Descripción del problema técnico

El problema técnico que la presente invención resuelve se refiere a lograr un perfil estructural y una estructura compuesta o sistema constructivo utilizando este perfil, de material semi-rígido y plegable, como es el caso particular del cartón, para generar mediante pliegues de una lámina, una estructura rígida y liviana, utilizable en variados campos de aplicación, en especial en la fabricación de estructuras compuestas para la industria del embalaje, de la mueblería, de la exhibición de productos de consumo para venta, por ejemplo.

El caso especial de los campos de aplicación de estructuras de corta vida útil, que se componen preferentemente de materiales reciclables como el cartón y algunos tipos de plásticos, toma cada día mayor relevancia, tanto debido a restricciones regulatorias para el cuidado del medio ambiente, como también a la maximización de la eficiencia de costos del proceso de reciclaje de materiales, lo que hace necesario innovar en elementos estructurales y estructuras compuestas que cuenten con una ventaja técnica en su concepción, que haga posible prescindir de la incorporación de otros materiales diferentes al material base.

En el caso del cartón, material especialmente apto para ser reciclado luego de su utilización, tanto en las aplicaciones de embalajes como muebles de exhibición de productos para la venta y otras aplicaciones, normalmente se hace necesaria la incorporación de elementos de sujeción y refuerzo de las estructuras, compuestos de otros materiales, como es el caso de los empernados metálicos y broches plásticos y metálicos en la mueblería de cartón, y el caso de los elementos reforzantes para embalajes, como con las espumas de poliestireno y polietileno o perfiles rígidos que contienen resinas aglutinantes de difícil y costoso proceso de reciclaje.

Otra faceta del problema técnico al que apunta la presente innovación es a la creciente necesidad, en el mercado minorista de productos de venta al público, de encontrar una optimización de costos operativos y minimización de impactos medioambientales, desde el transporte de productos desde las fábricas hasta la venta minorista en el punto de venta, mediante la utilización de muebles contenedores de productos, que cuentan con la resistencia estructural para contener los productos para el transporte hacia el punto de venta, además de contar con características de diseño que les permitan a los compradores minoristas ver con facilidad los productos expuestos y retirarlos del mueble para su compra. En esta aplicación particular, debido a las tecnologías existentes, actualmente surgen varios problemas operacionales y medioambientales tanto en el lugar en el que se genera la estructura y su carga de productos como en el punto en el que se vacía el mueble y debe ser dispuesto como residuo. Estos problemas surgen primeramente debido a que las estructuras de los muebles utilizados actualmente no permiten las resistencias y rigideces estructurales necesarias para cumplir con la multiplicidad de funciones requerida en una fabricación a partir de una lámina plegada de cartón, por lo que requieren de la utilización de otros elementos y en especial de elementos de fijación adicionales a una lámina de cartón para su ensamblaje, y en la mayoría de los casos también herramientas especializadas para insertar estos elementos. Otro problema se relaciona con las dificultades logísticas dentro de las fábricas, al ser necesario el transporte de muebles desde una zona de ensamblaje hacia una zona de carga de productos. Adicionalmente, en los lugares de venta, se hace necesaria la aplicación de técnicas y herramientas especializadas para el desmantelado de los muebles ya utilizados, en forma previa a su disposición.

Frente a las necesidades relacionadas con las diferentes facetas de este problema técnico, se hace necesario lograr un nuevo perfil estructural y una estructura compuesta o sistema constructivo basado en este perfil, que permita resolver los diferentes aspectos de la necesidad planteada.

