MEMORIA DESCRIPTIVA

CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se relaciona con el campo de los dispositivos disipadores de energía, específicamente con los dispositivos disipadores de energía de deformación y en particular proporciona un dispositivo disipador de energía de deformación para cargas de tracción con capacidad de auto-centrado.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

En la actualidad existen diversas tecnologías de protección sísmica que aumentan la resiliencia sísmica de sistemas estructurales. Dentro de ellas se encuentran los dispositivos de disipación de energía, aislamiento sísmico, amortiguadores de masa, entre otros.

Cada tipo de sistema de protección sísmica es mejor o más efectivo en ciertas estructuras o bajo ciertos tipos de forzantes. En particular los sistemas de disipación de energía son más eficientes en sistemas estructurales flexibles, de periodos moderados a largos (mayor a 0,5 a 1 s, dependiendo el tipo de suelo de fundación, cuando el forzante es sísmico).

Algunas tecnologías alternativas actuales disponibles para la protección sísmica son el uso de aisladores sísmicos y el uso de conexiones con capacidad de disipación de energía. En el caso del aislamiento, que separa a la superestructura del suelo, se encuentra, por ejemplo, el aislador divulgado en el documento de patente US 7,263,806. Para el caso de la disipación de energía la investigación y desarrollo tecnológico se ha centrado en el uso de conexiones con capacidad para disipar.

Una de las formas más sencillas y económicas para disipar energía en estructuras es por roce. Sin embargo, los dispositivos de disipación por roce comúnmente presentan una deformación permanente una vez terminada la acción dinámica. Esto genera que la estructura a la cual estos dispositivos protegen no recupere totalmente su forma original finalizado el movimiento sísmico.

En el estado de la técnica se conocen dispositivos para la protección sísmica auto-centrantes, es decir, que recuperan su forma original una vez que se ha dejado de ejercer la fuerza de deformación, como por ejemplo los divulgados en los documentos de patente CN 212295834 U y CN1 10485786 A. Sin embargo, no se conoce un antecedente del estado de la técnica de un dispositivo disipador de energía de deformación debido a cargas de tracción, en el cual tanto la componente disipativa como la componente elástica sean proporcionales a la deformación del dispositivo.

En consecuencia, se requiere de un dispositivo disipador de energía de deformación que permita superar las deficiencias del estado de la técnica.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

La presente invención proporciona un dispositivo disipador de energía de deformación para cargas de tracción con capacidad de auto-centrado para proteger un sistema estructural, que comprende: una carcasa; al menos un primer elemento rígido pivotante que presenta un correspondiente primer extremo conectado de manera pivotante con un primer punto interior de la carcasa, y un correspondiente segundo extremo, opuesto al primer extremo, que presenta forma de gancho; al menos un segundo elemento rígido pivotante que presenta un correspondiente primer extremo conectado de manera pivotante con un segundo punto interior de la carcasa que es opuesto al primer punto interior, y un correspondiente segundo extremo, opuesto al primer extremo, que presenta forma de gancho; al menos una primera biela rígida que posee un correspondiente primer extremo y un correspondiente segundo extremo, en donde el primer extremo de la primera biela rígida se conecta con un punto intermedio del al menos un primer elemento rígido pivotante y en donde el segundo extremo de la primera biela rígida se conecta de manera pivotante con un elemento rígido de interconexión; al menos una segunda biela rígida que posee un correspondiente primer extremo y un correspondiente segundo extremo, en donde el primer extremo de la segunda biela rígida se conecta con un punto intermedio del al menos un segundo elemento rígido pivotante y en donde el segundo extremo de la segunda biela rígida se conecta de manera pivotante con el elemento rígido de interconexión; al menos un elemento rígido de interconexión conectado a la primera biela rígida, a la segunda biela rígida y a al menos un elemento resiliente lineal de un conjunto de restitución; dicho conjunto de restitución que posee al menos un elemento resiliente lineal conectado en uno de sus extremos al elemento rígido de interconexión y configurado para su deformación lineal en respuesta a la aplicación de carga externa; al menos un elemento de transmisión de carga de forma cilindrica que posee dos extremos conectados al sistema estructural; y un sistema de transmisión de carga compuesto por al menos un primer anillo y al menos un segundo anillo dispuestos anularmente en relación con el elemento de transmisión de carga, cada anillo que presenta una correspondiente superficie plana perpendicular a la dirección radial del elemento de transmisión de carga, dicha correspondiente superficie plana que está en contacto con la cara interior de un correspondiente elemento rígido pivotante para transmitir parte de la carga impuesta por el sistema estructural.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

La Fig . 1 ¡lustra una vista esquemática de una primera realización del dispositivo que es objeto de la presente invención, en un estado no deformado.

