, 194, 195, 196, 197. Similar a las equivalentes cilíndricas, las secciones recortadas en la figura 12 no pueden combinarse con versiones recortadas y a escala de ellas mismas y con las de la figura 11 pero pueden combinarse con construcciones que satisfagan la regla de plegabilidad de patrones compuestos por vértices incidentes en cuatro bordes explicada en la figura 7: la suma de los ángulos de sector opuestos es igual a 180°.

También son posibles secciones compuestas por cuatro segmentos trapezoidales si los segmentos triangulares están cortados por dos polilíneas diferentes 198, 199 (figura 15).

Se pueden construir construcciones cónicas plegables más generales compuestas por cuatro segmentos triangulares (figura 16). Son similares a las cilíndricas (figura 6). La principal diferencia es que los bordes/bisagras que coinciden en la posición enrollada 200 y 201, 202 y 203 no son paralelos en la desenrollada. Están girados entre sí alrededor del ápice de la superficie cónica desenrollada. Sus puntos finales se encuentran en arcos concéntricos 204, 205, 206 con centros en el ápice también. Las dependencias entre los ángulos siguen la misma regla: a30=a32+a39; a34=a31+a35; a36=a33+a38; a40=a37+a29 para la sección inicial mostrada con líneas continuas en negrita y a41=a44+a52; a45=a43+a48; a47=a46+a50; a51=a42+a49 para el conjunto plegable apropiado de cuatro segmentos triangulares con los que se combina. Los bordes que se superponen en la posición plegada tienen longitudes iguales. Las construcciones de la figura 11 y la figura. 12 pueden considerarse como casos especiales de esta construcción general.

Construcciones más generales y combinaciones de secciones cónicas plegables compuestas por segmentos cuadriláteros o mezcla entre segmentos cuadriláteros y triangulares, similares a los cilíndricos representados en la figura 7, también son posibles (figura 17). Se pueden construir siguiendo los mismos procedimientos. Una sección plegable inicial compuesta por cuatro segmentos triangulares siguiendo las reglas de la figura 16 se corta, a continuación, con una o dos polilíneas que no intersecan. Los puntos finales de las secciones de las polilíneas deben estar en los bordes/bisagras internos en el conjunto 207, 208, 209, 210, 211. También pueden coincidir con la intersección de dos bordes dejando un segmento triangular sin cortar. Los dos puntos finales de toda la polilínea deben estar en un arco con centro en el ápice de la superficie cónica desenrollada. Usando los puntos finales de las secciones de la polilínea inicial se puede construir un nuevo conjunto de cuatro segmentos triangulares plegables donde los bordes/bisagras internos del nuevo conjunto 216, 217, 218, 219, 220 deben pasar por los puntos finales de la polilínea inicial y la regla general de plegabilidad de patrones compuestos por vértices que inciden en cuatro bordes se puede usar de nuevo: la suma de los ángulos de los sectores opuestos es igual a 180°. En este caso las ecuaciones son:

/377+/332=/3?8+/33f=/379+/32?=/320+/322=/323+/325=/324+/326=/327+/329=/328+/330=180°. Las secciones plegables en la figura 13, la figura 14 y la figura 15 pueden ser consideradas como casos especiales de esta construcción general.

La construcción general en la figura 16 también puede considerarse como un caso especial de la de la figura 17 si las polilíneas de corte coinciden y superponen los bordes en bucle (en estado enrollado) exteriores de los segmentos triangulares en el conjunto particular 212, 213, 214, 215 y 221, 222, 223, 224. Y viceversa, la construcción de la figura 17 puede considerarse como una combinación de versiones modificadas/recortadas de secciones cónicas plegables compuestas por cuatro segmentos triangulares. Además, las secciones plegables cilíndricas pueden considerarse como casos especiales de sus modificaciones cónicas con ápices en el infinito. De esta forma, todas las secciones cónicas y cilíndricas descritas pueden ser consideradas como casos especiales de la construcción mostrada en la figura 17 o como modificaciones de la representada en la figura 16. Las versiones especulares de las secciones cilíndricas y cónicas generales también son plegables. Enrollar los teselados en dirección opuesta también dará como resultado versiones especulares.

