IT201800005834A1 - Struttura di pavimento elastico per costruzioni navali - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'Invenzione Industriale dal titolo: “Struttura di pavimento elastico per costruzioni navali”

DESCRIZIONE

La presente invenzione ha per oggetto una struttura di pavimento elastico, comprendente un piano di calpestio, sorretto da una struttura di supporto, interposta tra il piano di calpestio ed una superficie da pavimentare.

Preferibilmente l’invenzione si riferisce a pavimentazioni atte ad essere installate su costruzioni navali.

Come noto, nella progettazione di navi passeggeri, mercantili e imbarcazioni da diporto di grandi e medie dimensioni, viene posta una sempre maggiore attenzione al comfort acustico.

In particolare, progettisti e costruttori cercano in misura sempre maggiore di abbattere il cosiddetto rumore strutturale, ossia rumore che si trasmette attraverso la struttura stessa dello scafo, a causa della rigidità.

L'ossatura delle navi è infatti costituita da vari ponti sovrapposti, sui quali camminano passeggeri e personale, interconnessi rigidamente tramite sostegni verticali metallici.

La struttura stessa costituisce pertanto un ottimo mezzo per la diffusione di vibrazioni e rumori.

Per ridurre il livello di velocità del rumore strutturale, si utilizzano attualmente due differenti approcci.

Una prima soluzione consiste nel trattare ciascun ponte con un sistema viscoelastico, costituito da uno strato di pochi millimetri, che viene interposto fra il ponte ed il pagliolo.

Lo strato viscoelastico, grazie alle sue caratteristiche meccaniche, assorbe parte delle vibrazioni del ponte senza trasmetterle al pagliolo sovrastante, limitando dunque la diffusione delle vibrazioni lungo tutto lo scafo dell’imbarcazione.

Anche se questo sistema si rivela particolarmente efficace alle frequenze medio-basse, esso diventa praticamente inefficiente sia per le alte frequenze, sia per quanto concerne l'isolamento acustico.

Una differente soluzione consiste nel trattare ciascun ponte con un sistema "flottante", disaccoppiante, formato da pannelli di lana minerale ricoperti da materiali cementizi.

Questo approccio risulta particolarmente efficace alle alte frequenze, ma poco alle medio-basse frequenze.

Spesso, nella pratica, per compensare le loro caratteristiche, i due sistemi precedentemente descritti vengono combinati, con risultati abbastanza critici per quanto concerne il peso finale del sistema.

Esiste dunque una necessità non soddisfatta dai sistemi noti allo stato dell’arte di realizzare una struttura di pavimento che risolva i problemi sopra esposti, in modo da dissipare l'energia vibrazionale della struttura di una nave.

La presente invenzione consegue gli scopi di cui sopra realizzando una struttura di pavimento come descritto in precedenza, in cui la struttura di supporto comprende almeno un piede di appoggio.

È inoltre previsto uno strato di materiale viscoelastico interposto tra la superficie da pavimentare e la superficie di supporto almeno in corrispondenza del piede di appoggio e a contatto con il piede di appoggio.

Il disaccoppiamento meccanico tra il piano di calpestio e la superficie da pavimentare attraverso l’utilizzo di materiale viscoelastico, consente di ottenere un corretto isolamento acustico tra i vari sovrapposti.

Inoltre a differenza dei sistemi noti allo stato dell’arte, la peculiare configurazione descritta presenta un isolamento acustico efficace su un’ampia banda di frequenze.

Preferibilmente il materiale viscoelastico è previsto esclusivamente in corrispondenza del o dei piedi di appoggio, per cui la presente invenzione consente di ottimizzare l’utilizzo di materiale viscoelastico in rapporto all’efficace assorbimento delle vibrazioni.

Secondo una possibile variante esecutiva, sono previsti mezzi di regolazione in altezza di detto almeno un piede di appoggio.

Risulta evidente come tale perfezionamento consenta di limitare il numero di punti di appoggio della struttura di supporto alla superficie da pavimentare ottenendo un preciso livellamento del piano di calpestio.

A differenza dei sistemi noti allo stato dell’arte, la regolazione in altezza del piede di appoggio consente l’installazione della struttura di pavimento oggetto della presente invenzione indipendentemente dalle condizioni della superficie da pavimentare.

