模块化结构系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及从大致长形元件A、B、C、D的滑动接合形式的组合获得的模块化结构系统，这些元件具有在其周界上设置有突起和凹部的截面，这些突起和凹部在元件A、B、C、D的空间展开中形成形成结构系统的元件的相互滑动的滑动沟道或轨道。该结构系统还可以设置有节点元件C，其被成形为具有两个平行且相对的表面，其中一个表面上设置有滑动沟道或轨道，用于在相应滑动沟道或轨道中的相互凸/凹接合，而另一个表面上设置有以相对于所述相对表面成0<α<180°的连接角与其它元件A、B、C、D的永久或可解除连接。该结构系统还可以取代节点元件C而设置有节点A″、B″、C″。
【专利说明】模块化结构系统发明领域
[0001]本发明涉及一种模块化结构系统，该系统不仅可以在主要是建筑行业的各种领域中使用，而且可以在存在对能够适当地抵抗不能通过相应的单件系统有效地反对的机械应力的制造对象的需要的那些应用领域中使用。
【背景技术】
[0002]迄今已知的结构系统基本上是单件的。最知名的通用系统是下文中描述的支柱和横梁(来源:维基百科，“支柱”和“横梁”标题)。
[0003]支柱通常由钢筋混凝土制成，即包括嵌入其中并适当地成形并连接到一起的混凝土和钢筋(加固)。
[0004]支柱是垂直承重的建筑元件，其将负载从上层建筑转移到设计为支持它的底层结构。支柱的具体特征存在于想象为垂直的(即从垂直延伸到包含它的平坦地基中获得的)形状中；该平坦地基可以是正方形、矩形、多边形或更复杂的(具有多个瓣、束形等)，也可以是圆的。横截面可以具有恒定形状和大小，也可以具有可变的形状和/或大小，在这种情况下，它被称为“锥形支柱”。
[0005]“横梁”理解为意味着具有一个主尺寸的结构元件，该主尺寸被设计为将倾向横跨到沿所述轴线的几何轴线的应力，从负载作用到的截面转移到约束点，这些约束点保证横梁的外部平衡，并将其固定到周围环境中。由一起紧固到地基上的横梁所组成的机械系统被称为“桁架结构”或“框架”。该系统构成在建筑物中使用的最重要的结构配置之一。在常用形状的框架中，支柱形成垂直的平面间元件，而横梁具体表示水平平坦元件。
[0006]横梁的基本特征存在于它们的静态行为中。术语“横梁”更正确地是指其中存在主要抗弯的行为的状态，而术语“支柱”是指其中行为主要由垂直力组成的状态。
[0007]存在具有模块化元件的建造系统，然而这些模块化元件可以彼此组合，但已知的系统不能提供对剪切、牵引、弯曲、压缩和扭转应力的合适抵抗，并且通常具有削弱结构的不连续的线。
[0008]本发明不涉及其形成墙壁的建筑元件。
【发明内容】
[0009]在下文中，术语“槽”、“凹槽”、“沟道”、“花键”和“轨道”将被理解为同义词，并且同样地，术语“突出”和“突起”被视为同义词。
[0010]根据本发明可以理解:
[0011].“结构元件”指的是如在下文描述和图示的每一个单一元件A'BXX'、D或它们的替代实施方式；
[0012].“结构系统”指的是元件A、B和可选C和可选元件D的集合，所述“结构系统”能够进一步设置有节点元件C ;
[0013].“结构组件”指的是借助于节点元件C'连接的至少两个结构系统的组合，该“结构组件”优选地包括借助于一个或多个节点元件C'或借助于节点A〃、B〃、C〃而连接在一起的多个“结构系统”。
[0014]根据本发明，提供具有预定截面的合成式或模块化结构系统，所述系统从大致长形的元件的滑动接合形式的组合中获得，其中所述元件是至少两种不同类型的，并且可以被滑动地组装一起，以形成各种三维建筑结构。该结构可以是建筑结构或机械结构或建筑游戏或观赏对象。
[0015]根据本发明的结构系统可以构建在具有垂直和水平展开的空间中，两个展开方向之间的连接借助于一个或多个节点元件或借助于节点来获得。
[0016]根据本发明的系统具有预定截面，并且其空间展开(spatialdevelopment)沿垂直于该截面的主线来获得，所述系统包括:
[0017]第一元件A，具有大致长形形状并且具有大致四边形截面，该截面的周界上设置有突起和凹槽或槽，这些突起和凹槽或槽在该元件A的空间展开中形成滑动沟道或轨道，用于形成该合成式结构系统的元件的相互滑动，所述元件A的外周界基本上完全由元件B的周界部分围绕；
[0018]第二元件B，具有其周界上设置有突起和凹槽或槽的截面，这些突起和凹槽或槽在该元件B的空间展开中形成滑动沟道或轨道，用于形成该合成式结构系统的元件的相互滑动，所述元件B的周界使得它的一部分可以相互凸/凹接合地插入元件A的周界的多个部分之内，而元件B的其余周界或者限定该结构元件的截面的周界部分，或者构造用于借助于相互凸/凹接合来插入到可选第三元件C和可选元件D的周界部分的元件；
