CH715382A1 - Giunto per strutture reticolari. - Google Patents

Abstract

Giunto strutturale per strutture reticolari, comprendente un blocco centrale (1) e una pluralità di supporti (2), in cui ciascuno dei supporti è atto ad accogliere un elemento trave di struttura reticolare, e ciascuno dei supporti comprende almeno: un primo corpo (3) che è pivottante rispetto al blocco centrale (1) attorno a un primo asse (x) e un secondo corpo (4) che è pivottante rispetto al primo corpo (3) attorno a un secondo asse (y).

Description

Campo dell’invenzione

[0001] La presente invenzione riguarda un giunto strutturale, particolarmente per collegare gli elementi trave di una struttura reticolare spaziale.

Arte nota

[0002] Nella tecnica delle costruzioni, in particolare nel campo delle strutture reticolari spaziali (dette anche space frame), si ha l’esigenza di realizzare dei giunti strutturali tra elementi trave che convergono verso un punto. Con il termine di elemento trave s’intende, come noto, un elemento strutturale in cui la lunghezza è predominante rispetto alle altre dimensioni. In particolare gli elementi trave (detti anche aste) possono essere rappresentati da tubi.

[0003] L’arte nota mette a disposizione giunti con inclinazioni di raccordo fisse oppure con un solo grado di libertà. Tali giunti risultano pertanto piuttosto limitanti nel definire la forma della struttura reticolare.

[0004] Esistono giunti più elaborati che sono denominati giunti reticolari spaziali e che essenzialmente prevedono che ciascuna asta termini con una testa sferica. Tali giunti tuttavia hanno una certa complessità per il fatto di realizzare una sede sferica e relativo accoppiamento e, di conseguenza, hanno anche un certo costo.

Sommario dell’invenzione

[0005] Scopo della presente invenzione è di mettere a disposizione un nuovo tipo di giunto per strutture reticolari che sia di facile fabbricazione e di costo contenuto, e che permetta di unire le aste di una struttura reticolare spaziale in varie configurazioni.

[0006] Tale scopo è raggiunto con un giunto strutturale comprendente un blocco centrale e una pluralità di supporti, in cui ciascuno dei supporti è atto ad accogliere un elemento trave, e ciascuno dei supporti comprende almeno: <tb><SEP>un primo corpo che è pivottante rispetto al blocco centrale attorno a un primo asse, <tb><SEP>un secondo corpo che è pivottante rispetto al primo corpo attorno a un secondo asse, <tb><SEP>in cui detto secondo asse è perpendicolare a un piano che è parallelo al detto primo asse, e <tb><SEP>in cui detto secondo corpo è conformato per l’accoglimento e l’ancoraggio dell’elemento trave, <tb><SEP>in modo tale che un elemento trave ancorato al detto secondo corpo del supporto risulti possedere due gradi di libertà rispetto al blocco centrale, rispettivamente di rotazione attorno al primo asse e rotazione attorno al secondo asse.

[0007] Il giunto strutturale così conformato conferisce due gradi di libertà alla trave e, di conseguenza, si applica con una vantaggiosa flessibilità a strutture reticolari di varia forma.

[0008] In una realizzazione, detto secondo corpo presenta una parte maschio inseribile assialmente in una parte femmina dell’elemento trave (il quale per esempio è un tubo).

[0009] In una realizzazione vantaggiosa, detto secondo corpo comprende anche un cono di espansione atto al fissaggio, per attrito, dell’elemento trave. Detto cono di espansione è disposto per insistere sulla superficie interna di una parte femmina dell’elemento trave. Detto cono di espansione consente di ancorare saldamente l’elemento trave al secondo corpo senza utilizzare viti e senza praticare fori in opera.

[0010] Più in dettaglio, in una realizzazione preferita, il secondo corpo comprende un primo perno, detto perno connettore, e un secondo perno, detto perno di fissaggio. Il perno di fissaggio è coassiale esterno al perno connettore; il perno di fissaggio è inseribile in una sede femmina dell’elemento trave e inoltre è avvitabile sul primo perno tramite un accoppiamento filettato. I due perni presentano superfici a contatto inclinate rispetto all’asse di avvitamento, e l’avvitamento provoca una espansione del perno di fissaggio e il serraggio della superficie esterna del medesimo perno di fissaggio contro una superficie interna della sede femmina della trave.

[0011] In un’altra realizzazione, detto secondo corpo presenta mezzi di serraggio a morsa della superficie esterna dell’elemento trave. In questa forma di realizzazione l’elemento trave è ancorato sulla superficie esterna anziché sulla superficie interna. Detti mezzi di serraggio per esempio comprendono dei cavalletti a U disposti per bloccare l’elemento trave contro una appropriata superficie di appoggio del secondo corpo. Vantaggiosamente detta superficie di appoggio è piana.