Non viene dunque richiesta alcuna posa di materiale per livellare la superficie da pavimentare e si limita lo spreco di materiale e il peso dell’intera struttura.

La regolazione in altezza dei piedi di appoggio, oltre a garantire la planarità su qualsiasi tipo di superficie, consente anche, qualora fosse necessario, di generare intercapedini sottostanti di diversa altezza a seconda delle esigenze.

Secondo una possibile variante attuativa, è possibile prevedere uno strato di materiale viscoelastico posto tra il piano di calpestio e la superficie di supporto.

Tale strato di materiale viscoelastico consente di ottenere un disaccoppiamento tra il piano di calpestio e la superficie di supporto, in modo da implementare ulteriormente le performance di smorzamento del sistema.

Vantaggiosamente lo strato di materiale viscoelastico è costituito da materiale polimerico ad alta capacità di assorbimento energetico e presentante limitata attitudine alla propagazione delle fiamme e basta opacità e tossicità dei fumi.

Oltre ai vantaggi ottenuti relativi all’isolamento acustico e alla trasmissione delle vibrazioni, la presente invenzione si prefigge lo scopo di realizzare una struttura di pavimento facile da installare e da montare a bordo delle imbarcazioni, nonché fabbricata in modo semplice, rapido ed economico.

Per assolvere tali scopi, una prima forma esecutiva prevede che la struttura di supporto sia costituita da una struttura reticolare, essendo il piano di calpestio costituito da una pluralità di pannelli pedonabili, supportati dalla struttura reticolare.

La struttura reticolare richiede di unire travi trasversali con travi longitudinali, preferibilmente prevedendo saldature di fissaggio.

Il fatto che lo strato di materiale viscoelastico sia previsto inferiormente al piede di appoggio, consente di allontanare tale elemento da eventuali saldature, limitando il rischio di bruciature di tale elemento che possano compromettere, almeno in parte, le sue caratteristiche meccaniche.

Vantaggiosamente i pannelli pedonabili sono costituiti da pannelli alveolari, del tipo honeycomb.

Risulta evidente come l’utilizzo di pannelli honeycomb concorra ulteriormente ad assorbire le vibrazioni, in particolare quelle derivanti da forze agenti direttamente sul piano di calpestio.

Secondo una variante esecutiva preferita, la struttura reticolare comprende una pluralità di elementi astiformi disposti secondo due direzioni sostanzialmente ortogonali.

È inoltre prevista una pluralità di piedi di appoggio disposti almeno in parte in corrispondenza degli incroci di detti elementi astiformi.

Come si vedrà da alcuni esempi esecutivi allegati alla presente domanda di brevetto, il piede di appoggio è costituito da un elemento allungato disposto verticalmente, fissato ad un elemento piastriforme.

Tale elemento allungato risulta fissato alla struttura di supporto, mentre lo strato di materiale viscoelastico è fissato inferiormente a detto elemento piastriforme.

Tale configurazione risulta particolarmente vantaggiosa in combinazione ad una peculiare realizzazione dei mezzi di regolazione in altezza, secondo la quale l’elemento allungato presenta una superficie filettata, essendo i mezzi di regolazione costituiti da una ghiera atta a cooperare con tale filettatura.

Inoltre secondo una ulteriore variante attuativa almeno parte degli elementi astiformi presenta, almeno in corrispondenza degli incroci della struttura reticolare, una sezione trasversale sostanzialmente sagomata ad omega atta a definire una superficie di appoggio centrale interposta tra due superfici di appoggio laterali definite inferiormente.

In questo modo la superficie di appoggio centrale sostiene i pannelli pedonabili, mentre le superfici di appoggio laterali sono atte al supporto dei detti elementi astiformi.

Come si vedrà successivamente, grazie all’illustrazione di alcuni esempi esecutivi, tale accorgimento consente di ottenere una struttura leggera con un miglior sistema d’incastro basato sull’appoggio di travi trasversali su alette di travi longitudinali.

Preferibilmente gli elementi astiformi presentano almeno un foro passante atto all’alloggiamento dell’elemento allungato.

I piedi di appoggio quindi sono posizionabili in maniera versatile, anche se solo in posizioni discrete, a seconda dell’esigenza.