[0019]可选第三元件C，具有这样一个截面，其周界使得其一部分可以相互凸/凹接合地插入该元件B的周界的多个部分中以及可选其它元件C和可选元件D的周界部分中，而该元件C的其余周界部分限定该合成式或模块化结构系统的整体最终截面的外周界部分，所述元件C和可选元件D的外周界部分基本上完全包围该元件B在与该元件A的相互滑动期间不被接合的周界部分；
[0020]另外的可选元件D，具有这样一个截面，其周界使得其一部分相互凸/凹接合地插入该元件C的周界的多个部分以及可选地插入元件B的周界部分，而元件D的其余周界部分限定该合成式或模块化结构系统的整体最终截面的外周界部分。
[0021]在用所指示的【具体实施方式】中，一般用C所指示的元件被成形为具有基本上相互平行的两个相对表面，具有比其余对相对表面的表面积更大的表面积。这两个延伸表面之一上设置有突起和滑动沟道或轨道，用于在该第二元件B和可选元件C和可选元件D的相应滑动沟道或轨道中的相互凸/凹接合，并且相对的平行表面上设置有以关于所述相对的表面成0〈α〈180°的连接角与所述第一元件A和第二元件B和可选其它元件C和可选元件D的永久或可解除连接，该连接角优选为0〈α<90°，更优选为α = 90°。
[0022]该永久或可解除连接可以以例如使用利用选自下列的固定装置或系统连接在一起的部件的任何已知方式获得:螺钉、螺栓、胶水、焊接、栓销、铆接、铆合、卷边、密封、螺纹连接、互锁接合或卡扣接合等，或者也可以形成为元件C与各种其它元件A、B、C、D之间的整体或单件元件。
[0023]从几何观点来看，元件AdXdX'可以被限定为从在空间中移动并且保持基本上垂直于由其点所描述的轨迹的平坦图形所产生的实心体。该平坦图形的重心的轨迹是所述轴线，而平坦图形形成各个元件AdXdX'的截面。在这些元件的线性展开中，A、B、C、D和的截面的突起和凹槽在所述截面的线性展开中形成突起和滑动沟道或轨道。截面的内部形状可以是实心的，以便产生实心元件，或者是完全或部分中空的，以便产生盒状或中空元件。
[0024]各个元件A'BX'DX'之间的接合具有凸/凹型的滑动接合形式，例如鸠尾榫舌，其设计有适于与其它元件的相应鸠尾槽接合的尺寸，以便所述元件以滑动方式接合在一起。
[0025]在根据本发明的结构系统的长形空间展开中，各元件A'BX'DX'可以叠加在或组合到或添加到由相同材料或不同材料制成的、具有与其基本上等同的截面的相应其它元件A、B、C、D。
[0026]结构元件AdXdX'借助于平坦的几何“基础”图形沿大致垂直于所述图形所在平面的方向的三维展开来产生。产生单一元件A'BX'DX'的此几何图形由周界和由周界内的表面形成。因此，元件A'BX'DX'的形态结构由表面实心壳体(由基础图形的周界沿所需高度的展开来限定)和内部实心体积(由表面在基础图形的周界之内、在将要赋予该元件的高度之上的展开来限定)刻画。每一个单一元件的平坦“基础”图形的形状和尺寸以及所述元件的高度，取决于该元件将能够满足的要素(单独或作为由结构元件A'BX'D'C/形成的一个组件)以及由此引起的、根据本发明的结构系统将确保其用途的性能特征而限定、配置和设计。
[0027]结构元件A'BX'D、。可以制造成内部中空的，并且具有可变的厚度。
[0028]给定长度的每个结构元件AdXdX'可以用另外的元件AdXdX'的各个部分逐件地形成，直到获得所需长度为止。也可以以不垂直于元件的展开的轴线的方式进行逐件组合/分段。
[0029]另外，每个结构元件A'BX'D'C/可以逐件形成，以使得该部件集重构单一元件的几何形状，本实施方式的一个例子示出在图34中。
[0030]本发明的结构系统从中心元件A与结构上连接在A周围的一个或多个元件B以及结构上连接在B周围而不在A周围的可选元件C和可选元件D的组合来获得。这种结构系统的空间组织被设计成形成线性结构，其典型是在结构组件的形式(例如，在支柱和横梁的形式)下垂直和水平的，然而曲线结构也是可能的，例如如图28中所示。
[0031]有利的是，根据本发明的结构系统具有拥有正多边形或圆形形式的外周界的整体截面，特别优选的是正方形和长方形截面。
[0032]所述元件A、B、C、D和的截面的凹部和凸部之间的比例和比率是使得确保所述元件相对彼此的互补性质。
[0033]单一元件AdXdX'的体积和相应截面的分布可以在相邻的对，S卩，A与B(A-B)B与C(B-C)、C与D(C-D)、B与C和D(B-C-D)，但没有A与C和A与D，的级别上进行管理，其中该尺寸和变量可以仅在邻近和/或邻接元件之间分布，例如如在示出了元件A、B、C、D的各种实施方式的横截面形状和几何结构的图中所示。
