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Patent Searching and Data


Title:
NODE FOR THREE-DIMENSIONAL OR TREELIKE STRUCTURES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2002/012646
Kind Code:
A1
Abstract:
The structure of said node functionally combines two elements, an inner core consisting of two pieces (1 - 1'), having an 'omega' section in which two opposite, crossing grooves (8) are defined and an enveloping tubular element (2) receiving the core (1) in such a way that the grooves (8 - 8') of the latter are placed in a corresponding manner relative to the enveloping element (2), which is provided with notches (7) opposite the ends of said grooves (8) with the purpose of receiving corresponding bars (3) that can be fixed to the node using any given means, thereby forming the angling defined by the grooves (8). Other bars (6) traversing orifices operationally made in the node can also converge in said node, more particularly in the ribs (4) that surround the grooves (8) and which keep the latter free.

Inventors:
ODRIOZOLA ESPINOSA DE LOS MONT (ES)
Application Number:
PCT/ES2000/000278
Publication Date:
February 14, 2002
Filing Date:
July 27, 2000
Export Citation:
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Assignee:
ODRIOZOLA ESPINOSA DE LOS MONT (ES)
International Classes:
E04B1/19; E04B1/58; E04B2/88; F16B7/18; (IPC1-7): E04B1/19
Domestic Patent References:
WO2000022248A12000-04-20
Foreign References:
FR2526890A11983-11-18
DE8905762U11990-09-20
US3563581A1971-02-16
US4904108A1990-02-27
EP0359894A11990-03-28
Attorney, Agent or Firm:
CARPINTERO LOPEZ, FRANCISCO (ES)
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Claims:
REIVINDICACIONES 1.-Nudo para estructuras tridimensionales o arbóreas, del tipo de los destinados a constituir el nexo de unión entre barras o tubos, de diferentes naturalezas y con distintas trayectorias, caracterizado porque está constituido mediante la combinación funcional de dos elementos, un alma interior, estructurada mediante dos piezas (
1. 1') de configuración acanalada, y una envolvente exterior (2), de configuración tubular, cuyas paredes están afectadas por escotaduras en correspondencia con los extremos de las acanaladuras de las piezas (1. 1'), para recepción en su seno de correspondientes barras (3) participantes en la estructura.
2. Nudo para estructuras tridimensionales o arbóreas, según reivindicación 1 a, caracterizado porque las piezas interiores (1. 1') constitutivas del alma opcionalmente pueden adoptar una sección en"omega", con un sector central de configuración en"U", que se prolonga en aletas (4), ortogonalmente acodadas hacia fuera, en correspondencia con los bordes libres de sus ramas laterales, aletas que también opcionalmente pueden estar rematadas en faldones (5), a su vez acodados nuevamente en el mismo sentido, cuya longitud puede llegar a ser incluso coincidente con la cota axial del elemento envolvente (2), actuantes como medios de refuerzo para dicha envolvente.
3. Nudo para estructuras tridimensionales o arbóreas, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las citadas piezas interiores (1. 1') constitutivas del alma del nudo, se fijan directamente entre sí mediante uno o mas bulones que lo atraviesan, mediante soldadura, adhesivo o por cualquier otro medio convencional, bien directamente o bien con la colaboración de un cuerpo intermedio actuante como elemento distanciador.
4. Nudo para estructuras tridimensionales o arbóreas, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el elemento envolvente (2) es susceptible de obtenerse a partir de un perfil tubular, convenientemente seccionado, o bien a partir de una chapa troquelada y plegada para adoptar dicha configuración tubular.
5. Nudo para estructuras tridimensionales o arbóreas, según reivindicaciones 1 a a 4a, caracterizado porque las dos piezas (1") constitutivas del núcleo, a partir de un perfil básico en omega, incorporan amplias prolongaciones laterales y paralelas, afectadas por sendas escotaduras rectangulares, formal y dimensionalmente acordes con su propio sector central en"U", de manera que estas prolongaciones (5) de las citadas piezas (1") constituyen la propia envolvente del núcleo.
6. Nudo para estructuras tridimensionales o arbóreas, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las acanaladuras (8) definidas en el mismo, que preferentemente presentarán una sección rectangular, son susceptibles de presentar una sección (8') ligeramente convergente hacia su fondo, al objeto de permitir la fijación de las barras (3) por acuñamiento en su seno, con o sin incorporación de medios de fijación complementarios.
7. Nudo para estructuras tridimensionales o arbóreas, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el espacio vacío definido entre el elemento envolvente (2) y el alma interior (1. 1'), es susceptible de macizarse con cualquier material de relleno, o de mantenerse vacío y, en este último caso, incorporar las aletas (4) que enmarcan a las acanaladuras (8) del alma, orificios para implantación de otras barras (6), de tornillos u otro tipo de elementos.
8. Nudo para estructuras tridimensionales o arbóreas, según reivindicaciones la a 6a, caracterizado porque el alma interior (1. 1'), a base de dos piezas de configuración en"U"convenientemente solidarizadas entre sí, queda inserta en una envolvente maciza (2"), preferentemente obtenida mediante inyección a base de material plástico, en un molde de configuración adecuada a la geometría exterior prevista para el nudo y en el que se aloja el alma metálica previamente a la inyección.
9. Nudo para estructuras tridimensionales o arbóreas, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el conjunto constituido por el alma o elemento interior (1) y el elemento envolvente (2), fijables mediante soldadura, adhesivo o por cualquier otro medio convencional, y a base de piezas que en el alma y en la envolvente pueden ser de cualquier tipo de material, y diferente el del alma y la envolvente, constituye un cuerpo prismático. poligonal, con cualquier número de caras.
Description:
NUDOPARA ESTRUCTURAS TRIDIMENSIONALES O ARBÓREAS<BR> DESCRIPCIÓN OBJETO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a un nudo, que ha sido especialmente concebido para constituir el punto de confluencia entre diferentes barras o perfiles constitutivos de una estructura reticular o tridimensional, nudo en el que los componentes de la estructura quedan convenientemente empotrados variando el grado de empotramiento que se desee, con una fijación rápida y sencilla, paralelamente a un alto grado de resistencia mecánica, y todo ello con una extraordinaria simplicidad estructural y una muy fácil realización práctica.