La Fig. 2 ¡lustra una vista esquemática de una primera realización del dispositivo que es objeto de la presente invención, en un estado de deformación intermedio.

La Fig. 3 ¡lustra una vista esquemática de una primera realización del dispositivo que es objeto de la presente invención, en un estado de máxima deformación.

La Fig. 4 ¡lustra una vista esquemática de una primera realización del sistema de transmisión de carga (13) compuesto por un elemento rígido cilindrico (10) y sus anillos de transmisión de carga (11 y 12) en un estado deformado del dispositivo que es objeto de la presente invención.

La Fig. 5 ¡lustra una vista esquemática de una segunda realización del dispositivo que es objeto de la presente invención, en un estado de deformación intermedia.

La Fig. 6 ¡lustra una vista esquemática de una tercera realización del dispositivo que es objeto de la presente invención, en un estado de deformación intermedia.

La Fig. 7 ¡lustra una vista esquemática de una cuarta realización del dispositivo que es objeto de la presente invención, en un estado no deformado.

La Fig. 8 ¡lustra una vista esquemática de una cuarta realización del dispositivo que es objeto de la presente invención, en un primer estado de máxima deformación.

La Fig. 9 ¡lustra una vista esquemática de una cuarta realización del dispositivo que es objeto de la presente invención, en un segundo estado de máxima deformación.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

A continuación, se describirá de manera detallada la presente invención, haciendo referencia para esto a las figuras que acompañan la presente solicitud.

La presente invención proporciona un dispositivo (1 ) disipador de energía de deformación para cargas de tracción con capacidad de auto-centrado para proteger un sistema estructural, que comprende de manera esencial:

- una carcasa (2); - al menos un primer elemento rígido pivotante (3) que presenta un correspondiente primer extremo conectado de manera pivotante con un primer punto interior de la carcasa (2), y un correspondiente segundo extremo, opuesto al primer extremo, que presenta forma de gancho;

- al menos un segundo elemento rígido pivotante (4) que presenta un correspondiente primer extremo conectado de manera pivotante con un segundo punto interior de la carcasa (2) que es opuesto al primer punto interior, y un correspondiente segundo extremo, opuesto al primer extremo, que presenta forma de gancho;

- al menos una primera biela rígida (5) que posee un correspondiente primer extremo y un correspondiente segundo extremo, en donde el primer extremo de la primera biela rígida (5) se conecta con un punto intermedio del al menos un primer elemento rígido pivotante (3) y en donde el segundo extremo de la primera biela rígida (5) se conecta de manera pivotante con un elemento rígido de interconexión

(7);

- al menos una segunda biela rígida (6) que posee un correspondiente primer extremo y un correspondiente segundo extremo, en donde el primer extremo de la segunda biela rígida (6) se conecta con un punto intermedio del al menos un segundo elemento rígido pivotante (4) y en donde el segundo extremo de la segunda biela rígida (5) se conecta de manera pivotante con el elemento rígido de interconexión (7);

- al menos un elemento rígido de interconexión (7) conectado a la primera biela rígida (5), a la segunda biela rígida (6) y a al menos un elemento resiliente lineal

(8) de un conjunto de restitución;

- un sistema de transmisión de carga (13) compuesto por al menos un primer anillo (11 ) y al menos un segundo anillo (12) dispuestos anularmente en relación con el elemento de transmisión de carga (10), cada anillo que presenta una correspondiente superficie plana perpendicular a la dirección radial del elemento de transmisión de carga (10), dicha correspondiente superficie plana que está en contacto con la cara interior de un correspondiente elemento rígido pivotante (3, 4) para transmitir parte de la carga impuesta por el sistema estructural; y

- al menos un elemento resiliente lineal (8) conectado en uno de sus extremos al elemento rígido de interconexión (7) y configurado para su deformación lineal en respuesta a la aplicación de dicha carga. Este dispositivo busca incrementar la resiliencia de sistemas estructurales frente a la acción sísmica. Esta problemática no está presente sólo en Chile sino en muchos países cercanos a zonas de riesgo sísmico.