[0034]结构系统可以具有预定长度，并且可以通过组装具有长度彼此不同的元件A和B以及可选元件C和可选元件D获得，直到得到作为整体的结构元件的预定长度，如在图13中示意性所示。
[0035]单一元件由每个几何基础图形的三维展开(沿正交于该图本身在于的平面的准线)限定。每个结构元件借助于可以通过边缘外部相对于彼此的插入和滑动的方式来进行的操作，与相邻元件接合，或者更确切地说组装一起。所述方法之一可以如下:每个第二元件B，然后依次是每个可选元件C和可选元件D，可滑动地被装配在第一结构元件A的一端上。该插入过程利用每个元件的外部几何特征进行，并且由相互互补的凹部和凸部(即突起与凹槽)的存在来确保。后者也保证元件完美接合在一起和完美装配，以便一旦接合，就不再可能把它们分开(除非执行相反的过程)。
[0036]对于本发明的所有的简单的结构元件重复该过程，直到组合的结构系统构成为其完成形式(即设计要求)，以满足所有给定的要求。
[0037]可以用来制造每个单一结构元件的材料可以具有不同性质并且选自:金属和合金、聚合材料、陶瓷、玻璃、木材、天然石、附聚物、烁岩和合成材料(如金属和非金属层压板)以及它们的组合。这些材料可以选自:块状材料、网状材料、具有开孔和/或闭孔的多孔材料以及分层材料。单一元件A'BX'DX'也可以是中空的，并且在这种情况下，可以选择材料来制造该结构元件和其它材料的壳体，以填充壳体内部的体积。壳体可具有恒定的或可变的厚度，或内部容积可以完全或部分地用气体(例如选自:空气、惰性气体)、或液体(诸如冷却或加热的液体)或如上所述的固体或气体、液体和固体的相应组合来填充，如图34所示。
[0038]根据本发明的模块化结构系统可以有利地用于各个行业，例如，建筑和工程机械行业、交通运输和家具行业，以及必须同时处理不同类型和程度的应力的所有那些应用行业。根据本发明的模块化结构系统还可以有利地用于提供模块化游戏和建筑游戏。
[0039]因为根据本发明的结构系统能够实现各种结构元件的组合和同时协同作用，而各种结构元件可以彼此独立地与模块化元件的其它部分逐件地组装和组合，只要这些模块化元件具有基本上相同的几何特征并且由不同类型的材料制造，而且基于它们的具体特征和性能特性单独识别、预选和构造以优化需要的它们的功能和目的，所以该结构系统是合作系统。通过优化单一元件的功能和目的，相比于相同尺寸和重量的相应结构，能够实现整个结构系统的性能的改进。
[0040]根据本发明的结构组件的组织构成对满足设计要求的最有效响应。
[0041]基本上，利用根据本发明的结构系统，可以提供具有适合于开发能够满足所需性能特征的所有组合的协同结构系统的具体特性和必要条件的每个元件或其部分。
[0042]利用根据本发明的结构系统，相比于相同尺寸和/或重量的相应结构，可以实现最优化从而提高在抵抗简单和合成式剪切、压缩、牵拉、扭转、弯曲等的应力方面的性能特征。
[0043]利用根据本发明的结构系统，由于这样的事实:可以提供仅具有那些机械性能(这些机械性能绝对是满足该元件在执行它被设计用于的预期功能时，将会受到的力的组合所需要的，而不会产生形成结构的元件之间的任何干扰或不平衡)的各个模块化元件，所以该结构系统也可以合理化从而减少(例如在厚度、重量等方面)所使用的材料量。
[0044]每个模块化元件可以使用不同的材料制成，并且可以以不同比例制造结构元件。此外，模块化元件也可以进行组合，而不用除了那些形成结构系统的元件之外的另外的连接系统或设备，这有利于减少附加零件并且更易于组装。
[0045]上述优点允许根据本发明的模块化系统用于最广泛的不同应用领域，允许组装时间被最小化，从而确保装配和拆卸操作的简易性、准确度和速度，并限制诸如组装用工具、机械和各种设备之类的辅助仪器或设备的使用。有利但不是排他地，该结构系统可被用于形成例如支架、脚手架、起吊抬升位移装置、外壳、保护装置、安全护栏、家具以及用于临时和/或永久的设施和临时和/或永久和应急基础设施的结构。
[0046]在环境保护和节能方面的额外优点通过拆卸结构系统的可能性提供，其也可以为其它用途而重新单独使用每个单一元件，从而限制浪费和处置成本。
[0047]另外的目的将从本发明下面参考优选实施方式的详细描述中变得清楚，然而应该理解，在不脱离由伴随的权利要求书并参照附图限定的保护范围的前提下可以进行变更。
【附图说明】
[0048]现在将参考附图仅通过示例性而非限制性示例的方式描述本发明，在附图中:
[0049]图1示意性示出了形成根据本发明的结构系统的一部分的元件A的轴测视图；
[0050]图2示意性地示出了图1的元件A的横截面；