Una manera práctica de construir una versión enrollada a partir de una desenrollada y viceversa de cualquiera de las secciones plegables cilíndricas o cónicas descritas y sus combinaciones es dibujar una red de líneas y encontrar los puntos de intersección correspondientes entre ellas y los bordes/bisagras (figura 18). Las líneas rectas en estado desenrollado aparecen como geodésicas en estado enrollado y viceversa.

Cuando se combinen dos secciones con diferentes superficies, se debe corregir la forma de los bordes correspondientes. Cuando el nuevo borde/bisagra común es uno de montaña 225, las dos superficies deben extenderse por igual. Por el contrario, si es de valle 226 deben contraerse por igual (figura 19).

Cada sección plegable cilíndrica o cónica descrita anteriormente se puede recortar y disponer de forma especular mediante un plano libre 227, 228, 229, 236, 237 que interseca sus cuatro internos/bisagras bordes en una sección plegable 230, 231, 232, 233, 234, 235, 238, 239, 240, 241 dando nuevas estructuras plegables (figura 20 y figura 21) . El plano puede estar inclinado con respecto a solamente uno de los planos de simetría, como se muestra en los ejemplos, o puede ser un plano aleatorio que interseca todos los bordes/bisagras internos. Si es necesario, una superficie 242 puede extenderse primero 243 y, a continuación, recortarse y disponerse de forma especular (figura 22) . El plano de corte también puede pasar por los puntos finales de los internos/bisagras bordes 244, 245.

Se pueden combinar varios tipos de porciones plegables de cierre con las secciones cilíndricas y cónicas descritas y sus modificaciones.

En la figura 1 se muestra una sección redonda y simple 23. Se puede construir como una intersección de las secciones en la figura 2 o la figura 3 con una superficie cilíndrica longitudinalmente dividida en dos idéntica 246 con un eje que pasa por los puntos medios de las hipotenusas de los segmentos triangulares rectángulos enrollados 247. También se puede construir dibujando una red paralela de líneas de emparejamiento 248 y 252, 249 y 253, 250 y 254, 251 y 255 que tienen longitudes iguales que se superponen en posición plegada como se muestra en los dibujos superiores de la figura 23.

Con alguna aproximación, la estrategia de líneas de emparejamiento se puede usar para construir secciones plegables de cierre para superficies cónicas (figura 24 y figura 25).

También se pueden construir porciones de cierre más asimétricas para superficies tubulares (figura 26). En este caso, las longitudes de los segmentos de línea que se encuentran sobre la superficie de cierre son iguales a la suma de las longitudes de los segmentos correspondientes que se encuentran sobre la superficie tubular en bucle o su aproximación cercana. Si la sección transversal de la superficie tubular que cierran no es simétrica, este tipo de sección de cierre será también más asimétrica que el ejemplo en la figura 26.

Las porciones de cierre plegables explicadas anteriormente pueden recortarse y combinarse con secciones cilíndricas y cónicas recortadas (figura 27, figura 28, figura 29). La regla general es que los bordes exteriores correspondientes de las dos secciones que se combinan deben tener longitudes iguales y las mismas formas en posición plegada y desplegada.

También son posibles secciones de cierre rectangulares planas (figura 30, figura 31, figura 32). La igualdad de ángulos en la figura 31 y la figura 32 se muestra con a53 y a54. Los ejemplos que se muestran son para superficies de cierre planas cuadradas, pero manteniendo las dependencias de los ángulos se pueden construir porciones rectangulares no cuadradas.

También son posibles modificaciones recortadas de las secciones de cierre planas (figura 33, figura 34, figura 35). La igualdad de ángulos en la figura 34 y la figura 35 se muestra con a55 y a56.

Las secciones planas también pueden tener los ángulos redondeados para ser más lisas (figura 36, figura 37, figura 38, figura 39, figura 40, figura 41).

Se pueden construir secciones de cierre plegables afiladas para secciones cilíndricas y cónicas (figura 42 y figura 43). Pueden construirse usando las mismas líneas de emparejamiento auxiliares que pueden usarse para construir una sección de cierre redonda/curva para la continuación de la misma superficie en bucle cilíndrica o cónica 256, 257.

Cada sección de cierre para superficies cilíndricas descritas puede disponerse de forma especular en una estructura plegable, figura 44.

Las unidades de cierre cilíndricas y cónicas también se pueden cortar y disponer de forma especular mediante planos, figura 45, figura 46, figura 47. Estos planos pueden ser perpendiculares a los planos de simetría o pueden estar inclinados.