El nudo de la invención es aplicable a cualquier supuesto práctico en el que se requiera de una estructura tridimensional o arbórea, como por ejemplo la estructura soporte de una cubierta, la estructura de una lámpara múltiple, la estructura de un expositor, etc.

De forma general el nudo es aplicable a cualquier supuesto práctico en el que una pluralidad de elementos alargados, ya sean macizos o tubulares, de cualquier material, con trayectorias rectilíneas, acodadas o curvas, deban confluir en un mismo punto estableciéndose una sólida unión entre todos ellos y diversos grados de empotramiento de las barras en el nudo.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Son conocidos nudos para estructuras tridimensionales, materializados

en un cuerpo esférico o poliédrico, en el que se establecen una serie de orificios ciegos y roscados, bien en disposición radial o bien en disposición perpendicular a sus caras, de manera que en estos orificios se atornillan a testa las barras que participan en la estructura. La gran mayoría de estos nudos, a efectos de trabajo de cálculo y de realización funcionan como articulados en el nudo.

Este tipo de uniones reticulares, generalmente articuladas o empotradas mediante soldadura, resultan estructuralmente complejas y consecuentemente caras de realizar, participando en las mismas elementos que trabajan a cortadura, concretamente los vástagos roscados que rematando las barras se introducen en los orificios ciegos del nudo, a lo que hay que añadir además que tanto el nudo como las propias barras que participan en la estructura constituyen elementos de características especiales, que deben ser hechos o fabricados específicamente de acuerdo con la unión reticular provista para los mismos, lo que evidentemente repercute también de forma negativa a nivel de costes, encareciendo sustancialmente el producto final por cuanto que, como acaba de decirse, no sólo los nudos presentan una estructuración especial o específica a la finalidad para la que han sido previstos, sino que también las barras o elementos estructurales a confluir en dicho nudo deben presentar características especiales, complementarias de las del nudo, que no permiten la directa utilización de perfiles o barras de mercado.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN El nudo que la invención propone resuelve de forma plenamente satisfactoria la problemática anteriormente expuesta, en los diferentes aspectos comentados.

Para ello y de forma más concreta dicho nudo centra sus características en una especial estructuración a base de dos elementos, uno de ellos materializado en dos piezas de configuración en"U", en omega o similar, rígidamente unidas entre sí, con sus concavidades contrapuestas, y el segundo envolvente del primero o tubular, uniéndose rígidamente a las piezas de configuración en"U", omega o similar y rellenando o no el hueco establecido entre las mismas, definiéndose finalmente un conjunto con dos acanaladuras rectangulares, o tendentes a esta configuración, contrapuestas y desfasadas preferentemente 90° o en ciertos casos 45°, acanaladuras que afectan también al elemento envolvente, mediante aberturas o escotaduras operativamente practicadas en éste último.