[0051]图3示意性示出了形成根据本发明的结构系统的一部分的元件B的轴测视图；
[0052]图4示意性示出了图3的元件B的横截面；
[0053]图5a和图5b示意性地示出了形成根据本发明的结构系统的一部分的元件C的轴测正视图(图5a)和后视图(图5b)；
[0054]图6示意示出了图5的元件C的横截面；
[0055]图7示意性示出了形成根据本发明的结构系统的一部分的节点元件的第一实施方式的轴测视图；
[0056]图8示意性地示出了形成根据本发明的结构系统的一部分的节点元件C的第二实施方式的轴测视图；
[0057]图9示意性地示出了形成根据本发明的结构系统的一部分的节点元件C的第三实施方式的轴测视图；
[0058]图10示意性地示出了形成根据本发明的结构系统的一部分的节点A"的轴测视图；
[0059]图11示意性地示出了形成根据本发明的结构系统的一部分的节点B"的轴测视图；
[0060]图12示意性地示出了形成根据本发明的结构系统的一部分的节点C"的轴测视图；
[0061]图13示意性地示出了不同长度的元件A、B和C的组合的轴测视图；
[0062]图14示意性地示出了沿在图13的视图中指示的x-x的横截面；
[0063]图15示意性地示出了沿在图13的视图中所示的y-y的横截面；
[0064]图16示意性示出了借助于节点元件C'与相对于该第一系统正交定位的另一个结构系统相组合的、根据图13的结构系统的轴测右侧视图；
[0065]图17示意性地示出了与图16在左侧中的轴测视图中的视图相同的视图；
[0066]图18示意性地示出了与图16和图17中在后侧的轴测视图中的视图相同的视图；
[0067]图19示意性地示出了与图16中具有降低的正交结构系统的视图相同的视图；
[0068]图20示意性地示出了借助于相应数量的节点元件C'与其它四个正交结构系统结合的结构系统的轴测视图，其中在组装/拆卸期间，该四个元件之一相对于其它三个元件处于顶部；
[0069]图21示意性地示出了与图20中的视图相同的视图，而该四个元件C的组合正在被插入/移除；
[0070]图22示意性地示出了包括完成装配的四个节点的结构系统的轴测视图，具体示出了为后续连接准备的凸凹部件以便获得根据本发明的结构组件；
[0071]图23&、2315、23(3、23(1、236、231238、2311、23丨、23]_、231^以横截面示意性地示出在图15中所示包围细节W的可能实施方式；
[0072]图24以横截面示意性地示出了元件A与四个元件B的组合；
[0073]图25&、2513、25(3、25(1、256、25匕258以横截面示意性地示出了具有不同截面、相对尺寸的比率和外部形状的元件A、B、C的不同实施方式；
[0074]图26a、26b、26c、26d以横截面示意性示出了具有不同相对尺寸的比率和外部形状的元件A、B、C、D的不同实施方式；
[0075]图27示意性地示出在不同于90°的角度下切取的不同长度的元件A、B和C的组合的轴测视图；
[0076]图28示意性地示出了形成有弯曲形状的不同长度的元件A、B和C的组合的轴测视图；
[0077]图29示出了与图13中的视图相同的视图，但在水平方向上将一个元件G施加了到元件C上；
[0078]图30示意性地示出了沿图29的视图中的Z-Z'的横截面，示出了横截的元件G;
[0079]图31示意性地示出了放置在基础E上的元件A的轴测视图；
[0080]图32示意性地示出了浇铸在一起并且放置在基础E上的四个元件B的轴测视图；
[0081]图33示意性地示出了浇铸在一起并且放置在基础E上的四个元件C的轴测视图；
[0082]图34示意性地示出了图14的横截面，其中各个元件A、B、C以不同方式用不同材料制成。
【具体实施方式】
[0083]附图示出了通过组合元件A、B、C、D、节点元件和节点A〃、B〃、C〃的各种实施方式获得的根据本发明的结构系统的优选实施方式，这些元件和节点允许与相对于第一系统垂直定位的其它四个结构系统的互连，以获得根据本发明的结构组件。
[0084]具体参照附图1至6，这些附图示出了构成根据本发明的模块化结构系统的元件A、B和C的优选实施方式。
[0085]在图1的轴测视图和在图2的横截面中示出的元件A，具有大致正方形截面(具体如图2中所示)或矩形截面(如图25b和26c)所示。在所述元件A中，形成滑动槽或纵向轨道I，并对称地分布在该截面的四个侧面上。在图1和2以及图24、25b、25c、25d、25f、26a、26c、26d中，示出的导轨是具有平行表面的正方形类型的，但可以以适于允许例如倒圆或斜切的互补部件的滑动的任何已知方式形成，如图25a、25e、25g和26b所示。槽或轨道I限定突出部件2，其也可以被成形为正方形或圆形或斜切，以便能够滑动地接合在通用元件B的相应互补槽之内。