[0012] Come già menzionato, l’elemento trave può essere un tubo a sezione circolare o a sezione di altra forma, per esempio un tubo a sezione quadrata. La menzionata sede femmina di conseguenza è rappresentata dalla superficie interna del tubo stesso. Per esempio il descritto fissaggio a cono di espansione insiste sulla superficie interna del tubo.

[0013] Secondo un altro aspetto dell’invenzione, il giunto comprende mezzi di bloccaggio atti a bloccare le travi in una posizione angolare prescelta. Preferibilmente detti mezzi di bloccaggio consentono di bloccare le travi in una posizione angolare selezionabile con continuità.

[0014] In una forma preferita, detti mezzi di bloccaggio comprendono una rosetta dentellata.

[0015] Più in particolare, una realizzazione comprende primi mezzi di bloccaggio atti a bloccare il primo corpo rispetto al blocco centrale in una posizione angolare desiderata. Vantaggiosamente detti primi mezzi di bloccaggio comprendono una rosetta con una superficie dentellata, che è montata coassialmente su un perno di rotazione tra il primo corpo e il blocco centrale, e che appoggia su una superficie del primo corpo e su una superficie del blocco centrale, e che è realizzata in un materiale più duro del materiale del primo corpo e del blocco centrale.

[0016] In aggiunta o in alternativa a detti primi mezzi di bloccaggio, possono essere previsti secondi mezzi di bloccaggio atti a bloccare il secondo corpo rispetto al primo corpo in una posizione angolare desiderata. Vantaggiosamente, detti secondi mezzi di bloccaggio comprendono una rosetta con una superficie dentellata, che è montata coassialmente su un perno di rotazione tra il primo corpo e il secondo corpo, e che appoggia su una superficie del primo corpo e su una superficie del secondo corpo, e che è realizzata in un materiale più duro del materiale di detti primo corpo e secondo corpo.

[0017] In una forma preferita il blocco centrale comprende almeno una piastra e una pluralità di supporti sono articolati in modo pivottante lungo i lati di detta piastra.

[0018] I principali vantaggi dell’invenzione sono: semplicità di costruzione del giunto, in particolare semplificato rispetto ai giunti sferici; facilità di montaggio e smontaggio della struttura reticolare; flessibilità nel disporre le aste secondo varie configurazioni grazie ai due gradi di libertà, possibilità di eseguire un premontaggio e bloccare le aste in loco.

[0019] Si deve notare che grazie alla combinazione di rotazioni su due assi, il giunto dell’invenzione equivale sostanzialmente a un giunto sferico pur essendo più semplice da realizzare.

Descrizione delle figure

[0020] <tb>La fig. 1<SEP>mostra schematicamente un giunto in un modo di realizzare l’invenzione. <tb>La fig. 2<SEP>mostra un giunto del tipo di fig. 1 disposto per il fissaggio di una pluralità di tubi, in particolare otto. <tb>La fig. 3<SEP>mostra il giunto di fig. 2 completo di tubi. <tb>Le fig. da 4 a 6<SEP>mostrano alcune varianti di connessione tra un tubo e il giunto. <tb>La fig. 7<SEP>mostra il corpo di connessione al tubo in una variante di realizzazione che prevede un blocco a cono di espansione. <tb>La fig. 8<SEP>è una sezione del corpo di fig. 7 . <tb>La fig. 9<SEP>mostra il corpo di connessione al tubo in un’altra variante di realizzazione. <tb>La fig. 10<SEP>è una sezione del corpo di fig. 9 . <tb>La Fig. 11<SEP>è un esploso in una variante che prevede un blocco sui due assi di rotazione. <tb>La fig. 12<SEP>è una vista frontale del giunto di fig. 11 montato. <tb>La fig. 13<SEP>è una vista dall’alto del giunto di fig. 11 montato.

Descrizione

[0021] Il giunto di Fig. 1 comprende una piastra 1 e un supporto 2, quest’ultimo comprendente un primo corpo 3 e un secondo corpo 4.

[0022] Il primo corpo 3 è pivottante rispetto alla piastra 1 attorno a un primo asse, indicato come asse x. Il secondo corpo 4 a sua volta è pivottante rispetto al primo corpo 3 attorno a un secondo asse y.

[0023] I due assi x e y sono sghembi nello spazio. In particolare l’asse y risulta perpendicolare a un piano parallelo all’asse x (o eventualmente rispetto a un piano che contiene detto asse x.

