PT82018B

PT82018B - Estrutura reticulada tridimensional

Info

Publication number: PT82018B
Application number: PT82018A
Authority: PT
Original assignee: Schuermann & Co Heinz
Priority date: 1985-02-13
Filing date: 1986-02-12
Publication date: 1992-04-30
Also published as: US4676043A; EP0191426A3; FI860613A; EP0191426A2; EP0191426B1; DK67386D0; NO165152B; NO860501L; FI860613A0; JPH0639805B2; DE3504807C2; PT82018A; DK67386A; FI87676B; JPS61242236A; ATE44792T1; CA1268922A; FI87676C; NO165152C; DE3504807A1

Description

A presente invenção refere-se a uma estrutura reticular tridimencional com elementos de nó que apresentam elementos de ligação constituídos por corpos que podem ser interligados de maneira amovível e cuja envolvente tem a configuração aproximadamente esférica ou poliédrica e com peças de ligação em especial com a forma de tubos e/ou de barras, que podem ser ligados de maneira amovível com os elementos de ligação dos elementos de nó associados uns com os outros a uma certa distância, por exemplo por meio de ligações com parafusos.

Estão descritas e representadas estruturas reticuladas tridimencionais deste tipo por exemplo na publicação DE-OS 29 17 422. Neste caso, os elementos de nó cia estrutura reticulada tridimencional são constituídos por esferas metálicas ocas com duas poças, providas de aberturas • radicais de passagem. Estas esferas metálicas apresentam aber turas de acesso pas são fixadas

Tanto o fabrico po são difíceis

espaçosas, que são tapadas com tampas. As tam nas esferas por meio de molas de retenção, como a montagem dos elementos de nó deste tie caras, visto que, por um lado, são necessárias muitas operações no processo para obter a partir da peça em bruto a esfera pronta.

Alem disso, um inconveniente não insig de nó conhecido é o facto de que a zona que apresentam as tampas não podem ser de peças de ligação e a distribuição

S de facto posnificante do elemento das esferas metálicas usadas para a ligação das forças no elemento de nó não é uniforme.

sível reduzir a influência desta distribuição pouco favorável das forças, por exemplo escolhendo um valor mais elevado da espessura da parede das esferas ocas, lias isso, devido a um maior dispêndio de material, leva a mais um encarecimento dos elementos de nó.

Está descrita uma outra estrutura reti culada tridimensional no pediao de patente EPU 0 081 6θ8. As tampas das esferas apresentam de facto furos para as barras tubulares, lias a ligação das duas partes das esferas faz-se por meio de um parafuso, que prejudica a montagem da estrutura reticulada tridimensional devido aos furos abertos na tampa .

A presente invenção propõe-se resolver o problema de proporcionar uma estrutura reticulada tridimensional que pode ser montada de maneira simples e fácil, na qual os elementos de ligação podem ser facilmente colocados, distribuídos de maneira uniforme, em elementos de nó que podem ser construídos de maneira simples e barata.

Segundo a presente invenção, o problema resolve-se se os elementos de nó forem constituídos por corpos com configuração anular e dispostos concentr-icauiente e se gs corpos definirem diferentes níveis de ligação com o

— mesmo número de elementos ce ligação.

Nas reivindicações secundárias podem ver-se outras medidas vantajosas tomadas segundo a presente invenção.

Pode obter-se urna variante aperfeiçoada particularmente conveniente da presente invenção, se os elementos de nó forem constituídos cada um por três corpos dispostos perpendicularmente uns aos outros, sendo estes elementos de nó constituídos por um corpo interior, colocado den tro de um corpo médio, e por um corpo exterior em cujo interi or está colocado o corpo médio. Neste caso, que e da maior im portância para a utilização prática da presente invenção, um elemento de nó, que satisfaz todos os requisitos de uma estru tura reticulada tridimensional, pode ser montado de maneira simples e rápida do modo mais elementar. 0 facto de que o acesso ao espaço interior dos elementos de nó, e portanto também o estabelecimento das ligações com as peças de ligação, é extraordinariamente simples e resulta cist circunstância de os elementos de ligação dos elementos de nó serem acessíveis de todos os lados. Os corpos individuais podem nomeadamente ser constituídos por aneis, cuja largura é apenas ligeiramente maior que o diâmetro das peças de ligação nos pontos de ligação ao corpo.

A fim de garantir as características de ajustamento de forma e de ajustamento forçado dos elementos de nó em todos os casos de aplicação, previu-se que o cor po interior esteja em ligação cora o corpo médio e com o exterior exteriormente, enquanto o corpo médio está em ligação com o corpo interior interiormente e com o corpo exterior exteriormente .