Secondo tale configurazione si specifica infine che la ghiera risulta disposta inferiormente a detti elementi astiformi.

Queste ed altre caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno più chiaramente dalla seguente descrizione di alcuni esempi esecutivi illustrati nei disegni allegati in cui:

le figure 1a ed 1b illustrano due viste schematiche della struttura di pavimento oggetto della presente invenzione;

le figure da 2a a 2c illustrano alcuni particolari della struttura reticolare appartenente alla struttura di pavimento oggetto della presente invenzione;

le figure da 3a a 3c illustrano tre differenti sezioni dei profilati metallici appartenenti a detta struttura reticolare;

a figura 4 illustra una vista schematica della struttura di pavimento oggetto della presente invenzione secondo una possibile forma esecutiva;

le figure 5a e 5b illustrano due viste del piede di appoggio appartenente alla struttura di pavimento oggetto della presente invenzione;

le figure da 5a a 6f illustrano alcune possibili varianti attuative del detto piede di appoggio.

Si specifica che le figure allegate alla presente domanda di brevetto riportano una forma esecutiva preferita della struttura di pavimento oggetto della presente invenzione per meglio comprenderne i vantaggi e le caratteristiche.

Tale forma esecutiva è dunque da intendersi a puro scopo illustrativo e non limitativo al concetto inventivo della presente invenzione, ossia quello di realizzare una struttura di pavimento per costruzioni navali, che consenta di assorbire in maniera ottimale le vibrazioni dell’imbarcazione e che risulti facile da installare e agevolmente adattabile alle varie condizioni della superficie da pavimentare.

Con particolare riferimento alla figura 1a, viene illustrata una struttura di pavimento elastico comprendente un piano di calpestio 1, sorretto da una struttura di supporto 2, interposta tra il piano di calpestio 1 ed una superficie da pavimentare 3.

La struttura di supporto comprende una pluralità di piedi di appoggio 4, interposti tra la struttura di supporto 2 e la superficie da pavimentare 3.

Ciascun piede di appoggio 4 presenta un elemento di materiale viscoelastico 41 interposto tra il piede stesso e la superficie da pavimentare 3.

Nelle varianti relative alle figure allegate alla presente domanda di brevetto viene illustrato un elemento 41 di materiale viscoelastico, ma è possibile prevedere un unico strato di materiale viscoelastico disposto al di sotto di tutti i piedi di appoggio 41.

I piedi di appoggio 4 possono essere realizzati in qualsivoglia forma e in qualsivoglia materiale.

Preferibilmente i piedi di appoggio sono realizzati in materiale metallico per sfruttarne le caratteristiche meccaniche, mentre l’elemento di materiale viscoelastico può essere realizzato in materiale polimerico ad alta capacità di assorbimento energetico e presentante limitata attitudine alla propagazione delle fiamme e basta opacità e tossicità dei fumi.

Le figure da 6a a 6f illustrano alcune possibili forme esecutive di piedi di appoggio 4, in cui ogni forma esecutiva risulta illustrata prima senza elemento viscoelastico 41 e con elemento viscoelastico 41.

Secondo le varie forme esecutive, il piede di appoggio 4 presenta un elemento allungato 42 disposto verticalmente, fissato ad un elemento piastriforme 43.

L’elemento allungato 42 è fissato, come verrà successivamente descritto, alla struttura di supporto 2, mentre l’elemento viscoelastico 41 è fissato all’elemento piastriforme 43.

Come risulta evidente, i piedi di appoggio 4 della figura si differenziano per la peculiare forma dell’elemento piastriforme 43, che viene illustrato in tre differenti varianti esecutive.

Con particolare riferimento alla figura 1a, i piedi di appoggio 4 fissati alla struttura di supporto, vengono poi appoggiati alla superficie da pavimentare 3.

L’elemento di materiale viscoelastico 41 è a contatto con la superficie da pavimentare 3 e grazie alle sue caratteristiche meccaniche, assorbe le vibrazioni che si trasmettono attraverso la superficie da pavimentare 3, evitando che giungano alla struttura di supporto 2 e al piano di calpestio.