El alma o elemento interior estará obtenido siempre a base de dos piezas de acero, aluminio, composite u otros metales, preferentemente fijadas por soldadura, pegado, mediante un tornillo o vástago que atraviese toda la pieza o mediante tornillos que atraviesen parte del conjunto, e igualmente el elemento envolvente puede ser de cualquier naturaleza, como también de acero, aluminio, plásticos, madera o cualquier otro material, pudiendo dicha envolvente incluso llegar a ser maciza, de manera que ocupe todo el espacio definido entre el alma y la superficie exterior del nudo, ésta última con cualquier configuración, de manera que dicho nudo puede ofrecer un aspecto prismático-cuadrangular o prismático-poligonal en general, entre otras, manteniendo siempre la constante de las dos acanaladuras anteriormente citadas, acanaladuras que, por otro lado, pueden ser formal y dimensionalmente coincidentes o distintas.

De análoga manera el elemento envolvente puede materializarse en un perfil tubular obtenido mediante extrusión, o bien puede estar obtenido a base

de un cuerpo laminar convenientemente laminado y plegado.

Aunque anteriormente se ha dicho que las dos acanaladuras definidas por las dos piezas que constituyen el alma interior están desfasadas 90°, siendo ésta una de las disposiciones más habituales, tales acanaladuras pueden formar cualquier otra angulación, de acuerdo con las exigencias específicas de cada caso, sin que ello afecte en absoluto a la esencia de la invención.

El conjunto formado por los dos elementos anteriormente citados, puede definir a su vez pasos en los que se empotran a su vez otras barras o que sean atravesados por tornillos con diferentes finalidades.

Las referidas acanaladuras pueden ser opcionalmente convergentes hacia su fondo, de manera que la fijación de las barras pueda realizarse o potenciarse mediante un acuñamiento en la implantación lateral de la barra en su alojamiento.

El nudo puede constituir un elemento espacial, relacionado exclusivamente con las barras que confluyen en el mismo, o bien puede empotrarse en una pared, muro o base, actuando como nexo de unión de la estructura arbórea a dicha pared o bien soportando la estructura"arbórea"a una pared o muro para obtener por ejemplo un muro cortina.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se

acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente : La figura 1.-Muestra, según una vista en perspectiva, en alzado y en perfil, el elemento interior de un nudo para estructuras tridimensionales o arbóreas realizado de acuerdo con el objeto de la presente invención.

La figura 2.-Muestra un despiece en perspectiva de los elementos integrantes del citado nudo, despiece que afecta también a su alma interior y que muestra el posible orificio para el paso de bulón o barra de fijación.

La figura 3.-Muestra, también según una vista en perspectiva, el mismo conjunto de la figura anterior, debidamente montado.

La figura 4.-Muestra una serie de alternativas en perfil correspondientes a respectivas realizaciones prácticas para las dos piezas interiores que participan en el conjunto de la figura anterior y que constituyen el alma del nudo.

La figura 5.-Muestra otra nueva realización para las piezas de la figura anterior, con la que se consigue hacer todo el nudo con sólo dos piezas y menos uniones.

La figura 6.-Muestra un despiece en perspectiva del nudo en el que la envolvente está obtenida a partir de un cuerpo macizo o compacto en el que quedan alojadas las piezas en"U"que constituyen el alma del núcleo.

La figura 7.-Muestra otro despiece en perspectiva similar al de la

figura anterior, pero correspondiente a una realización práctica en la que el elemento envolvente se obtiene a partir de un cuerpo laminar.

La figura 8.-Muestra, según una vista en perspectiva, una variante de realización del nudo en la que el mismo está capacitado para recibir perfiles o barras en situaciones distintas a las de las escotaduras normales.

La figura 9.-Muestra, según una vista en alzado lateral, un detalle en el que el nudo actúa como nexo de unión de una estructura tridimensional a una pared, o una fachada para constituir por ejemplo un muro cortina.

La figura 10.-Muestra, un ejemplo de realización práctica de una estructura tridimensional con el nudo de la invención.

La figura 11.-Muestra diversos modos de unir barras a un nudo mediante soldadura o pegado, mediante un vástago principal y una tuerca o mediante vástagos transversales.

La figura 12.-Muestra, según una perspectiva similar a la de la figura 10, otro ejemplo de realización práctica de una estructura tridimensional con el nudo de la invención, en la que participan barras de sección circular capacitadas para bascular o girar sobre sí mismas en el seno del nudo.