Las secciones de cierre planas pueden disponerse de forma especular en un plano que coincide con la porción plana 258 de la superficie de cierre, figura 48. La cara/segmento plano se puede eliminar total o parcialmente si es necesario, figura 49. Se pueden combinar con superficies tubulares, cilíndricas o cónicas, dependiendo del tipo de las secciones de cierre planas, figura 50.

Se pueden combinar diferentes secciones de cierre o sus modificaciones recortadas y formar estructuras plegables, figura 51. De nuevo, la regla general es que los bordes exteriores correspondientes de las dos secciones que se combinan deben tener longitudes iguales y las mismas formas en posición plegada y desplegada.

Las secciones de cierre cilíndricas y cónicas redondas y afiladas y sus modificaciones de corte pueden fusionarse con sus secciones tubulares cilíndricas y cónicas correspondientes, figura 52 y figura 53.

Las combinaciones de dos o más secciones plegables pueden modificarse eliminando parcial o totalmente caras/segmentos o extendiéndolos sin hacer que toda la estructura sea inestable y sin interferir en el proceso de plegado (figura 54). Dichas caras/segmentos pueden ser parte de secciones tanto tubulares como de cierre.

La forma de todas las secciones tubulares y de cierre simétricas y sus combinaciones simétricas se puede estirar como se muestra en la figura 55. Si tienen dos planos de simetría, se pueden estirar en ambas direcciones.

Las secciones tanto tubulares como de cierre pueden formar estructuras combinándose con un tipo simple de porciones plegables tubulares como se muestra en la figura 56.

Una sección plegable simple de la figura 56 se puede combinar con las secciones de cierre plegables cónicas y cilíndricas afiladas representadas en la figura 42 y la figura. 43 y forman uniones plegables entre dos o más estructuras tubulares (figura 57). La cara/segmento de cierre de la sección afilada se puede eliminar total o parcialmente y la porción correspondiente de la superficie de la sección simple también se puede eliminar total o parcialmente para conectar los espacios dentro de los tubos.

Las estructuras compuestas por combinaciones de secciones tubulares cilindricas y/o cónicas pueden modificarse aplanando los bordes exteriores 259, 260, 261, 262, 263 como se muestra en la figura 58, figura 59, figura 61.

Si se cortan las secciones/módulos finales, se pueden cerrar total o parcialmente con caras/segmentos adicionales 264, 265 como se muestra en la figura 60 y la figura 61.

El armazón de las secciones plegables puede ser más grueso si el material permite suficiente flexibilidad (figura 62 y figura 63).

El uso de materiales rígidos también es posible en combinaciones de dos secciones tubulares si las subsecciones gruesas están orientadas de manera que no bloqueen la flexión del armazón, figura 64. También se puede usar una división transversal adicional de las subsecciones gruesas o patrones de bisagra viva para proporcionar capacidades de flexión a un armazón rígido.

Las estructuras compuestas por secciones plegables cilíndricas y cónicas pueden funcionar en estados parcialmente plegados (figura 65) dando soluciones tanto simétricas como asimétricas. Esto también puede proporcionar interactividad a los artículos para los que se usan, dando la opción de esculpirlos.

En la figura 1 se muestran ejemplos de posibles geometrías de los bordes/bisagras de plegado 66. Se pueden lograr haciendo que los bordes sean más flexibles que el material de la superficie o haciéndolos más rígidos pero lo suficientemente flexibles en las zonas de intersección. La flexibilidad generalmente se puede lograr reduciendo el grosor del material a lo largo de los bordes/bisagras o haciéndolos convexos o cóncavos.

Los bordes/bisagras pueden estar hechos del mismo material que la superficie o pueden estar hechos de uno diferente. Si los materiales usados para los bordes/bisagras tienen suficiente elasticidad y los materiales usados para la superficie ofrecen suficiente flexibilidad, las estructuras compuestas por combinaciones de las secciones plegables divulgadas también pueden ser autodesplegables o autoplegables dependiendo de cuál sea el estado natural de sus elementos/segmentos.

Los bordes/bisagras pueden ser continuos o dividirse en secciones dejando puentes que conectan los elementos de la superficie. La flexibilidad de los bordes/bisagras también se puede lograr haciendo secuencias de orificios a lo largo de ellos. Algunos bordes incluso se pueden cortar por completo para que sirvan como aberturas cuando sea apropiado.