[0086]在图3的轴测视图中和图4的横截面中示出的元件B，具有大致四边形截面，具体如图4中所示，该图示出了形成在截面的四个角中的一个或三个上的滑动槽或纵向轨道3和可选滑动槽或纵向轨道4和5，还有形成在截面的四个角中的第四个上的可选滑动槽或纵向轨道15，如图26b的横截面中所示。另外，元件B可以具有大致矩形截面，具体如图25b和26c中所示。在图3、图4和图24、2513、25(:、25(1、25匕263、26(3和26(1中，槽或轨道3、4、15是具有平行表面的正方形类型的，但这样的轨道可以以适于允许例如倒圆或斜切的互补部件的滑动的任何已知方式形成，如图25a、25e、25g和26b所示。在图4的实施方式中，槽或轨道4和5具有彼此等同的镜像并且不同于轨道3，而轨道3被成形为使得它可以与元件A的突出部分2耦合并容纳元件A的突出部分2。槽或轨道4和5被设计成与通用元件C或的相应互补突起滑动地接合，在图24的实施方式中，槽或轨道4和5被槽16和突起17取代，并且根据本发明的结构系统可以仅用中心元件A来形成，在这种情况下，其具有由四个元件B包围的大致正方形截面(或矩形截面，未示出)。仅用元件A和B实现的结构系统的截面也可以是除了正方形(如图24所示)之外的多边形的、或圆形的或具有任何设计的大致形状(实施方式未示出)。
[0087]图26b中所示的实施方式具有能够与通用元件D的相应互补突起滑动地接合的附加槽或轨道15，其截面可以具有各种形状，例如如在图26a至20d中所示。在本实施方式中，本发明的结构系统将不仅用由四个元件B包围的中心元件A(具有大致方形或矩形部分截面)而且还用附加的四个元件C和D来形成。
[0088]具体参考图25c，该图以横截面示出了一种实施方式，其中四个元件B浇铸在一起，作为完全包围A的单件元件或单体。
[0089]在图5a、5b的轴测和在图6的横截面中示出的元件C大致成形为具有两个相对的表面6、7，它们基本上彼此平行，并且具有比其余对平行且相对的表面8、9和10、1(Τ的表面积更大的表面积，表面对10、10'是彼此等同的。
[0090]元件C的表面10具有大致矩形截面，如图6所示。
[0091]延伸表面7在侧表面9位于的一侧上设置有用于形成两个平行且相对的滑动沟道12的突起11以及平行于沟道12的突起13。平行与和相对于侧面9的侧表面8，具有平行于沟道12的纵向槽或轨道14。
[0092]在只以横截面(图25c)示出的实施方式中，两个交替并相对的元件C具有平行的滑动沟道14，它们能够与形成在其它两个交替和平行的元件C上的相应突起13滑动地接合。
[0093]在仅以横截面(图26a至26d)示出的实施方式中，四个交替并相对的元件C在其表面上8/9具有突起/滑动沟道14，它们能够与附加元件D的相应沟道/突起滑动地接合。
[0094]在仅以横截面(图25f和25g)示出的实施方式中，元件C具有双平行滑动沟道14，它们能够与形成在其它两个相邻元件C上的相应双突起13滑动地接合。
[0095]如图25a至26d中所示，可选与元件D(其具有可以因不同设计而具有各种形状的外部周界部分)组合的元件C，有助于形成本发明的结构系统的外部。
[0096]图23a到23k示出了可以在彼此相邻的两个元件C的侧面8/9上获得突起/沟道接合部的不同实施方式。一些不同的实施方式也都示出在图25a至26d中。
[0097]节点元件(/(图7、8和9)具有与元件C相同的滑动沟道或轨道和突起，而其不同于后者在于，在平行且相对于延伸表面7的延伸表面6上，它被进一步设置有与元件A(图7)或与元件B(其在图8中被示出成浇铸在一起形成一个单体)、或与元件C(其在图9中被示出成浇铸在一起形成单体)的永久或可解除连接。元件A、B、C以角度α(在本实施方式中形成相对于延伸表面6'的90°角)连接到表面6'。
[0098]在未示出的一种实施方式中，所述元件A、B、C的表面6'的连接可以以角度α#90°进行。
[0099]槽或轨道12和突起11被设计成与通用元件B的相应互补突起或轨道滑动地接合。突起13和槽或轨道14被设计成与其它通用元件C的相应互补轨道或突起滑动地接合。
[0100]再次参照图7-9，这些附图示出了节点元件的优选实施方式，其允许两个或更多个结构系统彼此互连。