La figura 13.-Muestra, según una vista en alzado lateral, otra variante de realización del nudo en la que las barras pueden adoptar cualquier tipo de inclinación frente a la disposición de perpendicularidad de las figuras anteriores.

La figura 14.-Muestra, finalmente, otro ejemplo de realización

práctica de un nudo de acuerdo con la invención, también según una vista en perspectiva.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN A la vista de las figuras reseñadas puede observarse cómo el nudo que la invención propone está constituido, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, mediante la combinación funcional de dos elementos, un alma interior estructurada mediante dos piezas (1-1'), preferentemente de sección en"omega", que se fijan entre sí con sus concavidades contrapuestas, bien mediante pegado, soldadura o mediante un bulón o tornillo que pasa a través de ellas y las aprieta a la vez que aprieta las barras, realizándose esta fijación de las piezas (1-1') preferentemente en disposición perpendicular, aunque pueden adoptar cualquier otra angulación, de la misma manera que pueden adoptar también un perfil en"U"combinándose este alma con una envolvente (2), de configuración tubular.

En cualquier caso los canales definidos en el alma (1) concretamente en las piezas (1-1'), constitutivas de la misma, que lógicamente se rematarán en correspondientes escotaduras de la envolvente (2), se dimensionarán adecuadamente, variando espesores, longitudes o anchuras para recibir en su seno, por encaje, una de las barras (3) que participan en la estructura tridimensional o arbórea.

Las piezas (1-1'), con la configuración en"omega", que se ha hecho mención con anterioridad, opcionalmente podrán presentar un sector intermedio en"U", prolongado en alas laterales y contrapuestas (4), alas que incluso pueden estar dotadas de acodamientos ortogonales extremos (5), tal como

muestra la figura 5, estando en cualquier caso este elemento interior o núcleo (1) destinado a acoplarse en el interior de la pieza envolvente (2), que a su vez adoptará una configuración tubular, dimensionalmente acorde para recibir al alma (1-1').

Los espacios libres que las piezas (1-1') integrantes del alma dejan en el interior del elemento envolvente (2), pueden ser utilizados para la implantación de otras barras (6), tornillos o cualquier otro tipo de elementos, una vez practicados los correspondientes orificios pasantes.

En cualquier caso la pieza envolvente (2) deberá contar con escotaduras (7), formal, dimensional y posicionalmente adecuadas a los extremos de las acanaladuras (8) definidas en las piezas (1-1') constitutivas del alma o elemento interior tras su implantación a la envolvente (2), al objeto de que dichas acanaladuras (8) resulten abiertas al exterior, por ambos extremos, y permitan el acoplamiento en su seno de las barras (3).

El nudo puede conformarse también a partir de unas piezas (1") según muestra la figura 5. En este caso, las dos piezas conforman el alma y la envolvente, quedando ambas piezas unidas, al menos, por la base de sus respectivas acanaladuras.

Otra forma de realizar estructuralmente el nudo consiste en utilizar piezas (1-1'), de sección en"U", para la conformación del alma, que una vez unidas quedan incluidas e incluso embebidas en el seno de una envolvente (2"), que en este caso se materializa en una pieza maciza, dotada de dos amplias acanaladuras contrapuestas y por ejemplo perpendiculares entre sí, directamente comunicadas por su zona media, formal y dimensionalmente adecuadas para

recibir en su seno a las piezas (1-1') de configuración en"U", que pueden solidarizarse la una con la otra a través de la ventana (11) de comunicación entre ambas ranuras o acanaladuras y a través de la que podría pasar una barra de fijación. En este ultimo caso y de forma preferente, las piezas acanaladas (1- 1') estarán plenamente solidarizadas entre sí, en su posición definitiva de montaje, para configurar el alma del nudo, el cual, debidamente alojado en el seno de un molde de inyección, participa en la conformación del nudo definitivo, a inyectar en el seno de dicho molde material plástico constitutivo del cuerpo envolvente y macizo (2") del mismo.

Como se ha indicado en el punto anterior, el alma constituida por las piezas (1-1') pueden quedar embebidas en el seno de una masa compacta o maciza, por ejemplo de material plástico. La configuración definitiva del nudo podrá obtenerse, por ejemplo, por inyección del material plástico sobre el alma metálica.