La geometría de los bordes o sus secciones que no sirvan de bisagras puede modificarse si la modificación lograda no interfiere indeseablemente con el proceso de plegado. Las aberturas se pueden colocar sobre los elementos de la superficie e incluso por encima de los bordes/bisagras.

La forma de los elementos/segmentos de la superficie se puede modificar para seguir la forma de otro elemento en posición plegada, por ejemplo, cuando en posición plegada se necesita que un recipiente esté completamente vacío (figura 67 y figura 68).

Los artículos compuestos por combinaciones de secciones plegables pueden estar hechos de un solo material o de múltiples materiales para las diferentes secciones o partes de los mismos.

Ejemplos de posibles opciones de materiales para las secciones o partes de las mismas pueden ser: plástico (polímeros), caucho y silicona (elastómeros), papel, cartón, cuero, tela, materiales de espuma, metal y cualquier otro tipo de material apropiado. Se puede usar una amplia gama de técnicas de producción: moldeo, fundición, termoformado, conformación al vacío, enrollando materiales laminares, soldadura, encolado, costura y cualquier otro método adecuado.

Se pueden fabricar en estados desplegado, plegado y parcialmente plegado o semiplegado. Si la forma inicial de los segmentos que componen las secciones plegables es plana o cercana a plana, puede ayudar al plegado gradual de toda la estructura, sección por sección. Si la forma inicial de los segmentos es redonda/curva, es más probable que la estructura plegada o semiplegada se comporte como una estructura autodesplegable. Los artículos pueden fabricarse como una sola pieza o pueden fabricarse como un conjunto de diferentes piezas.

Las estructuras plegables se pueden usar no solo para artículos que están diseñados para usarse múltiples veces, sino también para artículos que están diseñados para usarse solo una vez, haciendo que su desechado, almacenamiento y transporte sean más efectivos o incluso haciéndolos reutilizables. Las estructuras compuestas por combinaciones de las secciones plegables descritas pueden usarse no solo para artículos totalmente plegables sino también para partes y porciones de artículos. También se pueden combinar con otros patrones de plegado apropiados.

No se requiere que las secciones transversales de las secciones/módulos cilíndricos y cónicos sean curvas simétricas. Pueden ser asimétricas e incluso tener dobleces abruptas si estas dobleces coinciden con los bordes/bisagras internos de una sección. También pueden tener secciones rectas. El requisito principal es tener las circunferencias apropiadas para las secciones particulares. Su forma también puede variar a lo largo de la estructura tubular si la longitud requerida de las secciones no cambia significativamente y la superficie resultante es desarrollable o una aproximación lo suficientemente cercana a una superficie desarrollable.

No se requiere que los elementos/segmentos de la superficie formen parte de superficies completamente desarrollables. Se pueden deformar para tener doble curvatura, especialmente cuando se necesita una forma más suave pero no se requiere una contracción máxima. También se pueden dividir añadiendo bordes/bisagras adicionales si es necesario.

Las aproximaciones de la forma de los elementos de la superficie y los bordes/bisagras también son aceptables, dependiendo de las cualidades deseadas del producto.

Algunos ejemplos de recipientes plegables que comprenden combinaciones de las secciones plegables presentadas se muestran en de la figura 69 a la figura 78. En la figura 79 y la figura 80 se muestran ejemplos de estructuras de tubería plegables.

También son posibles aplicaciones alternativas. Las estructuras plegables que comprenden las secciones descritas se pueden usar como bombas, jeringas y prensas para galletas. El hecho de que sean interactivas y puedan proporcionar diferentes formas en estados plegado y parcialmente plegado las hace apropiadas para juguetes y juegos de construcción modular. La cobertura o aislamiento plegable para tuberías y recipientes también puede ser una aplicación alternativa. Otras aplicaciones pueden ser envases, embudos, pajitas, sopladores de polvos y polvo, estructuras inflables, bolsas, ropa, pantallas de lámparas, muebles plegables y estructuras de refugio y piezas para los mismos. Incluso se pueden combinar diferentes aplicaciones en un artículo de unificación de tareas. Incluso las cualidades de los objetos hechos de materiales rígidos y sólidos son posibles si un artículo cerrado y desplegado se llena con un fluido o una sustancia similar a un polvo para bloquear el proceso de plegado, lo que puede hacerlo apropiado para mangos, palos, rodillos de cocina y otros productos apropiados.