[0101]图10、11和12是作为可用元件获得的那些实施方式的替代实施方式的节点的另外的实施方式。这些另外的实施方式借助于彼此相对90°的至少两个元件的空间布置获得。在图10中所示的实施方式中，节点A"由原本浇铸在一起的六个元件A的组合获得。在另外的实施方式(未示出)中，节点A〃可通过组合原本浇铸在一起的至少三个元件来获得。节点B〃由原本浇铸一起的四个元件B的至少三组组成，并且图11示出了由在该图中浇铸在一起以形成单体的四个元件B的这些组中的六个组成的节点B 〃，所述单体原本浇铸在一起。节点C〃由原本浇铸一起的四个元件C的至少三组组成，并且图12示出了由在该图中浇铸在一起以形成单体的四个元件C的这些组中的六个组成的节点C 〃，所述单体原本浇铸在一起。
[0102]用以获得结构组件的垂直结构系统和水平系统之间的连接借助于使用C'型元件或节点元件的组件或者借助于节点A〃、B〃、C〃进行，其中节点A〃、B〃、C〃形成例如垂直布置的第一结构系统的元件A、B、C和可选元件D，与例如相对于该第一系统水平布置的第二结构系统之间的连接。
[0103]当节点用元件实现时，该节点借助于凸/凹型与其它元件C和可选元件D和的滑动组合来获得。在该垂直结构系统的截面为方形或矩形的情况下，每个节点将由彼此相同的四个元件C'来形成，并且该结构系统可以具有多达四个节点。每个节点元件C'沿将要连接到前一个的跟随的结构系统的延伸方向定位，例如以便由相对于彼此90°的两个或两个以上的结构系统来形成复杂结构。
[0104]节点A〃、B〃、C〃的另外的实施方式示出在图10、11、12中。
[0105]图13和图14和15分别示出了元件A、B和C的组合的轴测视图以及相应的横截面X-X7 和y-y, ο
[0106]具体参考图13，其示出了借助于在具有其周围定位的四个元件B(四个元件C从其延伸出来)的中心元件A的滑动组件获得的根据本发明结构系统。图13示出了如何让各个元件A、B、C可以具有彼此不同的长度。
[0107]图14沿横截面X-Y示出了元件A和四个元件B的组装布置。
[0108]图15沿横截面y-y'示出了元件A、四个元件B和另外的四个元件C的组装布置。圆圈W中的细节示出了将两个相邻元件C连接在一起的方式。其它类型的连接示出在图23a至23k中。
[0109]具体参考图16和17，它们示出了具有类似于图13的延伸的纵向延伸的根据本发明的结构系统。这种垂直结构系统也可以通过使用在该附图中定位在顶部上的节点元件C水平地展开，并且可以沿纵向向下滑动，直到它到达与其形成其邻接的元件C，如图19所示。
[0110]仍参照图16和17，这些附图示出了具有连接到它的按照本发明来布置以形成正交于第一系统布置第二结构系统的其它元件A、B、C的元件C'。在图18中，也可以看到具有突起11的节点元件C的滑动动作，该突起11滑动地接合在由两个相邻元件B创建的相应花键4和5之内。
[0111]图16，17和18示出了由中心元件A、四个元件B和四个元件C构成的结构系统，这些元件C是滑动地相互连接的，并且第二元件C定位在这四个元件C中的一个上。
[0112]图19示出了借助于节点元件连接到相应正交结构系统的垂直结构系统，该正交结构系统的元件A被部分地从其底座中拔出或具有比其结构上连接到的相应元件B和C的长度更长的长度，以便作为一个整体来形成用于该结构的水平展开的凸元件。
[0113]图20，21和22示出了包括四个节点的实施方式，每一个节点通过元件与相应的元件A、B、C的组合来获得。如从附图中可以看出的，各个元件A、B、C具有不同的长度，以便为根据本发明的结构系统的三维展开产生滑动和可拔出的凸/凹连接。在这些图中，一个节点形成为单体，如图9所示。
[0114]图16至22示出了以支柱和横梁形式在空间上组织的根据本发明的结构系统的元件AdXX'可以如何被拔出和相互滑动。
[0115]图27示出了具有斜切口的根据本发明的结构系统。
[0116]图28示出了具有弯曲形状的根据本发明的结构系统。
[0117]图29示出了包含由彼此相邻的四个元件C浇铸在一起所获得的特殊元件G的根据本发明的结构系统。
[0118]图31、32、33示出了通过以永久或可解除方式将元件A定位在基础E上所获得的根据本发明的结构系统的实施方式(图31)。图32示出了通过以永久或可解除方式将四个元件B定位在基础E上所获得的另一个实施方式，在该本实施方式中，该四个元件B浇铸在一起作为可完全包围元件A的单一元件H。图33示出了通过以永久或可解除方式将四个元件C定位在基础E上所获得的另一个实施方式，在该本实施方式中，该四个元件C浇铸在一起作为单一元件G。
[0119]图34示出了形成单一元件A、B、C(未示出D和CQ的不同方式的说明性横截面，在其中:
[0120]a) —个或多个或所有元件(S卩A或B或C)形成为给定厚度的空心制品，不同厚度可以取决于作为一个整体的结构元件的要求；
[0121]b) —个或多个或所有元件(S卩A或B或C)形成为以不同性质的颗粒材料(金属/玻璃/塑料/惰性材料)填充的实心体或中空制品，不同的片/粒大小可以取决于为作为一个整体的结构元件的要求；