[0024] II primo corpo 3 è associato alla piastra 1 con un perno 5 libero di girare in uno dei fori 6 della piastra 1 medesima. Similmente il corpo 4 è associato al corpo 3 con un perno 7. I due perni 5 e 7 per semplicità costruttiva si possono realizzare con delle viti.

[0025] Il secondo corpo 4 presenta a sua volta una sede 8 per ricevere un’asta di una struttura reticolare spaziale, per esempio un tubo. Nell’esempio detta sede 8 comprende una parte maschio 9 inseribile in un tubo.

[0026] La fig. 2 mostra il giunto completo di otto supporti 2, tra loro identici, fissati ad altrettanti fori 6 della piastra 1. Le figure mostrano una forma preferita del corpo 3 che essenzialmente ha una forma a L comprendente un corpo cilindrico 10 nel quale è ricavato un foro 27 per il rispettivo perno 5 (fig. 11 ). La forma di realizzazione del corpo 3 è ancor meglio visibile nell’esploso di fig. 11 .

[0027] La fig. 3 mostra lo stesso supporto di fig. 2 al quale sono fissati i rispettivi tubi 11. Ciascun tubo 11 è montato e bloccato su una rispettiva parte 9 di uno dei supporti 2 con un sistema a cono di espansione che sarà meglio descritto in seguito.

[0028] Le fig. 4 e 5 mostrano due varianti in cui un tubo 11 è serrato dall’esterno con dei morsetti 12. Preferibilmente il corpo 4 presenta una superficie piana 13 di appoggio del tubo 11. Si noti che la Fig. 5 mostra un esempio in cui il tubo 11 è a sezione quadrata.

[0029] La fig. 6 mostra una ulteriore variante in cui il perno 7 è alloggiato in un’asola 14 che consente una certa regolazione assiale del tubo 11. In questo caso l’asola 14 è integrata nella estremità del tubo 11.

[0030] Le fig. 7 e 8 mostrano ulteriori dettagli di una realizzazione a cono di espansione della parte 9.

[0031] Essenzialmente essa comprende un primo perno connettore 15 e un secondo perno di fissaggio 16 che è coassiale esterno al primo perno connettore 15.

[0032] Il perno di fissaggio 16 è inseribile in uno dei tubi 11. La cavità stessa del tubo 11 forma l’elemento femmina. Inoltre il perno di fissaggio 16 è avvitabile sul perno connettore 15 tramite un accoppiamento filettato 17 e i due perni presentano superfici a contatto 18 inclinate a cuneo rispetto all’asse di avvitamento. Il perno di fissaggio 16 è realizzato essenzialmente in due parti 16A, 16B separate da un taglio 19.

[0033] Ne risulta che l’avvitamento del perno di fissaggio 16 sul perno connettore 15 provoca una espansione del perno di fissaggio 16 (cioè una divaricazione delle due parti 16A e 16B) e il serraggio della superficie esterna 20 del detto perno 16 contro la superficie interna del tubo 11.

[0034] Vantaggio di questa realizzazione, come si comprende, è che non richiede fori o altri riscontri già predisposti sul tubo 11. Il tubo 11 può essere tagliato in loco della lunghezza desiderata e fissato saldamente al perno di fissaggio 16 grazie al sistema di espansione di quest’ultimo. Inoltre questa realizzazione compensa eventuali variazioni di diametro interno del tubo.

[0035] Nella variante di fig. 9 e 10 , il corpo 4 presenta una boccola 22 in materiale deformabile, per esempio elastomero, che può essere stretta con un dado 21. Avvitando il dado 21, la boccola 22 si espande con effetto di bloccare per attrito la superficie interna del tubo.

[0036] Facendo ora riferimento alle fig. 11 – 13 , è mostrata una ulteriore caratteristica preferita che comprende mezzi di bloccaggio dei tubi 11 in una desiderata posizione angolare.

[0037] Detti mezzi di bloccaggio comprendono una prima rosetta 23 avente opposte superfici dentellate, che è montata coassialmente rispetto al perno 5 ed è posizionata tra la piastra 1 e il primo corpo 3.

[0038] La rosetta 23 appoggia sulla faccia inferiore 25 della piastra 1 e su una superficie 26 del corpo 3, in particolare una superficie della parte 10 che definisce il foro 27 per il perno 5. La rosetta 23 è realizzata in un materiale più duro del materiale del primo corpo 3 e della piastra 1: per esempio la rosetta 23 è in acciaio mentre il corpo 3 e la piastra 1 sono in lega di alluminio.