Uma medida particularmente vantajosa da presente invenção prevê que o O G λ? X X1 G X terior e o perfil • interior dos corpos sejam polígonos, de preferência octógoX

nos, sendo o corpo exterior ura octógono regular, estando os seus lados diagonalmente opostos colocados a unia distância de x cm um do outro, apresentando alem disso o corpo médio, com excepção de dois lados diagonalmente opostos, cuja largura de chave exterior tem o valor de x cm, substancialmente a mesma forma que o corpo exterior, e apresentando o corpo interior, com excepção de dois lados diagonalmente opostos, cuja largura de chave exterior tem o valor de x cm, substancialmente a mesma forma que o corpo médio, sendo estes dois lados perpendiculares aos lados do corpo médio cuja largura de chave exterior tem o valor de x cm. Neste caso resulta um elemento de nó que apesar de tudo oferece possibilidades de ligação para as peças de ligação uniformes em todos os três planos perpendiculares entre si.

Quando, neste elemento de nó, os elementos de ligação são feitos sob a forma de furos dispostos radialmente e distribuídos regularmente pela periferia do cor po, o que é previsto de acordo com uma outra medida da presen te invenção, é então particulai^mente boa a distribuição das forças no interior do elemento de nó, visto que as for=ças se compensam mutuamente. 0 elemento de nó não pode então também deformar-se quando os corpos forem constituídos por aneis com parede de espessura relativamente fina.

No caso de elementos de nó cujos corpos são por exemplo constituídos por aneis circulares, o ajus tamento de forma e o ajustamento forçado desejados podem conseguir-se se as partes de ligação dos corpos que estão em ligação umas com as outras apresentarem uma estrutura com cavidades complementares. Se tais corpos forem constituídos com um material elástico, como é previsto num outro aspecto vanta joso da presente invenção, então a montagem dos elementos de nó individuais pode fazer-se de maneira particularmente simples e vantajosa.

Nos elementos de nó deste tipo é vantja

X

joso formar os elementos de ligação como encaixes ou olhais, podendo esta medida ser também tomada de modo que os encaixes ou olhais apresentem furos circulares cujos eixos médios se estendem perpendicularmente aos planos de ligação em que se encontram os encaixes ou olhais. Nesta forma de realização da presente invenção, as forças provenientes das peças de ligação actuam uniforme e tangencialmente nos elementos de nó. Lias se as peças de ligação forem dobradas em ângulo recto nas suas extremidades, então as forças actuaram de novo radialmente, de modo que se compensam mutuamente.

Os encaixes ou olhais podem neste caso ser colocados ou na face interior e entre as partes de ligação dos corpos ou nas faces exteriores dos corpos.

As vantagens conseguidas pela presente invenção consistem em especial numa simplificação substancial do fabrico dos elementos de nó e dos elementos de barras, bem como numa notável simplificação da técnica de montagem. Quando, por exemplo, se pretender fabricar um elemento de nó com dezoi to elementos de ligação, são então necessários apenas três aneis de forma diferente cada um com oito furos. Os aneis podem ser fabricados de maneira simples sob a forma de secções de um perfil ( de aluminio ) obtido por extrusão contínua ou de um perfil oco moldado a quente ou a frio.

Depois da perfuração com matriz ou com broca dos oito furos de passagem em cada um dos corpos (aneis) e após um eventual tratamento das superfícies, as várias peças do elemento de nó ficam prontas para a montagem.

A técnica de ligação segundo a presente invenção tem como consequência uma simplificação da formação construtiva das peças de ligação (elementos de barras). Neste caso, nomeadamente, os elementos de barras podem ser formados de modo que cada um deles apresenta apenas um furo roscado na face de topo. No caso dos elementos de ligação (superfícies de

ligação das barras) serem aplicados, eventualmente num procesi so de extrusão continua (de alumínio}, já nos corpos (areis)_;as peças de ligação (extremidades das barras), têm de ser for madas de modo que apresente superfícies de ligação complementares. 0 elemento de nó individual só toma a sua configuração definitiva e a sua consolidação construtiva por meio da sua ligação por enroscamento nas peças de ligação. Isto é uma sim plificaçao de principio na formação de sistemas reticulados tridimencionais.

Há aqui que salientar em particular a possibilidade da montagem rápida com parafusos eléctricos, pc> dendo adaptar-se livremente o grau de montagem prévia no solo e também a orientação da montagem à evolução espacial geral. A substituição de peças de ligação pode fazei*--se em qualquer altura sem desfazer a estrutura reticulada tridimensional.