[0122]c) —个或多个或所有元件(S卩A或B或C)形成分割成子组件的制品，当将这些子组件组装在一起时，重构该元件作为一个整体，不受限制多个子组件可以取决于作为一个整体的结构元件的要求;以及
[0123]d)所有组合a/b/c都是可能的。
[0124]在图34中，341指示由具有使用不同材料制成的不同厚度的规则几何形状的多个中空部分组成的元件C;342指示由具有各种材料制成的规则几何形状的多个实心体部分构成的元件C; 343指示用木材制成的实心体元件C; 344指示由金属制成的给定厚度的中空元件C;345指示由用不同材料制成的具有规则几何形状的多个实心体部分组成的元件B;346指示用水泥制成的实心体元件B; 347指示用多孔材料制成的给定厚度的中空元件B; 348指示用塑料材料制成的实心体元件B ； 349指示用金属制成的给定厚度的中空元件A。
[0125]这里所描述的特定实施方式不必被认为是限制本发明的范围，该范围应该涵盖由权利要求书所限定的所有变体。
【主权项】
1.一种结构系统，其具有由大致长形元件以滑动接合形式的组合来获得的设定截面，所述系统包括: 第一元件A，其具有大致长形形状，并且具有大致四边形截面，该截面的周界上设置有突起和凹槽，这些突起和凹槽在所述元件A的空间展开中形成滑动沟道或轨道，用于形成所述结构系统的元件的相互滑动，所述元件A的外周界基本上完全由元件B的周界部分围绕； 第二元件B，其具有其周界上设置有突起和凹槽的截面，这些突起和凹槽在所述元件B的空间展开中形成滑动沟道或轨道，用于形成所述结构系统的元件的相互滑动，所述元件B的周界使得它的一部分能相互凸/凹接合地插入元件A的周界的多个部分中，而元件B的其余周界或者限定所述结构元件的截面的周界部分，或者构造用于借助于相互凸/凹接合来插入到可选第三元件C和可选元件D的周界部分中的元件； 可选第三元件C，其截面的周界使得其一部分能相互凸/凹接合地插入所述元件B的周界的多个部分中以及可选其它元件C和可选元件D的周界部分中，而所述元件C的其余周界部分限定所述结构系统的整体最终截面的外周界部分，所述元件C和可选元件D的周界部分以基本上完全的方式包围所述元件B的在相互滑动期间不与所述元件A接合的周界部分。2.根据权利要求1所述的结构系统，其中，所述可选元件D的截面的周界能够相互凸/凹接合地与元件C和可选元件B的周界部分部分地接合，而元件D的其余周界部分限定所述结构系统的整体最终截面的外周界部分。3.根据权利要求1或2所述的结构系统，其中，所述元件A和B具有大致正方形或矩形截面。4.根据权利要求1-3中任一项所述的结构系统，其中，所述元件A处于中心并且在结构上连接到四个元件B。5.根据权利要求4所述的结构系统，其中，所述四个元件B浇铸在一起以形成单体。6.根据权利要求4所述的结构系统，其中，两个相邻元件B之间的连接是鸠尾榫型的。7.根据权利要求1-6中任一项所述的结构系统，其中，所述元件A处于中心并且在结构上连接到四个元件B，而这四个元件B又连接到四个元件C和可选四个元件D。8.根据权利要求7所述的结构系统，其中，所述四个元件C浇铸在一起以形成单体。9.根据权利要求1-8中任一项所述的结构系统，其中，所述滑动沟道或轨道是具有平行表面的方形的，或者是具有斜切表面的实际倒圆的。10.根据权利要求1-9中任一项所述的结构系统，还包括至少一个节点元件C’，其成形为使得其具有基本上相互平行的两个相对的表面，具有比其余成对相对表面的表面积更大的表面积，这两个延伸的表面之一设置有突起和滑动沟道或轨道，用于与第二元件B的相应滑动沟道或轨道的相互凸/凹接合，并且第二平行相对表面设置有以相对于所述相对的表面成范围在0〈α〈180°内的可变连接角α与所述第一元件A和第二元件B和可选其它元件C的永久或可解除连接。11.根据权利要求1-10中任一项所述的结构系统，其中，所述永久或可解除连接利用选自下列的固定装置或系统来获得:螺钉、螺栓、胶水、焊接、栓销、铆接、铆合、卷边、密封、螺纹连接、互锁接合或卡扣接合、磁性系统，或者整体地形成在元件C'与各种其它元件A、B、C、D之间。12.根据权利要求1-11中任一项所述的结构系统，其中，所述元件A'BX'DX'是从在空间中移动并且保持垂直于由其点所描述的轨迹的平坦图形所产生的实心体，该平坦图形的重心的轨迹是所述轴线，而平坦图形形成各个元件A'BX'DX'的截面。13.根据权利要求1-12中任一项所述的结构系统，其中，元件A、B、C、D和的截面的内部形状是实心的，以便产生对应的实心元件，或者是中空的，以便产生盒状或中空元件。14.