Breve descripción de la invención

Se divulga un un perfil estructural tubular que es fabricado a partir del pliegue y corte de una lámina de material semi-rígido y plegable, de elevada rigidez ante la flexión, compresión y torsión, cuyo contorno exterior comprende 4 hojas sustancialmente ortogonales unidas en líneas de pliegue y una porción interior, ubicada diagonalmente uniendo dos líneas de pliegue opuestas, y un sistema constructivo o estructura compuesta del mencionado perfil, en donde la lámina de material semi-rígido cuenta con 6 porciones rectangulares, adyacentes y paralelas, separadas entre sí por líneas de pliegue, en donde las dos porciones centrales corresponden a dos primeras hojas exteriores (1 y 2), separadas por una primera línea de pliegue (10), seguidas hacia los extremos de dos segundas hojas exteriores (3 y 4), separadas de las primeras hojas exteriores por dos segundas líneas de pliegue (1 1 y 12), y a continuación y en forma simétrica dos hojas diagonales interiores (5 y 6), separadas de las segundas hojas exteriores por dos terceras líneas de pliegue (13 y 14); cada pliegue se realiza en un solo sentido de rotación, en donde el pliegue de la lámina sobre las terceras líneas de pliegue se realiza en un ángulo de rotación superior a 90° para posicionar las dos hojas diagonales, para luego realizar el pliegue de la lámina sobre las segundas líneas de pliegue, en un ángulo sustancialmente recto, seguido del pliegue sobre la primera línea de pliegue en un ángulo sustancialmente recto; sobre una de las terceras líneas de pliegue se posicionan líneas de corte de al menos una lengüeta (7), que coincide con al menos una ranura (8) ubicada sobre la tercera línea de pliegue opuesta, permitiendo que durante el pliegue, el perfil estructural tubular sea cerrado mediante la coincidencia de ambas terceras líneas de pliegue y ambas hojas diagonales interiores (5 y 6), y la inserción de al menos una lengüeta en su ranura correspondiente, impidiendo que el perfil se abra durante su desempeño estructural. El perfil estructural tubular puede presentar al menos una interrupción en las segundas hojas exteriores (3 y 4) y en las dos hojas diagonales interiores (5 y 6), en forma simétrica, que permiten generar una zona de encastre (15) para perfiles estructurales transversales que componen un conjunto de elementos del sistema constructivo o estructura compuesta.

Descripción de lo conocido en la materia

Entre los antecedentes del estado del arte previo, existen numerosas divulgaciones referentes a la utilización de perfiles para la construcción arquitectónica, para la sujeción de paneles prefabricados, sin embargo la mayoría de ellos están orientados a una forma diferente de funcionamiento y consecuentemente con diferentes características de forma, siendo una divulgación relevante la correspondiente a un producto de perfiles plásticos o metálicos denominado“perfil perimetral Z”, ampliamente comercializado y difundido en catálogos, diseñado especialmente para la sujeción y terminación perimetral de paneles de cielos rasos. Este perfil soluciona la sujeción de paneles de cielos rasos, pero para lograr una terminación perimetral rehundida es necesario realizar una serie de arduos trabajos previos a su aplicación, aumentando el riesgo de deformación, tiempo de ejecución y costos de mano de obra e insumos.

El documento US2011271623 (A1) divulga un elemento de construcción para edificios que tiene un cuerpo hueco, que se extiende a lo largo de un eje longitudinal y tiene una sección transversal sustancialmente rectangular, en la que las esquinas pueden ser redondeadas, y al menos una primera y al menos y una segunda riostra que se extienden entre bordes diagonalmente opuestos en el cuerpo hueco. Las riostras pueden absorber cargas compresivas, pero no de tracción. Diferentes elementos pre-fabricados pueden ser posicionados en el lugar de las riostras. La innovación, si bien contiene elementos en común con la presente invención, no contempla los elementos necesarios para un ensamblaje del elemento estructural a partir de una lámina de material, sino que requiere de un tubo cerrado como material base, más las riostras.

El documento FR2951705 (A1) divulga un larguero de paleta que se realiza a partir del pliegue de una lámina rectangular de cartón que comprende líneas de pliegue paralelas que dividen la lámina en 8 sectores rectangulares, para obtener una pieza sólida. La innovación comprende elementos en común con la presente invención, como son una porción diagonal y caras y 4 hojas sustancialmente ortogonales, pero su forma de pliegue es diferente y no contempla otros elementos necesarios para el cierre del perfil, como las lengüetas y las ranuras donde estas se insertan.