Nos desenhos anexos estão representados três exemplos de realização da presente invenção, que vão a seguir ser descritos em pormenor. As figuras dos desenhos representam:

A fig.l, um elemento de nó constituído por três corpos dispostos em ângulos rectos um em relação aos outros;

A fig.2, uma vista de cima vertical de um corpo interior, na qual se representam a tracejado as diferenças para os corpos médio e exterior;

A fig.3, um corte de um elemento de nó com as peças de li gação fixadas por parai usos;

A fig.4, uma vista de cima de um elemento de nó que apresenta peças de ligação, na direcção do plano de ligação do cor po exterior;

As fig.3, 6 e 7, os corpos exterior , médio e interior do elemento de nó representado na fig.4;

A fig,8, um outro exemplo de realização do elemento de nó, no qual os elementos de ligação são formados por olhais nas faces interiores dos corpos;

X

As fig. 9, XO e 11, os corpos interior, niédio e exterior do elemento de nó representado na fig·.8;

A fig.12, um outro exemplo de realização do elemento de nó, no qual os elementos de ligação são formados como olhais nas faces exteriores dos corpos; e

As fig.13, 14 e 15, os corpos exterior, médio e interior do elemento de nó representado na fig.12.

Nos desenhos está representada uma par te de uma estrutura reticulada tridimensional com elementos de nó que apresentam elementos de ligação, constituídos por corpos que podem ligar-se de maneira amovível e cuja envolveii te tem a configuração de forma aproximadamente esférica ou poliédrica. A estrutura reticulada tridimensional apresenta alem disso peças de ligação tubulares e/ou em forma de barras, que podem ser ligadas com os elementos de ligação dos elementos de nó colocados a uma certa distância uns dos outros, por meio de parafusos. Os elementos de nó são formados por corpos anulares e colocados concentricamente. Cada corpo define um plano de ligação com o mesmo número de elementos de ligação.

Como pode ver-se em especial a partir da fig.l, o elemento de nó (1) é constituído por três corpos (2) , (3) e (4) dispostos em ângulos rectos uns era relação aos outros, nomeadamente um corpo interior, colocado dentro de um corpo médio (3), θ um corpo exterior (2), em cujo interior e_s tá colocado o corpo médio (3)· Os três referidos corpos (2), (3) a (4) apresentam todos o mesmo númei-o de elementos de ligação (5)? (6) e (7). No caso presente, cada um dos corpos (2), (3) e (4) apresenta oito elementos de ligação dirigidos radialmente, sob a forma de furos.

Os corpos (2), (3) θ (4) do elemento de nó (1) estão ligados uns aos outros de modo tal que o corpo interior (4) está ligado exteriormente com o corpo médio (3) e com o corpo exterior (2), enquanto o corpo médio (4) está ligado interiormente com o corpo interior (4; e exteriormente

X

cora o corpo exterior (2). Resulta portanto uma ligação forçada com ajuste das formas entre os corpos (2), (3) e (4).

De resto, esta ligação existe eni todos os exemplos de realização aqui apresentados.

Nos pontos dos corpos (2), (3) e (4) em que sobrepõem respectivamente dois corpos, os elementos de ligação (furos de ligação) (5) e (6) são formados de modo tal que ficam alinhados com os furos vizinhos do outro corpo, ií pois possível ligar as peças de ligação (1G, 11) (ver a fig.4) com o elemento de nó (1), por exemplo por meio de parafusos (12) e (13) de comprimentos diferentes. As cabeças dos parafusos (12; e (13) encontram-se no espaço interior do elemento de nó (1).

Os corpos (2), \3) θ (4) são formados de modo que os seus perfis exterior e interior são um polígono ou uma circunferência.

Na a 7, os corpos (2), (3) octogonais, sendo o corpo forma de realização segundo as fig. e (4) têm perfis exterior e interior exterior (2) um octóno regular, cu jos lados diagonalmente opostos (15) e (16) estão a uaia distância interior x (cm) um do outro (fig.5). 0 corpo médio (3) apresenta, com excepção de dois laces (18) θ (19) diagonalmente opostos, cuja largura de chave exterior é igual a x (cm), substancialmente a mesma forma que o corpo exterior (2). A largura de chave exterior dos lados (20) e (21), opostos diagonalmente, do corpo interior (4), que estão ligadas o corpo médio (3), bem como a dos lados (22) e (23), que estão ligados cora o corpo exterior (2) têm o valor de x (cm).

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A diferença entre os corpos interior e exterior (4) e (2) é particularmente evidente na fig. 2, na qual o corpo exterior (2) está representado a tracejado. Vê-se igualmente que os furos (5) θ (5') tem ⁰ mesmo eixo médio.