根据权利要求13所述的结构系统，其中，所述盒状元件以可变厚度形成。15.根据权利要求1-14中任一项所述的结构系统，具有整体截面，该整体截面的外周界大致形状为圆形、椭圆形或正多边形，具体是正方形或矩形。16.根据权利要求1-15中任一项所述的结构系统，具有预定长度，其通过组装具有互不相同的长度的元件A和B以及可选元件C和可选元件D直到达到所述预定长度而获得。17.根据权利要求1-16中任一项所述的结构系统，其中，制造单一结构元件AdXdX'或其部分的材料选自:水泥类材料、玻璃、聚合物材料、金属和合金、木材、合成材料如金属和非金属层板、分层材料、具有开孔和/或闭孔的多孔材料或蜂窝材料以及它们的组合。18.根据前述权利要求中任一项所述的结构系统，其中，所述结构元件中的盒状元件和空洞彼此独立地形成，或者填充有选自以下的材料:水泥类材料、玻璃、聚合物材料、金属和合金、木材、合成材料如金属和非金属层板、分层材料、具有开孔和/或闭孔的多孔材料或蜂窝材料以及它们的组合，或内部容积填充有液体或气体以及这些固体、液体和气态材料的相应组合。19.根据前述权利要求中任一项所述的结构系统，其中，两个相邻元件C之间的连接是在图23a至23k或在图25a至25g中所示的类型。20.根据权利要求1-19中任一项所述的结构系统，还设置有从节点A〃、B〃、C〃中选择的节点。21.根据权利要求1-20中任一项所述的结构系统，用于制造线性结构，这些线性结构典型是垂直和水平的，诸如支柱和横梁，或用于制造模块化游戏和建筑游戏，或用于选自以下的不同应用领域中:建筑、机械工程、交通运输、家具或观赏对象。22.根据权利要求1-21中任一项所述的结构系统，其中，所述元件A具有大致方形截面，在该截面中对称地设置滑动槽或纵向轨道I，它们分布在所述截面的四边上并且限定突起部分2，该突起部分2可滑动地接合在通用元件B的相应互补槽之内； 元件B具有大致方形截面，在该截面的四个角中的三个上设置滑动槽或纵向轨道3、4和5，所述槽或轨道4和5具有彼此等同的镜像并且不同于轨道3，而轨道3被成形为使得它能与元件A的突出部分2耦合并容纳元件A的该突出部分2;槽或轨道4和5还被成形为使得它们能够与通用元件C或C的相应互补突起滑动地接合； 所述元件C被大致性成形为使得它具有两个相对的延伸表面6、7，它们基本上彼此平行并具有比其余成对平行且相对的表面8、9和10的表面积更大的表面积，所述成对表面10彼此等同；延伸表面7设置有形成彼此平行且相对的两个滑动沟道12的突起11以及在侧面9所在一侧上平行于沟道12上的突起13;平行且与侧面9相对的侧表面8具有平行于沟道12的滑动槽或轨道14。23.根据权利要求1-22中任一项所述的结构系统，其中，节点元件具有与元件C相同的突起和滑动沟道或轨道，而其不同于后者在于，在平行且与延伸表面7相对的延伸表面6上，其还设置有与所述第一元件A和第二元件B和可选其它元件C以相对于延伸表面6成范围在0〈α〈180°中的连接角α的永久或可解除连接，所述连接角具体为α = 90°。24.根据权利要求22-23中任一项所述的结构系统，其中，槽或轨道12和突起11能够与通用元件B的相应互补突起或轨道滑动地接合； 突起13和槽或轨道14能够与其它通用元件C的相应互补轨道或突起滑动地接合。25.根据权利要求24所述的结构系统，其中，所述节点元件已经连接到布置成形成结构组件的元件A、B、C。26.—种节点Α〃，其通过原本浇铸在一起的、根据前述权利要求中任一项所述的至少三个，优选六个，元件A的组合来获得。27.—种节点B"，其通过原本浇铸在一起的、根据前述权利要求中任一项所述的单一或浇铸为单体的四个元件B的至少三组，优选六组的组合来获得。28.—种节点C"，其通过原本融合在一起的、根据前述权利要求中任一项所述的单一或融合为单体的四个元件C的至少三组，优选六组的组合来获得。29.—种节点，用根据权利要求10或11所述的元件C’制造，其中，所述节点通过凸/凹型与其它元件C和可选元件D和C’的滑动组合来获得。30.根据权利要求29所述的节点，其包括彼此相同的四个元件C’，并且所述结构元件包括多达四个节点。31.—种结构组件，其包括至少两个，优选多个根据前述权利要求中任一项所述的结构系统，这些结构系统通过至少一个节点元件彼此连接，或与从选自节点A〃、B〃、C〃的一节点相连。32.—种制造对象，包括根据权利要求1-31所述的结构系统或结构组件。
【文档编号】E04C3/12GK106030004SQ201580008319
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2015年2月12日
【发明人】塞蒂米奥·卡斯泰利
【申请人】塞蒂米奥·卡斯泰利