En el contexto de la presente solicitud, sin que esto limite el alcance de esta, se entenderá la expresión “al menos un” como uno o más de los elementos a los que se hace referencia. El número de elementos a los que se haga referencia con la expresión “al menos un” no limita el alcance de la presente solicitud. Adicionalmente, cuando se proporciona más de un elemento referido con la expresión “al menos un”, dichos elementos pueden o no ser idénticos entre sí sin que esto limite el alcance de la presente solicitud.

En el contexto de la presente invención, sin que esto limite el alcance de esta, se entenderá como conexión pivotante a aquella que permite modificar el ángulo entre los dos elementos conectados sobre un plano definido por un eje que se determinará como eje pivote. Los medios mediante los cuales se proporcione dicha conexión pivotante no limitan el alcance de la presente invención y puede utilizarse cualquier alternativa conocida por una persona normalmente versada en la materia.

En el contexto de la presente invención, sin que esto limite el alcance de la misma, se entenderá como porción o posición intermedia de un elemento a una porción o posición comprendida entre dos extremos de dicho elemento. Dicha porción o posición intermedia puede encontrarse en, o cerca del, centro de dicho elemento, lo cual se denominará como porción o posición central, o alejada del centro, lo cual se denominará como porción o posición excéntrica, sin que esto limite el alcance de la presente invención.

En el contexto de la presente invención, sin que esto limite el alcance de la misma, se entenderá como sistema mecánico a aquel conformado por un conjunto de piezas mecánicas como pernos, tuercas, engranes y partes móviles, que pueden tener movimientos relativos entre ellos en trayectorias conocidas y reversibles. Dicho sistema mecánico puede eventualmente ser capaz de imponer deformación relativa entre dos puntos del mismo por medio del accionamiento manual o con herramienta ad-hoc. El accionamiento puede ser, por ejemplo y sin que esto limite el alcance de la presente invención, mediante la aplicación de torque a un perno que permite el acercamiento o alejamiento de una tuerca restringida de rotación dispuesta en él, o mediante algún otro mecanismo más complejo. Los medios mediante los cuales se proporcione dicha capacidad de imponer deformación relativa entre dos puntos no limitan el alcance de la presente invención y puede utilizarse cualquier alternativa conocida por una persona normalmente versada en la materia. Tal como se ¡lustra en las Figs. 2, 3, 6 y 7, al aplicar una deformación al dispositivo (1 ), éste reacciona con una fuerza F. Producto de la fuerza externa F aplicada sobre el elemento de transmisión de carga (10) del dispositivo (1 ), éste se desplaza en la dirección de la fuerza empujando al primer elemento rígido pivotante (3) y al segundo elemento rígido pivotante (4). Además, el sistema de transmisión de carga (13), en particular el primer anillo (11 ) y el segundo anillo (12), permite distribuir en una superficie la carga transmitida al primer elemento rígido pivotante (3) y segundo elemento rígido pivotante (4), respectivamente, proveniente del elemento de transmisión de carga (10), que se conecta en sus dos extremos con el sistema estructural que el dispositivo (1 ) protege.

Como una explicación no limitativa del principio de funcionamiento del dispositivo (1 ) que es objeto de la presente invención, debe entenderse que en el dispositivo (1 ), todas las partes se consideran mucho más rígidas que el conjunto de restitución, en particular, más rígidas que el al menos un elemento resiliente lineal (8) en su interior. Debido a esto, el desplazamiento u aplicado está relacionado cinemáticamente con la deformación de dicho conjunto de restitución. La fuerza aplicada F es mayor cuanto más grande es el desplazamiento u impuesto debido al aporte de la fuerza elástica del conjunto de restitución y a la fuerza de roce entre el elemento de transmisión de carga (10) y el sistema de transmisión de carga (13), así como entre este último y el primer y segundo elementos rígidos pivotantes (3, 4). La fuerza elástica del al menos un elemento resiliente lineal (8) es transmitida al elemento rígido de interconexión (7) el cual fracciona a la primera y segunda biela rígida (5, 6); estas a su vez comprimen al primer y segundo elementos rígidos pivotantes (3, 4) contra el primer anillo (11 ) y el segundo anillo (12), respectivamente. A su vez, el primer y segundo elementos rígidos pivotantes (3, 4) se comprimen contra el elemento de transmisión de carga (10), el cual recibe en sus dos extremos la fuerza F transmitida por el sistema estructural protegido. La fuerza de compresión ejercida por el al menos un elemento resiliente lineal (8) entre los componentes antes mencionados, genera fuerza de roce que disipa energía al trabajar con el desplazamiento impuesto al dispositivo (1 ) por el sistema estructural que éste protege. Dicha fuerza de roce se suma a la resistencia proporcionada por el al menos un elemento resiliente lineal (8), incrementando la fuerza resultante con que el dispositivo (1 ) responde ante el desplazamiento impuesto. Esto hace que tanto la fuerza elástica como la fuerza disipativa sean proporcionales al desplazamiento impuesto. Como consecuencia de lo anterior, la capacidad de disipación de energía es también proporcional al desplazamiento impuesto.