Vantaggiosamente l’elemento di materiale viscoelastico 41 è fissato, ad esempio con colle, nastro biadesivo, o simili, all’elemento piastriforme 43, ma risulta semplicemente appoggiato alla superficie da pavimentare 3, ad esclusione del materiale viscoelastico posto sul perimetro del pavimento e incollato alla superficie da pavimentare 3.

La superficie da pavimentare 3 può ad esempio essere costituita dal ponte di una nave, che presenta, come nel caso di figura 1a, una superficie irregolare.

Per questo motivo i piedi di appoggio 4 presentano mezzi di regolazione in altezza, in modo da poter essere a contatto con la superficie da pavimentare 3 ed essere regolati in modo da realizzare un piano orizzontale autolivellato del piano di calpestio 1.

Tali mezzi di regolazione in altezza possono essere realizzati in un qualsivoglia modo noto allo stato dell’arte.

Ad esempio l’elemento allungato 42 potrebbe essere costituito da un elemento telescopico, pneumatico o idraulico, oppure l’elemento allungato 42 e l’elemento piastriforme 43 possono prevedere una movimentazione relativa.

Nelle figure 5a e 5b verrà descritta una forma realizzativa preferita di tali mezzi di regolazione.

Sempre con riferimento alla figura 1a, il piano di calpestio 1 è costituito dall’unione di una pluralità di pannelli pedonabili 10, fissati alla struttura di supporto 2.

I pannelli pedonabili 10 possono essere incollati, rivettati, avvitati alla struttura di supporto 2 ed eventualmente essere fissati tra loro.

Vantaggiosamente i pannelli pedonabili 10 sono costituiti da pannelli alveolari, del tipo honeycomb.

Secondo una forma esecutiva preferita, la struttura di supporto 2 è costituita da una struttura reticolare, che comprende una pluralità di elementi astiformi disposti secondo due direzioni sostanzialmente ortogonali.

La figura 1b illustra una possibile realizzazione di detta struttura reticolare, che risulta formata dall’incastro di travi longitudinali 21 con travi trasversali 22.

Le travi 21 e 22 sono preferibilmente realizzate in materiale metallico, in modo tale per cui le travi trasversali 22 possano essere fissate, ad esempio attraverso saldatura, alle travi longitudinali 21.

Le figure da 2a a 3c illustrano alcuni particolari realizzativi di tale struttura reticolare.

Infatti preferibilmente le travi longitudinali 21 presentano, almeno in corrispondenza degli incastri con le travi trasversali 22 una sezione trasversale sostanzialmente sagomata ad omega, illustrata in figura 3a, atta a definire una superficie di appoggio centrale 210 interposta tra due superfici di appoggio laterali 211.

La superficie di appoggio centrale 210 costituisce l’appoggio e/o il fissaggio dei pannelli 10, mentre le superfici di appoggio laterali 211 sono atte al supporto delle parti terminali delle travi trasversali 22.

Dunque una volta disposte le travi longitudinali 21, le travi trasversali 22 vengono disposte in modo che le parti terminali appoggino sulle superfici, o alette, 211, al fine di realizzare la struttura reticolare di figura 1b.

In base alla posizione delle travi longitudinali 21, sarà possibile identificare una differente sezione: la figura 3a illustra la sezione di una trave longitudinale posta al centro della struttura reticolare, mentre la figura 3b illustra la sezione di una trave longitudinale 21 posta all’esterno della struttura reticolare, che necessita di una sola aletta 211 di appoggio, rivolta verso l’interno del reticolo.

Una volta disposte, le travi trasversali 22 possono essere fissate alle travi longitudinali 21 attraverso saldatura o mezzi simili.

La figura 3c illustra invece una possibile sezione di una trave trasversale 22.

Le superfici laterali 211 possono anche essere previste per l’intera lunghezza delle travi longitudinali 21 e possono ad esempio essere utilizzate per il supporto di elementi di tamponamento, inseriti nella struttura di pavimento al fine di incrementare l'isolamento termoacustico.

Più particolarmente gli elementi di tamponamento possono essenzialmente essere costituiti da inserti in lana minerale scelta di esempio fra la lana di roccia e la lana di vetro.