[0039] Serrando il perno 5, la rosetta 23 grazie alla superficie dentellata e grazie alla sua maggiore durezza penetra nel materiale della piastra 1 e nel materiale del corpo 3 in modo da vincolare fermamente il corpo 3 alla piastra 1 e bloccare la rotazione attorno all’asse x, cioè bloccare il perno 5.

[0040] Un vantaggio è che il perno 5 può essere preassemblato con tutti i componenti e serrato in loco, una volta che la posizione desiderata del tubo 11 è stata definita. Ciò accelera notevolmente i tempi di montaggio.

[0041] La rosetta 24 è realizzata in modo analogo, potendo essere serrata contro le superfici 28 e 29 in modo da bloccare il perno 7 (rotazione attorno all’asse y).

[0042] La fig. 11 in esploso mostra anche i fori 30, 31 per il montaggio del perno 7.

Claims (12)

1. Giunto strutturale per unione di elementi trave o aste di una struttura reticolare, particolarmente per elementi a sezione tubolare, i quali sono convergenti verso il giunto medesimo, il giunto comprendente un blocco centrale (1) e una pluralità di supporti (2), in cui ciascuno dei supporti è atto ad accogliere un elemento trave, e ciascuno dei supporti comprende almeno: un primo corpo (3) che è pivottante rispetto al blocco centrale (1) attorno a un primo asse (x), un secondo corpo (4) che è pivottante rispetto al primo corpo (3) attorno a un secondo asse (y), in cui detto secondo asse (y) è perpendicolare a un piano che è parallelo al detto primo asse (x), e in cui detto secondo corpo (4) è conformato per l’accoglimento e l’ancoraggio dell’elemento trave, in modo tale che un elemento trave ancorato al detto secondo corpo (4) del supporto (2) risulti possedere due gradi di libertà rispetto al blocco centrale (1), rispettivamente di rotazione attorno al primo asse e rotazione attorno al secondo asse.

2. Giunto secondo la rivendicazione 1, in cui detto secondo corpo (4) presenta una parte maschio (9) inseribile assialmente in una parte femmina dell’elemento trave, per la connessione dell’elemento trave al detto secondo corpo.

3. Giunto secondo la rivendicazione 2, in cui detto secondo corpo comprende anche un cono di espansione atto al fissaggio, per attrito, dell’elemento trave.

4. Giunto secondo la rivendicazione 2 o 3, in cui detta parte maschio (9) comprende un primo perno connettore (15) e un secondo perno di fissaggio (16), in cui il secondo perno di fissaggio è coassiale esterno al primo perno connettore, il secondo perno di fissaggio è inseribile in una sede femmina dell’elemento trave, il secondo perno (16) è avvitabile sul primo perno (15) e i due perni presentano superfici a contatto inclinate (18) rispetto all’asse di avvitamento, in cui l’avvitamento del secondo perno sul primo perno provoca una espansione del secondo perno e il serraggio della superficie esterna (20) del secondo perno contro una superficie interna della sede femmina dell’elemento trave.

5. Giunto secondo la rivendicazione 1, in cui detto secondo corpo presenta mezzi di serraggio a morsa (12) della superficie esterna dell’elemento trave.

6. Giunto secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il blocco centrale comprende almeno una piastra (1) e una pluralità di supporti (2) sono articolati in modo pivottante lungo i Iati di detta piastra.

7. Giunto secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente un primo perno (5) di collegamento tra blocco centrale (1) e primo corpo (3), e un secondo perno (7) di collegamento tra primo corpo (3) e secondo corpo (4).

8. Giunto secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente primi mezzi di bloccaggio atti a bloccare il primo corpo rispetto al blocco centrale in una posizione angolare desiderata.

9. Giunto secondo la rivendicazione 8, in cui i primi mezzi di bloccaggio comprendono una rosetta (23) con una superficie dentellata, che è montata coassialmente su un perno di rotazione tra il primo corpo e il blocco centrale, e che appoggia su una superficie del primo corpo e su una superficie del blocco centrale, e che è realizzata in un materiale più duro del materiale del primo corpo e del blocco centrale.

10. Giunto secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente secondi mezzi di bloccaggio atti a bloccare il secondo corpo rispetto al primo corpo in una posizione angolare desiderata.

11. Giunto secondo la rivendicazione 10, in cui i secondi mezzi di bloccaggio comprendono una rosetta (24) con una superficie dentellata, che è montata coassialmente su un perno di rotazione tra il primo corpo e il secondo corpo, e che appoggia su una superficie del primo corpo e su una superficie del secondo corpo, e che è realizzata in un materiale più duro del materiale di detti primo corpo e secondo corpo.

12. Struttura reticolare comprendente una pluralità di travi o tubi o aste (11) e almeno un giunto secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti.