IT201800004838A1 - Elementi modulari per costruzioni leggere. - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE dell’invenzione industriale dal titolo: “Elementi modulari per costruzioni leggere”
DESCRIZIONE
Settore tecnico
La presente invenzione si riferisce ad elementi modulari per costruzioni leggere. Più in particolare, ma non esclusivamente, gli elementi modulari sono destinati a realizzare costruzioni nello spazio. Ad esempio gli elementi modulari possono essere usati per la costruzione di pareti, divisori, scatole di protezione, vani isolati acusticamente, pavimenti e per l’organizzazione delle zone di immagazzinaggio delle merci. Un settore applicativo particolare della presente invenzione sono i nodi spaziali orbitanti e le basi planetarie lontane e difficilmente raggiungibili.
Sintesi dell’invenzione
Un obiettivo che sta alla base della presente invenzione è rendere i nodi spaziali orbitanti e le basi planetarie autosufficienti nella costruzione di piccole strutture e di poterle modificare a seconda delle esigenze e del numero di occupanti. Si desidera realizzare elementi modulari leggeri e qualificati per lo spazio, con cui costruire elementi per organizzare gli spazi interni dei moduli abitativi, incluse superfici piane.
L’elemento modulare deve avere forma regolare per poter essere facilmente trasportato in contenitori standardizzati. Si desidera realizzare un elemento modulare strutturalmente robusto adatto ad essere applicato in un ambiente in assenza di gravità. Vi è anche la necessità che le costruzioni generate dalla composizione degli elementi modulari siano fonoassorbenti e termicamente isolanti.
Questi ed altri scopi e vantaggi, che saranno compresi meglio in seguito, sono raggiunti, secondo la presente invenzione, da un elemento modulare avente le caratteristiche enunciate nella rivendicazione 1. Forme di realizzazione preferenziali sono definite nelle rivendicazioni dipendenti.
In sintesi, un elemento modulare per la composizione di costruzioni leggere, ha forma complessiva di parallelepipedo rettangolo con due facce maggiori frontali opposte e due coppie di facce laterali strette opposte. Le due facce maggiori presentano ciascuna una superficie piana sulla quale si apre una pluralità di sedi di accoppiamento distribuite secondo uno schema a maglia quadra e distanziate tra loro di un dato passo. Due prime facce laterali strette e consecutive presentano ciascuna due o più sporgenze di accoppiamento distanziate di detto passo oppure di un multiplo di questo. Le sporgenze di accoppiamento hanno forma e dimensioni coniugate con quelle delle sedi di accoppiamento. Le rimenanti due facce strette consecutive presentano ciascuna una superficie sulla quale si apre piana una pluralità di sedi di accoppiamento allineate lungo un rispettivo asse, uguali alle sedi di accoppiamento delle due facce maggiori e distanziate tra loro di detto passo oppure di un multiplo o sottomultiplo di questo.
Breve descrizione dei disegni
Le caratteristiche ed i vantaggi dell’elemento modulare secondo la presente invenzione saranno evidenti dalla descrizione che segue, data a titolo esemplificativo e non limitativo. Si fa riferimento ai disegni annessi, in cui:
le figure 1 e 2 sono due viste isometriche da angolazioni diverse, di un elemento modulare secondo una forma di realizzazione della presente invenzione;
la figura 3 è una vista frontale dell’elemento modulare delle figure 1 e 2;
le figure da 4 a 6 sono viste laterali dell’elemento modulare delle figure 1 e 2;
la figura 7 è una vista in sezione trasversale secondo la traccia VII-VIII nella figura 3;
la figura 8 è una vista isometrica di una costruzione ottenibile assemblando elementi modulari delle figure 1-7; e
la figura 9 è una vista isometrica di un elemento modulare e di un elemento di connessione separato.
Descrizione dettagliata
Facendo riferimento alle figure, un elemento o blocco modulare per la composizione di costruzioni leggere è indicato nel suo insieme con 10. L’elemento modulare 10 presenta tre coppie di facce opposte a coppie secondo una terna di direzioni ortogonali x, y, z.
Secondo una forma di realizzazione, l’elemento modulare ha una forma complessiva di parallelepipedo rettangolo, in questo esempio a base quadrata, con due facce maggiori frontali opposte 11, 12 perpendicolari ad un asse x dato, e due coppie di facce laterali strette 13, 14 e 15, 16, rispettivamente perpendicolari a due assi y, z tra loro ortogonali e ortogonali all’asse x.