El documento US4563377 (A) divulga una viga tubular de alta resistencia de cartón corrugado, por ejemplo, para la construcción de paletas descartables, que comprende una sola lámina de cartón que es plegada varias veces sobre sí misma para formar una sección exterior rectangular o de trapecio isósceles, dividida en dos secciones adyacentes rectangulares o trapeciales, cada una comprendiendo dos secciones triangulares mutuamente invertidas que tienen una diagonal en común. La innovación presenta elementos en común con la presente invención, sin embargo, difiere en su forma de plegado y trazado de la lámina, además de contemplar tramos diagonales simples y no formados por dos hojas como en la presente invención, y en forma adicional, no contempla medios de cierre para el perfil, el que solo puede lograr cierre y resistencia estructural al ser adherido a un elemento externo por su cara abierta.

El documento US4333622 (A) divulga un separador para estanterías y afines, hecho a partir de una lámina rectangular de material, plegada a intervalos para plegarse en forma de una forma de caja de extremos abiertos con paredes diagonales internas, donde las paredes exteriores de la caja envuelven alrededor las paredes diagonales y un extremo de la lámina contiene una aleta que se traslapa a una de las paredes y se asegura mediante elementos de fijación liberables. La innovación presenta elementos en común con la presente invención, sin embargo, difiere en su forma de plegado y trazado de la lámina, además de contemplar, y en forma adicional, no contempla medios de cierre generados en la lámina de material, sino que requiere de elementos externos.

Descripción detallada de la invención

La presente invención tiene su aplicación en variados campos de aplicación, en especial en la fabricación de estructuras compuestas para la industria del embalaje, de la mueblería, de la exhibición de productos de consumo para venta, por ejemplo.

Se divulga un un perfil estructural tubular que es fabricado a partir del pliegue y corte de una lámina de material semi-rígido y plegable, de elevada rigidez ante la flexión, compresión y torsión, cuyo contorno exterior comprende 4 hojas sustancialmente ortogonales unidas en líneas de pliegue y una porción interior, ubicada diagonalmente uniendo dos líneas de pliegue opuestas, y un sistema constructivo o estructura compuesta del mencionado perfil, en donde la lámina de material semi-rígido cuenta con 6 porciones rectangulares, adyacentes y paralelas, separadas entre sí por líneas de pliegue, en donde las dos porciones centrales corresponden a dos primeras hojas exteriores (1 y 2), separadas por una primera línea de pliegue (10), seguidas hacia los extremos de dos segundas hojas exteriores (3 y 4), separadas de las primeras hojas exteriores por dos segundas líneas de pliegue (1 1 y 12), y a continuación y en forma simétrica dos hojas diagonales interiores (5 y 6), separadas de las segundas hojas exteriores por dos terceras líneas de pliegue (13 y 14); cada pliegue se realiza en un solo sentido de rotación, en donde el pliegue de la lámina sobre las terceras líneas de pliegue se realiza en un ángulo de rotación superior a 90° para posicionar las dos hojas diagonales, para luego realizar el pliegue de la lámina sobre las segundas líneas de pliegue, en un ángulo sustancialmente recto, seguido del pliegue sobre la primera línea de pliegue en un ángulo sustancialmente recto; sobre una de las terceras líneas de pliegue se posicionan líneas de corte de al menos una lengüeta (7), que coincide con al menos una ranura (8) ubicada sobre la tercera línea de pliegue opuesta, permitiendo que durante el pliegue, el perfil estructural tubular sea cerrado mediante la coincidencia de ambas terceras líneas de pliegue (13 y 14) y ambas hojas diagonales interiores (5 y 6), y la inserción de al menos una lengüeta (7) en su ranura (8) correspondiente, impidiendo que el perfil se abra durante su desempeño estructural. El perfil estructural tubular puede presentar al menos una interrupción en las segundas hojas exteriores (3 y 4) y en las dos hojas diagonales interiores (5 y 6), en forma simétrica, que permiten generar una zona de encastre (15) para perfiles estructurales transversales que componen un conjunto de elementos del sistema constructivo o estructura compuesta.

La primera línea de pliegue (10) del perfil tubular se puede dividir en dos trayectorias rectilíneas paralelas, separadas entre sí una distancia similar al doble del espesor del material de la lámina, para que durante el pliegue una superficie comprendida entre ambas trayectorias contacte en forma más integral los bordes exteriores de las dos hojas diagonales interiores (5 y 6), de manera de producir un incremento en la resistencia y estabilidad estructural del perfil.