»** 1

4’

As fig.3 e 4 permitem mentos de nó (1) podem ser ligados com peças e (11) ou (10*) e (11’), respectivamente, cujos diâmetros nitidamente diferentes. Nas peças de de grande diâmetro, existem apoios de ligação mensão decrescente para guindo-se nó (1) e as peças de ligação (10’, ele(10)

SQO ligação (10') e (11'), (26, 27) de dio lado dos elementos de nó (1), conse deste modo uma independência entre os elementos de 11' ) , relativamente ao seu diâmetro. Isto é particularmente importante quando o utilizador preferir uma estrutura reticulada tridimensional, na qual os elementos de nó não devem ser aparentes. Por outro lado,

poce também erigir-se uma estrutura reticulada tridimensional na qual os elementos de nó sejam nitidamente maiores em compa ração com o diâmetro das peças de ligação e sirvam, por exemplo, de caixas de lâmpadas.

Nas fig.8 a 11 está representado um el_e mento de nó (30) com os corpos anulares (31), (32) e (33) necessários para a sua formação. 0 corpo interior (31) apresenta na periferia exterior cavidades (35) e (36/, que podem ligar-se com as cavidades (37) e (38) de configuração complemen tar dos corpos médio e exterior (32) e (33)· Como estes corpos são feitos de um material elástico, pode obter-se, por deformação, uma ligação forçada e indeformável entre os diversos corpos sem necessidade de outras medidas.

Na periferia interior dos corpos (31), (32) e (33) formaram-se olhais (4θ), (41) e (42), que servem de elementos de ligação dos elementos de nó (30).

No elemento de nó (50), com o represen tado na fig.12, os olhais (51) θ (52) são formados na periferia exterior dos corpos (55), (56) e (57). Também neste caso os corpos (55), (56) e (5?) apresentam covas (5'3), (59) θ (6θ) por meio das quais pode estabelecer-se uma ligação forçada e indeformável entre os corpos (55), (56) e (57).

X

Λ*

Os exemplos anteriores tornam claro se propôs um princípio novo para o fabrico dos elementos de nó para a obtenção de estruturas reticuladas tridimensionais

Os componentes estruturais destas estruturas reticuladas tridimensionais são os sólidos básicos tetrardro, hexaedro e octaedro. Ao elemento de nó podem portanto ligar-se teoricamente Os elementos de nó são constituídos dezoito peças de ligação por três aneis diferentes que podem ser cortados com a medida exacta como secções de três perfilados tubulares diferentes

Os três corpos (aneis), dispostos era ângulos rectos uns em relação aos outros, dos elementos de nó formam, por ligação por parafusos com as barras, uma estrutura espacial que, no que respeita à transmissão de forças de tracção e de compressão, é semelhante a uma esfera oca.

A largura, a espessura e o diâmetro dos corpos (aneis) estão forçosamente relacionados entre si, mas em princípio são variáveis. Quer dizer: a fixação de uma destas três variáveis determina as medidas dos outros dois corpos (aneis).

Os corpos anulares podem também ser dimensionados com uma espessura do anel substancialmente maior. Podem então introduzir-se, como elementos de ligação, casquilhos de suporte, dirigidos radialmente e acessíveis através de aberturas de entrada. As peças de ligação levam então corpos de apoio cilíndricos, que são ligados com a peça de ligação, com uma aba de ligação adaptada à abertura de entrada. As peças de ligação podem então ser introduzidas perpendicularmente ao corpo anular nos casquilhos de suporte e fixadas no seu interior por expansão do corpo de apoio.

Claims

Estrutura reticulada tridimensional com elementos de nó que apresentam elementos de ligação, cons tituidos por corpos que podem ser ligados entre si de maneira amovível e cuja envolvente tem uma forma aproximadamente esférica ou poliédrica e com peças de ligação em especial com a forma d.e tubos e/ou de barras, que podem ser ligados de maneira amovível, por exemplo por meio de ligações com parafusos, com os elementos de ligação dos elementos de nó colocados a uma certa distância uns dos outros, caracterizada por os elementos de nó (1, 30, 5θ) serem constituídos por corpos (2,3,4; 31,32; 55,56,57) d® forma anular e disposta concentricamente, e por os corpos (2,3,4; 31,32; 55,56,57) definirem diversos planos de ligação com o mesmo número de elementos de ligação (5,6,7; 40,41,42; 51,52).

- 2© Estrutura reticulada tridimensional de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por os elementos de nó (1,30,50) serem constituídos cada um por três corpos (2,3,4; 31,32,33; 55,56,57) dispostos em ângulos rectos uns em relação aos outros.