La forma específica que adquiera el dispositivo (1 ) tanto en ausencia de carga como en presencia de carga no limita el alcance de la presente invención. Por ejemplo, tal como se ¡lustra en las figuras y sin que esto limite el alcance de la presente invención, el primer y el segundo elemento rígidos pivotantes (3, 4) forman entre sí un ángulo variable en función de la carga aplicada. El ángulo específico que formen entre el primer y el segundo elemento rígidos pivotantes (3, 4) no limitan el alcance de la presente invención. Por ejemplo, y sin que esto limite el alcance de la presente invención, el primer elemento rígido pivotante (3) y el segundo elemento rígido pivotante (4) pueden rotar respecto al punto de pivote con la carcasa (2) en un ángulo cercano a 0 ^o cuando el dispositivo se encuentra en un estado de mínima deformación. En otro ejemplo, sin que esto limite el alcance de la presente invención, el primer elemento rígido pivotante (3) y el segundo elemento rígido pivotante (4) pueden rotar respecto de sus respectivos puntos de pivote con la carcasa (2) en un ángulo menor a 90° en un amplio margen, cuando el dispositivo (1 ) se encuentra en un estado de máxima deformación.

Los materiales de los diferentes elementos que forman parte del dispositivo (1 ) que es objeto de la presente invención no limitan el alcance de la protección solicitada. Por ejemplo, y sin que esto limite el alcance de la presente invención, la carcasa (2), el primer elemento rígido pivotante (3), el segundo elemento rígido pivotante (4), la primera biela rígida (5), la segunda biela rígida (6), el elemento rígido de interconexión (7), el elemento de transmisión de carga (10) y el sistema de transmisión de carga (13) pueden fabricarse de un material que se selecciona del grupo formado por hierro, acero, acero inoxidable, acero al carbono, aluminio, duraluminio, titanio, así como una combinación entre los mismos u otros materiales que aseguren la condición de rigidez requerida. Del mismo modo, el al menos un elemento resiliente lineal (8), puede ser de los mismos materiales antes mencionados teniendo una configuración geométrica que le otorgue flexibilidad y capacidad de deformación requeridas por diseño, o bien de algún otro material más flexible y resistente que le confiera esas mismas propiedades.

Por otra parte, la forma y dimensiones de los diferentes elementos que forman parte del dispositivo (1 ) que es objeto de la presente invención no limitan el alcance de la presente invención en tanto permitan realizar las conexiones, tanto fijas como pivotantes, mencionadas y definidas anteriormente. Una persona normalmente versada en la materia entendería, por ejemplo, y sin que esto limite el alcance de la presente invención, que la carcasa (2), el primer elemento rígido pivotante (3), el segundo elemento rígido pivotante (4), la primera biela rígida (5), segunda biela rígida (6), el sistema de elementos resilientes lineales (8) y, en general, todos los componentes del dispositivo (1 ), pueden tener dimensiones en un amplio rango no definido a priori, debiendo dichas dimensiones ser compatibles con los requerimientos de deformación y resistencia del sistema estructural que el dispositivo (1 ) protege. Por ejemplo, sería posible que, a mayor demanda de deformación y resistencia del sistema estructural protegido, mayor serán las dimensiones de los componentes del dispositivo (1 ).