El ancho de las dos hojas diagonales interiores (5 y 6) de al menos uno de los perfiles estructurales tubulares que componen la estructura compuesta puede ser menor a la distancia diagonal interior entre dos líneas de pliegue opuestas, para generar un espacio ajustado para el plegado del perfil alrededor de un perfil ángulo, preferentemente proveniente del plegado de otra lámina de material semi-rígido, permitiendo así la solidarización estructural de perfiles estructurales colineales entre sí.

El perfil estructural del sistema constructivo tubular presenta al menos una interrupción (15) en las segundas hojas exteriores (3 y 4) y en las dos hojas diagonales interiores (5 y 6), en forma simétrica, que permite generar una zona de encastre para perfiles estructurales transversales que componen un conjunto de elementos de una estructura compuesta.

El perfil ángulo (9) puede contiene extensiones transversales a su eje longitudinal, que lo pueden unir con al menos otro perfil ángulo sustancialmente paralelo al primero, preferentemente incluido en el pliegue de una misma lámina de material, y además las interrupciones en las segundas hojas exteriores (3 y 4) y en las dos hojas diagonales interiores (5 y 6), preferentemente coinciden con estas extensiones.

Ejemplos de aplicación

Una primera aplicación preferente del perfil estructural tubular de la presente invención corresponde a la generación de refuerzos lineales, resistentes a fuerzas externas de flexión y compresión, para el refuerzo de embalajes, preferentemente cajas de cartón cerradas o semi-cerradas, a ser instalados interiormente a ellas y preferentemente a lo largo de sus aristas, evitando así su colapso debido a cargas de apilamiento e impactos. Adicionalmente, el perfil puede ser instalado en forma de arreglo de disposición paralela, para el refuerzo de bases de envases, para incrementar su capacidad de sostenimiento de peso, generando una base de alta resistencia ante cargas compresoras y flectoras sin la necesidad de incorporar otros materiales al embalaje.

Una segunda aplicación preferente, del perfil estructural tubular y de la estructura compuesta del perfil, corresponde a la fabricación de paletas para el apilamiento, transporte y almacenaje de productos, en donde un marco resistente, generado a partir de un contorno de perfiles en disposición de paralelepípedo horizontal es reforzado mediante la inserción de perfiles tubulares horizontales, con aplicación de al menos 4 tramos cortos de perfiles tubulares bajo el marco resistente para la generación de soportes hacia el piso.

Una tercera aplicación preferente consiste en la fabricación de muebles de exposición y venta de productos en el comercio minorista, que cuentan con una resistencia estructural y dimensiones exteriores adecuadas para el transporte y almacenaje sobre paletas, exposición de productos, ensamblaje y desarme en el lugar de utilización, sin necesidad de herramientas especializadas ni materiales adicionales, que comprende la generación de estructuras compuestas, a partir de láminas de material plástico o cartón, de al menos 3 pilares formados con el perfil estructural tubular, ensamblados entre sí mediante el plegado de una lámina alrededor de otra, en donde las hojas diagonales interiores (5 y 6) de los perfiles presentan interrupciones coincidentes en altura entre los pilares, para la inserción de perfiles transversales que convenientemente son solidarios a superficies horizontales contenidas entre los pilares, las que permiten el sostenimiento de los productos en almacenaje, transporte, exposición y venta.

Descripción de las figuras

La simbología utilizada es la siguiente:

(1 , 2) Primeras hojas exteriores

(3, 4) Segundas hojas exteriores

(5, 6) Hojas diagonales interiores

(7) Lengüeta

(8) Ranura

(9) Perfil ángulo

(10) Primera línea de pliegue

(1 1 , 12) Segundas líneas de pliegue

(13, 14) Terceras líneas de pliegue

(15) Zona de encastre

La figura 1 muestra un trazado de la lámina a partir de la cual se genera el perfil estructural tubular, indicando sus líneas de pliegue (10, 11 , 12, 13, 14) y además sus primeras hojas exteriores (1 y 2), segundas hojas exteriores (3 y 4), hojas diagonales interiores (5 y 6), al menos una lengüeta (7) y en forma correspondiente al menos una ranura (8).