- 3& -

Estrutura reticulada tridimensional de acordo com a reivindicação 2, caracterizada por os elementos de nó (1,30,50) serem constituídos por um corpo interior (4, 31,37) qu.e está colocado num corpo médio (3,32,56) e um corpo exterior (2,33,55), no qual está colocado o corpo médio (3,32, 56) com o corpo interior (4,31,57).

_ Estrutura reticulada tridimensional de acordo com a reivindicação 3, caracterizada por o corpo interior (4,31,57) estar exteriormente ligado com o corpo médio e com o corpo exterior (3,32,56; 2,33,55), enquanto o corpo médio (3,32,56) está ligado interiormente com o corpo interior (4,31,57) e exteriormente com o corpo exterior (2,33,55).

- 5* -

Estrutura reticulada tridimensional de acordo com as reivindicações 1 a 4, caracterizada por o perfil ίτΙ exterior e interior dos corpos (2,3,4·) ser um polígono.

- 6& Estrutura reticulada tridimensional de acordo com a reivindicação 5» caracterizada por os corpos (2, 3,4) terem um perfil exterior e iatsrior. octogonal.

- 7^ -

Estrutura reticulada tridimensional de acordo com a reivindicação 6, caracterizada por o corpo exterior (2) ser um octógono regular cujos lados (15,16) diagonalmente opostos estão respectivamente colocados a uma distância interior de x cm, por o corpo médio (3) apresentar com excepção dos dois lados (18,19) diagonalmente opostos, cuja largura de chave mede x cm, substancialmente a mesma forma que o corpo exterior (2) e por o corpo interior (4) com excepção de dois lados (20,21) opostos diagonalmente, cuja largura de chave exterior mede x cm apresentar substancialmente a mesma forma que o corpo médio (3), sendo estes dois lados (20,21) perpendicular aos lados (18,19) do corpo médio (3) cuja largura de chave exterior tem já o valor x cm.

- 8& -

Estrutura reticulada tridimensional de acordo com uma das reivindicações 1 a 7, caracterizada por os elementos de ligação (5,6,7) serem formados como furos que se estendem radialmente, distribuídos uniformemente na periferia dos corpos (2,3,4).

_ g a _

Estrutura reticulada tridimensional de acordo com a reivindicação 8, caracterizada por os furos (5,6) nas partes dos corpos (2,3,4·) ligadas entre si terem o mesmo eixo médio.

- 10& Estrutura reticulada tridimensional de acordo com as reivindicações 1 a 4, caracterizada por as partes de ligação voltadas umas para as outras dos corpos (31,32, 33; 55,56,57) ligadas entre si apresentarem cavidades (36,37, 38; 58,59,60) com uma configuração complementar.

X

- lis -

Estrutura reticulada tridimensional de acordo com a reivindicação 10, caracterizada por os corpos (31,32,33? 55,56,57) serem feitos de um material elástico,

- 12« -

Estrutura reticulada tridimensional de acordo com uma das reivindicações 1 a 7 ^θ 10 ou 11, caracterizada por os elementos de ligação (40,41,42} 51,52)serem feitos sob a forma de encaixes ou olhais.

- 13^g -

Estrutura reticulada tridimensional de acordo com a reivindicação 12, caracterizada por os encaixes (40,41,42; 51,52) apresentarem furos circulares cujos eixos médios são perpendiculares ao plano de ligação no qual se encontram os encaixes ou olhais (40,41,42; 51,52).

- 14« -

Estrutura reticulada tridimensional de acordo com as reivindicações 12 ou 13, caracterizada por os encaixes ou olhais (40,41,42) serem formados nas faces interiores e entre as partes de ligação dos corpos (31,32,33)·

- 15® -

Estrutura reticulada tridimensional de acordo com as reivindicações 12 ou 13, caracterizada por os encaixes ou olhais (51,52) serem formados nas faces exteriores dos corpos (55,56,57)·

- 16« -

Estrutura reticulada tridimensional de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por os elementos de ligação serem formados como casquilhos de chumaceira alinha dos radialmente e acessíveis através de aberturas de entrada, por as peças de ligação suportarem corpos de chumaceira cilíndricos que estão ligados com uma aba de ligação ajustada à abertura de entrada com a peça de ligação e por os corpos de chumaceira poderem ser introduzidos nos casquilhos de chumacei ra perpendicularmente aos corpos anulares e ser fixados no seu interior por expansão.

X ·

13 Ã requerente declara que o primeiro pedido desta patente foi depositado na República Federal Alemã em 13 de Fevereiro de 1985 sob ο ηδ.Ρ 35 04 807.7-26.