Las estructuras tubulares plegables descritas también pueden funcionar como aparatos y máquinas o partes de ellos en el campo de la neumática, también con el fin de reducir la presión y el estrés, mecanismos expandibles y cualquier otra aplicación apropiada.

Como puede verse a partir de la figura 66, los artículos plegables que contienen las porciones cilíndricas y/o cónicas plegables descritas también se pueden lograr con un grosor uniforme de su superficie. Se puede hacer haciendo que los bordes/bisagras sean convexos o cóncavos. En dichos casos, los artículos normalmente pueden plegarse aplicando solamente presión axial, sin necesidad de presionar los bordes que forman pliegues de valle durante el plegado. Algunos ejemplos se muestran en la figura 81, la figura 82 y la figura 83. Tanto las formas convexas como las cóncavas se pueden usar para pliegues de valle o de montaña durante el plegado. Si es necesario, la superficie de los segmentos entre los bordes/bisagras se puede ondular para reforzarlos. El ejemplo en la figura 84 muestra una ondulación que es paralela al eje de toda la estructura pero, si es necesario, puede orientarse en otra dirección o en múltiples direcciones, dependiendo del rendimiento deseado del artículo.

Dichas estructuras plegables de grosor constante son muy apropiadas para productos que se producen con moldeo por soplado, fundición rotacional o cualquier otra tecnología apropiada. El hecho de que puedan volverse fácilmente plegables es muy apropiado para recipiente y envases de un solo uso, estimulando a los usuarios, por ejemplo, a plegarlos antes de desecharlos y optimizando la gestión de residuos mediante una reducción significativa del volumen. También se pueden usar para artículos reutilizables.

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Un artículo plegable que comprende:

una pluralidad de secciones plegables interconectadas de forma plegable, al menos una de dichas secciones está en bucle y consiste en cuatro segmentos curvos que tienen forma poligonal en estado plegado; bordes plegables que conectan dichas secciones y dichos segmentos.

2. El artículo de la reivindicación 1, en donde al menos una más de dichas secciones está en bucle y consiste en cuatro segmentos curvos que tienen forma poligonal en estado plegado.

3. El artículo de la reivindicación 1, en donde al menos dos de dichos segmentos tienen forma triangular.

4. El artículo de la reivindicación 1, en donde dichos segmentos tienen forma triangular.

5. El artículo de la reivindicación 1, en donde al menos dos de dichos segmentos tienen forma de cuadrilátero.

6. El artículo de la reivindicación 1, en donde dichos segmentos tienen forma de cuadrilátero.

7. El artículo de la reivindicación 1, en donde al menos dos de dichos segmentos tienen forma trapezoidal.

8. El artículo de la reivindicación 1, en donde al menos dos de dichos segmentos tienen forma triangular isósceles.

9. El artículo de la reivindicación 1, en donde dichos bordes plegables se forman por medio de reducción del grosor.

10. El artículo de la reivindicación 1, en donde dichos bordes plegables tienen forma convexa o cóncava.

11. Un método de fabricación de un artículo plegable que comprende las etapas de:

proporcionar un cuerpo de dicho artículo plegable en estado desenrollado, comprendiendo dicho cuerpo una pluralidad de secciones plegables interconectadas de forma plegable, consistiendo al menos una de dichas secciones en cuatro segmentos que tienen forma poligonal;

estando las secciones y los segmentos conectados por bordes plegables;

enrollar dicho cuerpo en la dirección para disponer en bucle dichas secciones;

conectar los extremos de dicho cuerpo entre sí.

12. El método de la reivindicación 11, que comprende además:

proporcionar un elemento de cierre;

unir dicho elemento de cierre a dicho cuerpo.

13. Un método de fabricación de un artículo plegable que comprende las etapas de:

proporcionar un molde para dicho artículo plegable, estando formado dicho molde para proporcionar un artículo que comprende una pluralidad de secciones plegables interconectadas de forma plegable, al menos una de dichas secciones está en bucle y consiste en cuatro segmentos curvos que tienen forma poligonal, por lo que las secciones y segmentos están conectados por bordes plegables;

moldear dicho artículo plegable.

14. El método de la reivindicación 13, en donde dicho molde se forma para un proceso de moldeo por inyección.

15. El método de la reivindicación 13, en donde dicho molde se forma para un proceso de moldeo por soplado.