En un ejemplo de realización, si el dispositivo se utiliza para proteger una estructura rígida, donde se esperan pequeños desplazamientos, pero resistencias altas, las longitudes de los componentes serán pequeñas si la estructura fuese flexible, pero sus secciones transversales serán relativamente grandes. En otro ejemplo, si el dispositivo (1 ) se utiliza como complemento de disipación de energía en la interfaz de aislamiento de una estructura, entonces sus longitudes serán mucho mayores, ya que se espera una gran demanda de deformación.

En una realización preferida, sin que esto limite el alcance de la presente invención, el primer anillo (1 1 ) y el segundo anillo (12) del sistema de transmisión de carga (13), que trabajan en forma conjunta con el elemento de transmisión de carga (10), pueden comprender un primer rodamiento y un segundo rodamiento que disminuye el roce entre dichas partes ensambladas. En esta realización preferida, por ejemplo y sin que esto limite el alcance de la presente invención, el elemento de transmisión de carga (10) puede insertarse tanto en dicho primer rodamiento como en dicho segundo rodamiento. De esta manera, se da la condición de que el coeficiente de roce entre el elemento de transmisión de carga (10) y los primer y segundo anillos (1 1 , 12) es mucho menor que el coeficiente de roce entre los primer y segundo anillos (11 , 12) y los correspondientes primer y segundo elementos rígidos pivotantes (3, 4), debido al rodamiento existente entre ellos. En otras realizaciones preferidas, además, es posible proporcionar un sistema de transmisión de carga (13) que comprenda un primer y segundo anillos (11 , 12) intercambiables. De esta manera, por ejemplo y sin que esto limite el alcance de la presente invención, al cambiar la materialidad de los primer y segundo sistema de anillos de transmisión de carga (11 , 12) es posible modificar la capacidad de disipación de energía del dispositivo al modificar el coeficiente de roce entre éstos y los componentes que están en contacto con ellos, los que son los primer y segundo elementos rígidos pivotantes (3, 4) y el elemento de transmisión de carga (10).

En otra realización preferida, sin que esto limite el alcance de la presente invención, es posible proporcionar una superficie de sacrificio en los primer y segundo elementos rígidos pivotantes (3, 4), en los primer y segundo anillos (11 , 12) o en ambos, con el fin de no dañar la estructura permanente de los primer y segundo elementos rígidos pivotantes (3, 4) y/o de los primer y segundo anillos (1 1 , 12). Los medios mediante los cuales se proporcione dicha superficie de sacrificio no limitan el alcance de la presente invención y puede utilizarse cualquier opción conocida por una persona normalmente versada en la materia. En el contexto de la presente solicitud, sin que esto limite el alcance de esta, se entenderá como conjunto de restitución a uno o más elementos que, en conjunto, cumplan la función de presentar una respuesta elástica ante una deformación lineal, donde la magnitud de la respuesta varía proporcionalmente con la magnitud de la deformación. El conjunto de restitución comprende al menos un elemento resiliente lineal (8). La constante elástica que presente el al menos un elemento resiliente lineal (8) no limita el alcance de la presente invención y puede depender, por ejemplo y sin que esto limite el alcance de la presente invención, de las dimensiones y materiales del dispositivo (1 ) que es objeto de la presente invención, así como de la magnitud de las energías que se busca disipar y/o de las demandas de deformación impuesta por el sistema estructural protegido por el dispositivo (1 ) y las cargas dinámicas que lo solicitan.

Por otra parte, la naturaleza específica del al menos un elemento resiliente lineal (8) no limita el alcance de la presente invención, en tanto presente una respuesta elástica a la deformación. Por ejemplo, y sin que esto limite el alcance de la presente invención, el al menos un elemento resiliente lineal (8) puede seleccionarse del grupo formado por resortes helicoidales lineales de acero, materiales hiper-elásticos, resortes de gas dispuesto de manera ad-hoc, así como una combinación entre los mismos.

Adicionalmente, sin que esto limite el alcance de la presente invención, es posible proporcionar un elemento de amortiguación al conjunto de restitución que evite una oscilación excesiva del dispositivo (1 ) cuando se ha dejado de ejercer la fuerza de tracción F. En una realización más preferida, sin que esto limite el alcance de la presente solicitud, es posible proporcionar un elemento de amortiguación unidireccional, de forma tal que el amortiguamiento solo se produce durante la compresión del al menos un elemento resiliente lineal (8) pero no durante su elongación.