In figura 4 viene illustrata una possibile disposizione dei piedi di appoggio 4: tali piedi di appoggio 4 vengono infatti preferibilmente posizionati agli incroci delle travi longitudinali 21 con le travi trasversali 22.

Vantaggiosamente è possibile prevedere che i piedi di appoggio 4, o almeno l’elemento viscoelastico 41, presenti forme e dimensioni differenti in base al posizionamento.

Ad esempio è possibile prevedere dimensioni maggiori per gli elementi viscoelastici 41 posti al centro della struttura di pavimento e dimensioni inferiori per gli elementi 41 posti ai lati della struttura.

In base alla grandezza della struttura di pavimento e in base alle necessità operative, è possibile prevedere di posizionare piedi di appoggio 4 non solo agli incroci tra le travi 21 e 22, ma anche tra un incrocio e l’altro.

Generalmente si prevede una distanza lineare di 600 millimetri tra un piede e l’altro, che ovviamente può variare anche in base alle condizioni della parete da pavimentare 3.

Per consentire il fissaggio dell’elemento allungato 42 alle travi 21 e 22, vantaggiosamente tali travi presentano almeno un foro passante 20, figure da 2a a 2c, all’interno del quale inserire l’elemento allungato 42.

L’elemento allungato 42, una volta inserito all’altezza desiderata, può ad esempio essere saldato alla trave.

Come verrà descritto successivamente, preferibilmente l’elemento allungato 42 è filettato, in modo da cooperare con una corrispondente ghiera 44 (figure 5a e 5b), mentre il foro passante 20 presenta una sezione maggiore rispetto alla sezione dell’elemento allungato 42, in modo da consentirne l’inserimento.

Le figure 5a e 5b illustrano una particolare configurazione di fissaggio.

In figura 5a il piede di appoggio 4 è previsto alla massima altezza possibile, l’elemento allungato 42 si trova con il proprio terminale libero inserito all’interno del foro 20 della trave 21.

È inoltre presente una ghiera 44, che coopera con la filettatura dell’elemento allungato 42.

La rotazione della ghiera 44 consente di spostare in verticale l’elemento allungato 42 rispetto alla trave 21: in particolare la rotazione della ghiera 44 consente di passare dalla configurazione di massima altezza, figura 5a, alla configurazione di minima altezza, figura 5b.

Una volta stabilita l’altezza di interesse, la parte di elemento allungato 42 sporgente rispetto alla trave 21, in direzione opposta all’elemento piastriforme 23, può essere tagliata, al fine di consentire l’appoggio dei pannelli 10 sulla superficie 210 della trave 21.

Successivamente è possibile prevedere di saldare la ghiera 44 alla trave 21, in modo da impedirne una ulteriore rotazione.

Si specifica che le figure 5a e 5b illustrano uno specifico elemento piastriforme 23, ma è possibile prevedere un qualsivoglia elemento piastriforme 23, come ad esempio uno di quelli illustrati nelle figure da 6a a 6f.

Infine secondo una possibile forma esecutiva, è possibile prevedere uno strato di materiale viscoelastico interposto tra il piano di calpestio 1 e la superificie di supporto 2.

Tale forma esecutiva è illustrata in figura 7: lo strato di materiale viscoelastico 12 interposto tra i pannelli 10 e la struttura reticolare 2 può essere realizzato in maniera del tutto simile allo strato di materiale viscoelastico 41.

Preferibilmente lo strato 12 presenta uno spessore compreso tra due e tre millimetri e viene posizionato sulla superficie superiore degli elementi astiformi 21, 22 della struttura reticolare 2, ai quali può essere fissato attraverso incollaggio o attraverso uno dei qualsivoglia modi noti allo stato dell’arte.

La deposizione dello strato 12 può avvenire in maniera continua, ossia lungo tutta la superficie di uno o più elementi astiformi 21, 22, oppure in maniera discontinua, ossia lungo solo parte della superficie degli elementi astiformi 21, 22.

Indipendentemente dalla presenza dello strato 12, rispettivamente figura 1a e 7, i pannelli 10 possono preferibilmente essere fissati alla struttura reticolare 2 attraverso viti filettanti e/o autofilettanti.

Mentre l’invenzione è suscettibile di varie modifiche e costruzioni alternative, alcune forme di realizzazione preferite sono state mostrate nei disegni e descritte in dettaglio.