La figura 2 muestra una primera etapa de pliegue del perfil estructural tubular, en la que las hojas diagonales interiores (5 y 6) se pliegan en ángulo superior a 90° en forma simétrica. La figura 3 muestra una segunda etapa de pliegue del perfil estructural tubular, en la que las segundas hojas exteriores (3 y 4) se pliegan en ángulo recto en forma simétrica.

La figura 4 muestra una tercera etapa de pliegue del perfil estructural tubular, en la que las primeras hojas exteriores (1 y 2) se pliegan sobre la primera línea de pliegue y en la que al menos una lengüeta (7) se pliega e inserta dentro de al menos una ranura (8), permitiendo el cierre final del perfil.

La figura 5 muestra el perfil estructural tubular en estado plegado y cerrado, indicando la posición correspondiente a sus diferentes elementos, como son las primeras hojas exteriores (1 y 2), las segundas hojas exteriores (3 y 4), las hojas diagonales interiores (5 y 6) ubicadas uniendo líneas de pliegue opuestas diagonalmente en el perfil, y la lengüeta (7) inserta dentro de la ranura (8).

La figura 6 muestra un detalle del ensamblaje estructural del perfil estructural tubular sobre un perfil ángulo (9), para la solidarización de la estructura conformada a partir del perfil, permitiendo una unión firme de perfiles colineales entre sí, en el que las hojas diagonales interiores (7 y 8) son más cortas, de modo de generar el espacio requerido para el perfil ángulo (9).

La figura 7 muestra un trazado de la lámina a partir de la cual se genera el perfil estructural tubular, en el que su primera línea de pliegue (10) está conformada por dos trayectorias paralelas, separadas entre sí una distancia similar al doble del espesor del material de la lámina.

La figura 8 muestra un ejemplo de interrupción (15) en las segundas hojas exteriores (3 y 4) y en las dos hojas diagonales interiores (5 y 6), en forma simétrica, para generar una zona de encastre (15) para perfiles estructurales transversales que componen un conjunto de elementos de una estructura compuesta y/o para permitir un ensamblaje colineal del perfil estructural tubular con un perfil ángulo que presenta extensiones transversales.

La figuras 9, 10, 1 1 , 12 y 13 muestran una secuencia de ejecución de una de las formas de aplicación de la estructura compuesta utilizando el perfil estructural tubular y sus encastres, correspondiente a un mueble, donde la figura 9 muestra dos marcos estructurales formados a partir de láminas plegadas, que terminan en sus costados en perfiles ángulo, estando ambos marcos paralelos entre sí, y en donde además hay una primera lámina con cortes y trazados de pliegues del perfil estructural, con desahogos para encastres de perfiles transversales, que se ubica tras los dos marcos. La figura 10 muestra un primer calce entre ambos marcos, en el que una de las primeras hojas exteriores de cada perfil estructural tubular se posiciona calzando contra una de las alas del perfil ángulo de uno de los costados de cada marco. La figura 1 1 muestra una siguiente etapa de ejecución, en la que se ha agregado una segunda lámina con cortes y trazados de pliegues del perfil estructural, con desahogos para encastres de perfiles transversales, similar a la primera, ambas calzadas con los dos marcos, en donde además se ha instalado una primera bandeja estructural en la zona de la base de la estructura compuesta, la que en al menos dos de sus aristas opuestas contiene pliegues que conforman perfiles tubulares, luego de lo cual las partes inferiores de las láminas con cortes y trazados de pliegues del perfil estructural se han plegado y cerrado alrededor de las alas de perfil ángulo de los marcos, generando un bloqueo de la primera bandeja y generando una zona de encastre en 4 rincones para una segunda bandeja. La figura 12 muestra el ingreso de la segunda bandeja estructural para apoyarse sobre el encastre de 4 rincones, luego de lo cual se plegarán y cerrarán perfiles estructurales tubulares alrededor de las alas de perfil ángulo de los marcos en un segundo nivel. La figura 13 muestra etapa final de la ejecución, en la que los diferentes niveles de perfiles estructurales se han plegado y cerrado alrededor de los marcos y las bandejas se han instalado, quedando bloqueadas, culminando en la instalación de una última bandeja en la parte superior.