Tal como se mencionó previamente, el diseño del dispositivo (1 ) que es objeto de la presente invención permite que tanto la magnitud de la componente elástica como la magnitud de la componente disipativa sean proporcionales a la deformación. De esta manera, es posible que el dispositivo (1 ) sea diseñado para que los primer y segundo anillos (1 1 , 12) del sistema de transmisión de carga (13) no alcancen los extremos libres de los primer y segundo elementos rígidos pivotantes (3, 4) en vista de las fuerzas de tracción F esperadas durante la operación. Sin embargo, en otras realizaciones preferidas, puede resultar ventajoso incorporar limitadores de carrera para los primer y segundo anillos (1 1 , 12) a lo largo de los primer y segundo elementos rígidos pivotantes (3, 4) respectivamente. De esta manera, por ejemplo, y sin que esto limite el alcance de la presente invención, el dispositivo se bloquea al alcanzar el límite de carrera disponible, restringiendo el desplazamiento máximo de la estructura que protege. Sin embargo, en algunas realizaciones preferida, al alcanzarse el recorrido máximo, el dispositivo (1 ) puede estar sometido a grandes fuerzas, por lo que debe ser diseñado muy robusto teniendo en cuenta las características de la estructura que protege y del forzante dinámico que la solicita.

Tal como se mencionó previamente, el dispositivo (1 ) que es objeto de la presente invención comprende un elemento rígido de interconexión (7) al cual las primera y segunda bielas rígidas (5, 6) se conectan de manera pivotante y al cual se fija el al menos un elemento resiliente lineal (8). Dicho elemento rígido de interconexión (7) permite la interacción entre el al menos un elemento resiliente lineal (8) y los primer y segundo elementos rígidos pivotantes (3, 4) que se conectan por medio de las primera y segunda bielas rígidas (5, 6) al elemento rígido de interconexión (7). De esta forma, sin que esto limite el alcance de la presente invención, el al menos un elemento resiliente lineal (8) puede configurarse para su deformación lineal en respuesta a la aplicación de la carga sobre el dispositivo (1 ) que es objeto de la presente invención.

La naturaleza de dicho elemento rígido de interconexión (7) no limita el alcance de la presente invención en tanto permita dicha interacción. Por ejemplo, tal como se ¡lustra en las figuras y sin que esto limite el alcance de la presente invención, en una realización preferida, el elemento rígido de interconexión (7) puede ser un puente que posee dos extremos. En este caso, sin que esto limite el alcance de la presente invención, la primera biela rígida (5) puede conectarse de manera pivotante con uno de los extremos del puente y la segunda biela rígida (6) puede conectarse de manera pivotante con el otro de los extremos del puente. Además, el conjunto de restitución, que posee al menos un elemento resiliente lineal (8), puede fijarse a una porción central del puente. Sin embargo, en otros ejemplos de realización, que no se ¡lustran en las figuras y sin que esto limite el alcance de la presente invención, el elemento rígido de interconexión (7) puede ser un eje de conexión al cual pueden conectarse de manera pivotante las primera y segunda bielas rígidas (5, 6). En este ejemplo de realización, además, el al menos un elemento resiliente lineal (8) que conforma el conjunto de restitución, puede fijarse a dicho eje de conexión.

En una realización preferida, sin que esto limite el alcance de la presente invención, el dispositivo (1 ) que es objeto de la presente invención comprende, además, un sistema mecánico (9) que incluye medios de anclaje del al menos un elemento resiliente lineal (8) y permite aplicar una elongación inicial a este último. A dicho sistema mecánico (9) se encuentra fijo en uno de sus extremos el al menos un elemento resiliente lineal (8), estando su segundo extremo fijado a la carcasa (2). De esta forma, es posible anclar un extremo del al menos un elemento resiliente lineal (8) a la carcasa (2) por medio del sistema mecánico (9). Dicho sistema mecánico (9) permiten fijar el extremo del sistema de elementos resilientes lineales (8) que se opone al elemento rígido de interconexión (7). De esta forma, por ejemplo y sin que esto limite el alcance de la presente invención, dicho sistema mecánico (9) en conjunto con el elemento rígido de interconexión (7) permiten configurar dicho al menos un elemento resiliente lineal (8) para su deformación lineal en respuesta a la aplicación de la carga.