Si deve intendere, comunque, che non vi è alcuna intenzione di limitare l’invenzione alla specifica forma di realizzazione illustrata, ma, al contrario, essa intende coprire tutte le modifiche, costruzioni alternative, ed equivalenti che ricadano nell’ambito dell’invenzione come definito nelle rivendicazioni.

L’uso di “ad esempio”, “ecc.”, “oppure” indica alternative non esclusive senza limitazione a meno che non altrimenti indicato.

L’uso di “include” significa “include, ma non limitato a” a meno che non altrimenti indicato.

Claims (11)

1. RIVENDICAZIONI 1. Struttura di pavimento elastico, comprendente un piano di calpestio (1), il quale piano di calpestio (1) è sorretto da una struttura di supporto (2), interposta tra il piano di calpestio (1) ed una superficie da pavimentare (3), caratterizzata dal fatto che la detta struttura di supporto (2) comprende almeno un piede di appoggio (4), essendo previsto uno strato di materiale viscoelastico (41) interposto tra detta superficie da pavimentare (3) e detta struttura di supporto (2) almeno in corrispondenza del detto piede di appoggio (4) e a contatto con detto piede di appoggio (4).
2. 2. Struttura secondo la rivendicazione 1, in cui sono previsti mezzi di regolazione in altezza di detto almeno un piede di appoggio (4).
3. 3.Struttura secondo la rivendicazione 1, in cui è previsto uno strato di materiale viscoleastico (12) posto tra il detto piano di calpestio (1) e la detta struttura di supporto.
4. 4. Struttura secondo la rivendicazione 1, in cui lo strato di materiale viscoelastico è costituito da materiale polimerico ad alta capacità di assorbimento energetico e presentante limitata attitudine alla propagazione delle fiamme e basta opacità e tossicità dei fumi.
5. 5. Struttura secondo la rivendicazione 1, in cui la detta struttura di supporto (2) è costituita da una struttura reticolare, essendo il detto piano di calpestio (1) costituito da una pluralità di pannelli pedonabili (10), supportati da detta struttura reticolare.
6. 6. Struttura secondo la rivendicazione 5, in cui i detti pannelli pedonabili (10) sono costituiti da pannelli alveolari, del tipo honeycomb.
7. 7. Struttura secondo la rivendicazione 5, in cui detta struttura reticolare comprende una pluralità di elementi astiformi (21, 22) disposti secondo due direzioni sostanzialmente ortogonali, essendo prevista una pluralità di piedi di appoggio (4) disposti almeno in parte in corrispondenza degli incroci di detti elementi astiformi (21, 22).
8. 8. Struttura secondo una o più delle precedenti rivendicazioni, in cui il detto almeno un piede di appoggio (4) è costituito da un elemento allungato (42) disposto verticalmente, fissato ad un elemento piastriforme (43), essendo il detto elemento allungato (42) fissato alla detta struttura di supporto (2) ed essendo il detto strato di materiale viscoelastico (41) fissato inferiormente a detto elemento piastriforme (43).
9. 9. Struttura secondo una o più delle precedenti rivendicazioni, in cui il detto elemento allungato (42) presenta una superficie filettata, essendo i detti mezzi di regolazione costituiti da una ghiera (44) atta a cooperare con detta filettatura.
10. 10. Struttura secondo una o più delle precedenti rivendicazioni, in cui almeno parte di detti elementi astiformi (21, 22) presenta almeno in corrispondenza degli incroci di detta struttura reticolare, una sezione trasversale sostanzialmente sagomata ad omega atta a definire una superficie di appoggio centrale (210) interposta tra due superfici di appoggio laterali (211) definite inferiormente, la detta superficie di appoggio centrale (210) sostenendo i detti pannelli pedonabili (10), essendo le superfici di appoggio laterali (211) atte al supporto dei detti elementi astiformi (21, 22).
11. 11. Struttura secondo una o più delle precedenti rivendicazioni, in cui detti elementi astiformi (21, 22) presentano almeno un foro passante (20) atto all’alloggiamento del detto elemento allungato (42), essendo la detta ghiera (44) disposta inferiormente a detti elementi astiformi (21, 22).