Le due facce maggiori 11, 12 presentano ciascuna una superficie piana sulla quale si apre una pluralità di sedi di accoppiamento 17, in questo esempio in numero di nove su ciascuna faccia.
Secondo la forma di realizzazione illustrata, le sedi di accoppiamento 18 sono distribuite su ciascuna faccia maggiore 11, 12 secondo uno schema a maglia quadra secondo direzioni parallele agli assi y e z, e distanziate tra loro di un passo “a”.
Due facce laterali strette e consecutive 13, 15, che formano un angolo 19 l’una con l’altra, presentano ciascuna due sporgenze di accoppiamento 18 distanziate di un passo “a” oppure, di un multiplo del passo a, nell’esempio illustrato del doppio del passo “a”. Le sporgenze di accoppiamento 18 hanno forma e dimensioni coniugate con le sedi di accoppiamento 17, in modo tale che un elemento modulare possa essere accoppiato con uno o più elementi modulari simili introducendo le sporgenze di accoppiamento 18 di un elemento nelle sedi di accoppiamento 17 di un altro o più di altri elementi modulari.
Nella forma di realizzazione illustrata, le due sporgenze di accoppiamento 18 sono disposte ciascuna in prossimità di una delle due estremità opposte della relativa faccia laterale stretta 13, 15 da cui sporgono.
Le rimenanti due facce strette presentano ciascuna una superficie sulla quale si apre piana una pluralità di sedi di accoppiamento, allineate lungo un rispettivo asse, parallelamente al quale si sviluppa una dimensione maggiore della faccia considerata, e distanziate tra loro dello stesso passo “a”, come nell’esempio illustrato, oppure di un multiplo o sottomultiplo di questo. Le facce strette non presentano sporgenze di accoppiamento.
Preferibilmente, le facce laterali strette e sprovviste di sporgenze di accoppiamento presentano tre o più sedi di accoppiamento allineate.
Elementi modulari come quello illustrato nelle figure 1-7 permettono di comporre costruzioni come quella illustrata a titolo esemplificativo nella figura 8, con pareti sostanzialmente lisce ottenute congiungendo due o più elementi modulari “di testa”, e cioè unendo le sporgenze di accoppiamento di un elemento con le sedi di accoppiamento disposte sulle facce laterali strette di altri due elementi modulari. È possibile comporre pareti ortogonali sostanzialmente lisce, unendo le sporgenze di accoppiamento di un elemento con le sedi di accoppiamento disposte sulle facce maggiori di un altro elemento modulare o di altri due elementi modulari.
Le sporgenze di accoppiamento 18 possono essere configurate per consentire un accoppiamento forzato a scatto con sedi di accoppiamento 17 presentate da un altro elemento modulare corrispondente.
Nella forma di realizzazione illustrata nelle figure 1-7, le sporgenze di accoppiamento 18 hanno forma a fungo e le sedi di accoppiamento frontali 17 presentano ciascuna una cavità di forma e dimensioni corrispondenti ad una delle sporgenze di accoppiamento frontali 18, per consentire un accoppiamento forzato a scatto.
Per realizzare costruzioni spesse, più pareti affiancate e parallele possono essere giuntate insieme con l’utilizzo di elementi di connessione supplementari e separati, come indicato con 20 nella figura 9. Tali elementi di connessione supplementari possono avere due formazioni opposte, ciascuna accoppiabile con una delle sedi di accoppiamento 17 degli elementi modulati, e preferibilmente simili alle sporgenze di accoppiamento 18.
Il numero, le dimensioni e la distanza o passo di distribuzione di sporgenze e sedi di accoppiamento su ciascuna faccia dell’elemento modulare potrà variare rispetto a quanto illustrato nei disegni allegati. Ad esempio, in un elemento modulare parallelepipedo a base quadrata, come nell’esempio illustrato nelle figure 1-7, le quattro facce laterali 13-16 hanno lunghezze e superfici uguali. In una forma di attuazione alternativa, non illustrata, un elemento modulare parallelepipedo a base rettangolare (non quadrata) presenta due facce laterali opposte più corte e due facce laterali opposte più lunghe. Secondo tale variante, una della facce laterali più lunghe può presentare un numero di sedi di accoppiamento più elevato rispetto a quelle presenti su una delle facce laterali più corte.