Dicho sistema mecánico (9) puede comprender una única pieza o una pluralidad de elementos sin que esto limite el alcance de la presente invención. En una realización preferida, sin que esto limite el alcance de la presente invención, dicho sistema mecánico (9) puede estar configurado, además, para aplicar una elongación inicial a dicho al menos un elemento resiliente lineal (8), por medio de su accionamiento. Este accionamiento puede ser manual o con la utilización de herramientas como llave de tuercas, atornillador, llave Alien o cualquier otro tipo de herramienta existente o diseñada específicamente para estos efectos.

En otra realización preferida, tal como se ¡lustra en las figuras 5 y 6 y sin que esto limite el alcance de la presente invención, el dispositivo (1 ) puede comprender una configuración simétrica respecto de un plano que lo corta transversalmente en su punto medio. En este sentido, por ejemplo y sin que esto limite el alcance de la presente invención, el dispositivo (1 ) puede comprender, adicionalmente:

- al menos un tercer elemento rígido pivotante (3a) que presenta un correspondiente primer extremo conectado de manera pivotante con un tercer punto interior de la carcasa (2) adyacente al primer punto interior, y un correspondiente segundo extremo, opuesto al primer extremo, que presenta forma de gancho;

- al menos un cuarto elemento rígido pivotante (4a) que presenta un correspondiente primer extremo conectado de manera pivotante con un segundo punto interior de la carcasa (2) que es adyacente al segundo punto interior, y un correspondiente segundo extremo, opuesto al primer extremo, que presenta forma de gancho;

- al menos una segunda biela rígida (5a) que posee un correspondiente primer extremo y un correspondiente segundo extremo, en donde el primer extremo de la segunda biela rígida (5a) se conecta con un punto intermedio del al menos un tercer elemento rígido pivotante (3a) y en donde el segundo extremo de la tercera biela rígida (5a) se conecta de manera pivotante con un segundo elemento rígido de interconexión (7a); - al menos una cuarta biela rígida (6a) que posee un correspondiente primer extremo y un correspondiente segundo extremo, en donde el primer extremo de la cuarta biela rígida (6a) se conecta con un punto intermedio del al menos un cuarto elemento rígido pivotante (4a) y en donde el segundo extremo de la cuarta biela rígida (5a) se conecta de manera pivotante con el segundo elemento rígido de interconexión (7a);

- al menos un segundo elemento rígido de interconexión (7a) conectado a la tercera biela rígida (5a), a la cuarta biela rígida (6a) y a un segundo extremo del al menos un elemento resiliente lineal (8); y

- un segundo sistema de transmisión de carga (13a) compuesto por al menos un tercer anillo (1 1 a) y al menos un cuarto anillo (12a) dispuestos anularmente en relación con el segundo elemento de transmisión de carga (10a), cada anillo que presenta una correspondiente superficie plana perpendicular a la dirección radial del segundo elemento de transmisión de carga (10a), dicha correspondiente superficie plana que está en contacto con la cara interior de un correspondiente elemento rígido pivotante (3a, 4a) para transmitir parte de la carga impuesta por el sistema estructural.

En una realización preferida, el dispositivo (1 ), en su configuración simétrica, puede comprender medios de tensión del al menos un elemento resiliente lineal (8) configurados para proporcionar una deformación lineal inicial a dicho al menos un elemento resiliente lineal (8). Por ejemplo, y sin que esto limite el alcance de la presente invención, dichos medios de tensión pueden proporcionarse en forma de una carcasa dividida en dos partes (2a, 2b), conectadas entre sí por un sistema mecánico (9a) que está rígidamente unido a la una primera porción (2a) de la carcasa, y que se une a una segunda porción (2b) de ésta, permitiendo modificar la longitud total de la carcasa en su conjunto (2a, 9a, 2b).

En esta realización, mediante el accionamiento del sistema mecánico (9a), se puede aplicar un alargamiento inicial y carga de pre-tensado a dicho al menos un elemento resiliente lineal (8), al separar o acercar las dos partes que componen la carcasa (2a, 2b). El accionamiento del sistema mecánico (9a) puede ser manual o con la utilización de herramientas como llave de tuercas, atornillador, llave Alien o cualquier otro tipo de herramienta existente o diseñada específicamente para estos efectos.

Todas las alternativas previamente expuestas para el primer y segundo elemento rígido pivotante (3, 4) son aplicables para el tercer y cuarto elementos rígidos pivotantes (3a, 4a) sin que esto limite el alcance de la presente invención. De manera análoga, todas las alternativas previamente expuestas para las primera y segunda bielas rígida (5, 6) son aplicables para la segunda componente de las tercera y cuarta bielas rígida (5a, 6a), sin que esto limite el alcance de la presente invención. De igual forma, todas las alternativas previamente expuestas para la carcasa (2) son aplicables a sus componentes (2a, 2b) mencionadas previamente en las realizaciones preferentes, sin que esto limite el alcance de la presente invención. Además, todas las alternativas previamente expuestas para el elemento rígido de interconexión (7) son aplicables para el segundo elemento rígido de interconexión (7a) sin que esto limite el alcance de la presente invención. Adicionalmente, todas las alternativas previamente expuestas para el sistema de transmisión de carga (13), así como para el primer y segundo anillos (1 1 , 12) y el elemento de transmisión de carga (10), son aplicables para el segundo sistema de transmisión de carga (13a), para el tercer y cuarto anillos (11 a, 12a) y para el segundo elemento de transmisión de carga (10a), respectivamente, sin que esto limite el alcance de la presente invención.

Las Figuras 7 a 9 ¡lustran otra realización preferida del dispositivo (1 ) que es objeto de la presente invención. En esta realización preferida, sin que esto limite el alcance de la presente invención, en adición a los elementos que se ¡lustran en las figuras 5 y 6 y que le otorgan una configuración simétrica al dispositivo (1 ) que es objeto de la presente invención, el dispositivo (1 ) puede presentar un elemento de conexión rígido conectado al primer sistema de transmisión de carga (13) y al segundo sistema de transmisión de carga (13a). De esta manera, puede proporcionarse un dispositivo (1 ) que permita disipar energía tanto en compresión como en tracción, en donde, adicionalmente, tanto la respuesta elástica como la capacidad de disipar energía son proporcionales a la demanda de desplazamiento impuesto.

De acuerdo con la descripción previamente detallada, es posible obtener un dispositivo (1 ) que permite superar las deficiencias del estado de la técnica.

Otra ventaja del dispositivo (1 ), que es objeto de la presente invención, es que tanto su capacidad de respuesta elástica como su capacidad de disipar energía son proporcionales a la demanda de desplazamiento impuesto. Esto significa que puede trabajar eficientemente protegiendo a una estructura frente a la acción de cargas dinámicas de pequeña, mediana y gran intensidad. Además, su capacidad de deformación depende del tamaño del dispositivo, un dispositivo más grande permitirá alcanzar deformaciones mayores. La capacidad resistente depende directamente de la rigidez del conjunto de restitución, en particular del al menos un elemento resiliente lineal (8), de modo que, a mayor rigidez, mayor capacidad de fuerza tendrá el dispositivo para un mismo desplazamiento impuesto. Todas las cualidades antes mencionadas le permiten ser implementado en estructuras de diferentes tamaños, rigidez y masa.

Debe entenderse que las diferentes opciones descritas para las características técnicas del dispositivo (1 ) pueden combinarse entre sí, o con otras alternativas conocidas para una persona normalmente versada en la materia, sin que esto limite el alcance de la protección solicitada.

A continuación, se entregarán ejemplos de aplicación del dispositivo (1) que es objeto de la presente solicitud. Dichos ejemplos se entregan sólo para un mejor entendimiento de la tecnología, pero en ningún caso debe entenderse que limiten el alcance de la protección solicitada. Adicionalmente, detalles de características técnicas descritas en ejemplos diferentes pueden combinarse entre sí, o con otras opciones previamente descritas o conocidas para una persona normalmente versada en la materia, de cualquier manera, prevista sin que esto limite el alcance de la protección.

EJEMPLOS DE APLICACIÓN

El dispositivo (1 ), puede ser empleado en un sistema de arriostramiento de estructuras de baja, mediana o gran altura. También puede ser implementado en cables de amarra para barcos atracados en muelles. Puede ser utilizado para la rehabilitación de estructuras existentes al incorporar el dispositivo (1) como mecanismo de disipación de energía localizada, mejorando el desempeño estructural ante cargas dinámicas. También puede ser utilizado en sistemas de barreras viales que utilicen cables tensos a los costados de la vía como medio de protección del conductor ante descarrilamiento. En general, puede ser utilizado en señe con cualquier tipo de cable estructural que pueda estar sometido a cargas dinámicas que le impongan deformación y fuerza.