La fijación tanto entre las piezas interiores (1-1') constitutivas del alma, como de ésta última a la pieza envolvente (2) puede realizarse mediante soldadura, adhesivo o mediante un bulón que atraviesa de arriba a abajo sujetando varias barras al nudo, pudiendo quedar los fondos de las acanaladuras (8), es decir de las dos piezas (1-1') integrantes del alma, directamente en contacto entre sí, tal como muestra la figura 1.

Por otro lado las citadas acanaladuras (8) definidas en el nudo, que pueden formar entre sí cualquier angulación, pueden a su vez presentar una sección perfectamente rectangular o cuadrangular tal como se ha representado en las figuras, o bien pueden ser ligeramente convergentes hasta su fondo al objeto de permitir un efecto de acuñamiento en el montaje en el seno de la

misma de la correspondiente barra (3), que según unos casos puede constituir el medio definitivo de fijación de la barra al nudo o un elemento de fijación complementario que se potencia mediante tornillos, remaches, soldaduras, etc.

Por otro lado, el nudo en su conjunto puede adoptar la configuración prismático-rectangular representada en las figuras o adoptar cualquier configuración prismático-poligonal, sin que ello afecte a sus características esenciales ni, en consecuencia, a la esencia de la invención.

De acuerdo con la estructuración descrita, el nudo es capaz de hacer confluir una pluralidad de barras o elementos similares, con iguales o diferentes secciones, longitudes, trayectorias, de materiales totalmente diferentes, etc., lo que permite la obtención de las más caprichosas estructuras tridimensionales o arbóreas, como muestran los ejemplos de las figuras 10,12 y 14 y todo ello con un alto grado de resistencia mecánica a nivel de dichos nudos de confluencia entre barras, pudiendo simultáneamente el nudo constituir el medio de fijación de la estructura a un muro o pared (15), tal como muestra la figura 9, o constituir dicha estructura (6), a través de los nudos (2) el soporte para un muro cortina (16), tal como muestra también la citada figura 9.

En la figura 11 se han representado distintas formas de unión entre las barras (6), que pueden quedar simplemente soldadas tanto entre sí como a la pieza (1), o fijadas por adhesivo, pudiendo igualmente utilizarse tornillos (14'), tanto situados en el plano general del nudo como en disposición transversal.

Se ha previsto también la posibilidad representada en la figura 12 de que las barras (3-6) sean de sección circular, de manera que bien implantadas en las acanaladuras (7-8) del nudo o atravesando orificios del cuerpo del

mismo, puedan girar sobre sí mismas, consiguiéndose una estructura que puede plegarse para el transporte y cuyo definitivo montaje se obtiene in situ, simplemente haciendo girar las barras para provocar el despliegue de la estructura hasta adquirir la configuración final de trabajo.

En el detalle de la figura 13 se ha representado un nudo en el que las piezas (1) integrantes del mismo incorporan acanaladuras (8') que forman una determinada angulación, ajena a los 90°, de manera que las barras (3) pueden adoptar distintas orientaciones y, consecuentemente, cualquier orientación deseada.

Además, de la estructuración descrita se derivan una serie de ventajas que se centran fundamentalmente en los siguientes aspectos : -Un alto grado de resistencia de las barras, tanto a cortadura como a flexión, con poco peso de material, por el hecho de que las barras están empotradas.

-Reducción en la sección de las barras gracias al l empotramiento de las mismas en el seno del nudo.

-Empotramientos controlables en el nudo que permiten a su vez aprietes controlados en múltiples direcciones y sentidos.

-Posibilidad de construir con piezas simples, de mercado, tales como omegas, fácilmente obtenibles, por ejemplo mediante extrusión o laminación, nudos rígidos con

tolerancias muy estrechas, pudiendo absorberse dichas tolerancias al confeccionar el nudo.

Variando la forma, dimensiones y espesor de las piezas interiores o del tubo exterior, es factible obtener nudos de características mecánicas muy diferentes y grados de empotramiento muy diferentes.

Se pueden conseguir empotramientos de barras en el nudo mediante tornillos, adhesivos, por presión, por soldadura o mediante encajes en el nudo y tornillos, lo que permite empotrar en un mismo nudo barras de diferentes materiales, por ejemplo acero, aluminio, composites, madera, etc.

Posibilidad de realizar empotramientos desmontables.

Posibilidad de montaje de las barras por simple acuñamiento.

Posibilidad de empotrar el nudo en una pared o muro.

Posibilidad de soportar un muro de cristal atado a los nudos.

Los espacios definidos en el seno del nudo entre las piezas interiores y la pieza envolvente, pueden rellenarse con hormigón, poliuretano, plástico, etc., para incrementar la rigidez del nudo.