Un materiale idoneo per realizzare l’elemento modulare è un polipropilene espanso “Flame Retardant”. Caratteristiche distintive di tale materiale sono la leggerezza, la resistenza alla fiamma, la compattezza, la resistenza a compressione e flessibilità. Il processo di espansione per mezzo di appositi stampi permette di ottenere sagome e geometrie specifiche per applicazione. Il materiale è atossico e non rilascia sostanze volatili nell’ambiente circostante. Il materiale, seppur compatto, mantiene una sua deformabilità che rende possibili i sistemi di aggancio meccanico.
Gli elementi modulari possono essere vantaggiosamente fabbricati attraverso un processo produttivo che prevede l’espansione di granuli di polipropilene per mezzo di vapore acqueo. Secondo tale processo, di per sé noto, il vapore attraversa uno stampo caricato con i granuli, li espande e consentendone la fusione. L’espansione inoltre vincolata dallo stampo permette di ottenere la forma desiderata. I pezzi espansi possono poi essere soggetti ad una successiva stabilizzazione in forni a temperatura controllata che consente la definizione delle dimensioni ed il rispetto delle tolleranze costruttive.
Elementi modulari del tipo sopra descritto sono ideali per applicazioni nel settore delle costruzioni aerospaziali, sia inteso come Ground Operation (attività logistiche di terra) e On Orbit Operation (attività di definizione degli spazi su stazioni spaziali orbitanti o basate su suolo planetario). Le applicazioni in ambiente aerospaziale hanno particolari requisiti in termini di leggerezza e facilità per di trasporto. La scelta di questo tipo di materiale permette di fabbricare gli elementi modulari in orbita.
Sono stati descritti diversi aspetti e forme di realizzazione di elementi modulari. Si intende che ciascuna forma di realizzazione può essere combinata con qualsiasi altra forma di realizzazione. L’invenzione, inoltre, non è limitata alle forme di realizzazione descritte, ma potrà essere variata entro l’ambito definito dalle rivendicazioni annesse.
Claims (7)
- RIVENDICAZIONI 1. Elemento modulare (10) per la composizione di costruzioni leggere, avente forma complessiva di parallelepipedo rettangolo con due facce maggiori frontali opposte (11, 12) e due coppie di facce laterali strette opposte (13, 14; 15, 16), dove le due facce maggiori frontali (11, 12) presentano ciascuna una superficie piana sulla quale si apre una pluralità di sedi di accoppiamento (17) distribuite secondo uno schema a maglia quadra e distanziate tra loro di un dato passo (a), e dove due prime facce laterali strette e consecutive (13, 15) presentano ciascuna due o più sporgenze di accoppiamento (18) distanziate di detto passo (a) oppure di un multiplo del passo (a), le sporgenze di accoppiamento (18) avendo forma e dimensioni coniugate con dette sedi di accoppiamento (17), e dove le rimenanti due facce strette consecutive (14, 16) presentano ciascuna una superficie sulla quale si apre piana una pluralità di sedi di accoppiamento (17) allineate lungo un rispettivo asse, uguali alle sedi di accoppiamento (17) delle due facce maggiori (11, 12) e distanziate tra loro di detto passo (a) oppure di un multiplo o sottomultiplo di questo.
- 2. Elemento modulare secondo la rivendicazione 1, in cui dette rimanenti due facce strette consecutive (14, 16) sono sostanzialmente piane e prive di sporgenze di accoppiamento.
- 3. Elemento modulare secondo la rivendicazione 1 o 2, avente forma complessiva di parallelepipedo a base quadrata, dove le due facce maggiori opposte (11, 12) sono sostanzialmente quadrate.
- 4. Elemento modulare secondo la rivendicazione 1 o 2 o 3, in cui ciascuna delle due prime facce strette consecutive (13, 15) ha due rispettive estremità opposte ciascuna delle quali presenta una rispettiva di dette sporgenze di accoppiamento (18).
- 5. Elemento modulare secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui dette rimanenti due facce laterali strette presentano ciascuna tre o più di dette sedi di accoppiamento (17) allineate.
- 6. Elemento modulare secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui le sporgenze di accoppiamento (18) e le sedi di accoppiamento (17) sono configurate per consentire un accoppiamento forzato a scatto tra le sporgenze di accoppiamento (18) e le sedi di accoppiamento (17) appartenenti a rispettivi elementi modulari (10) distinti.
- 7. Elemento modulare secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, fatto di polipropilene espanso flame retardant.
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