IT201800020032A1 - MULTIPLE RADIAL JOINT - Google Patents
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Description
GIUNTO RADIALE MULTIPLO MULTIPLE RADIAL JOINT
Campo della tecnica Field of technique
Il trovato oggetto della presente invenzione è un giunto radiale atto a vincolare, in maniera riconfigurabile, una pluralità di elementi convergenti verso un nodo di una struttura. The object of the present invention is a radial joint able to constrain, in a reconfigurable way, a plurality of elements converging towards a node of a structure.
Stato della tecnica State of the art
Sono noti allo stato dell’aƌte numerosi esempi di giunti di bloccaggio smontabili per la realizzazione di strutture in vari campi di applicazione che vanno dalla carpenteria leggera (es. profilati Bosch), alla realizzazione di impalcature edili (tubi innocenti), alla costruzione di giochi d'infanzia. Numerous examples of dismountable locking joints for the construction of structures in various fields of application ranging from light carpentry (e.g. Bosch profiles), to the construction of building scaffolding (innocent tubes), to the construction of games are known to the state of the art. childhood.
In tutti i tipi di giunti noti allo stato dell’aƌte tuttavia il sistema di bloccaggio non permette il controllo angolare fine della posizione degli elementi assemblati senza compromettere la rigidezza del giunto né è permesso il vincolo di una pluralità di elementi contenuti in uno stesso piano e radialmente convergenti in un nodo. In all the types of joints known in the state of the art, however, the locking system does not allow the fine angular control of the position of the assembled elements without compromising the stiffness of the joint, nor is the constraint of a plurality of elements contained in the same plane allowed and radially converging in a node.
Scopo del trovato Purpose of the finding
Scopo della presente invenzione è pertanto quello di fornire un giunto che superi i limiti dei modi di realizzazione noti allo stato dell’arte. The purpose of the present invention is therefore to provide a joint that overcomes the limits of the methods of construction known to the state of the art.
In particolare scopo della presente invenzione è quello di fornire un giunto che consenta di assemblare in maniera smontabile una pluralità di elementi convergenti in un nodo e che consenta al tempo stesso un controllo fine della posizione degli elementi della struttura senza compromettere la rigidità del giunto. In particular, the object of the present invention is to provide a joint which allows a plurality of elements converging in a node to be assembled in a dismountable manner and which at the same time allows a fine control of the position of the elements of the structure without compromising the rigidity of the joint.
Secondo un primo modo di realizzazione preferenziale, detti elementi sono convergenti secondo direzioni radiali contenute in un medesimo piano; secondo ulteriori modi di realizzazione, gli elementi della struttura potrebbero essere convergenti secondo direzioni radiali, ma contenute in piani differenti, oppure secondo direzioni non radiali, in modo da garantire una maggiore flessibilità nella realizzazione della struttura. According to a first preferential embodiment, said elements converge according to radial directions contained in the same plane; according to further embodiments, the elements of the structure could be convergent according to radial directions, but contained in different planes, or according to non-radial directions, so as to ensure greater flexibility in the construction of the structure.
In generale gli elementi che confluiscono nel nodo hanno una radice che presenta un attacco idoneo al vincolo al nodo stesso ed una parte esterna (o "testa") che può avere forma ed orientamento variabile in funzione delle esigenze costruttive della specifica struttura. In general, the elements that converge in the node have a root that has an attachment suitable for the connection to the node itself and an external part (or "head") that can have variable shape and orientation according to the construction needs of the specific structure.
A titolo di esempio non limitativo, in caso di utilizzo del giunto per la costruzione di un telaio per biciclette, gli elementi che costituiscono i tubi del triangolo saranno radiali rispetto ai nodi e contenuti in un medesimo piano, altri elementi, come la forcella saranno non nel piano e non necessariamente radiali rispetto al nodo. By way of non-limiting example, in case of use of the joint for the construction of a bicycle frame, the elements that make up the tubes of the triangle will be radial with respect to the nodes and contained in the same plane, other elements, such as the fork, will not be in the plane and not necessarily radial to the node.
Breve descrizione del trovato Brief description of the invention
Il trovato realizza gli scopi prefissati in quanto trattasi di un giunto radiale atto a vincolare, in maniera rigida ma riconfigurabile, una pluralità di elementi convergenti verso un nodo di una struttura comprendente un nodo (10) ed una pluralità di elementi aventi forma di arco di corona circolare (20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27) di differenti aperture angolari, almeno due di detti elementi (27) essendo configurati per vincolare elementi (30) di una struttura esterna caratterizzato dal fatto che detto nodo (10) comprende un primo elemento femmina (11) ed un secondo elemento maschio (12), detti elementi (11, 12) essendo configurati per accoppiarsi in maniera reversibile ed essendo dotati di dischi di supporto (112, 122), e dal fatto che detti elementi aventi forma di arco di corona circolare (20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27) hanno forma e dimensioni tali da poter essere alloggiati nello spazio compreso tra detti dischi di supporto (112, 122) in modo da essere rigidamente vincolati tra detti dischi di supporto quando il giunto è assemblato. The invention achieves the intended purposes since it is a radial joint able to constrain, in a rigid but reconfigurable manner, a plurality of elements converging towards a node of a structure comprising a node (10) and a plurality of elements having the shape of an arch of circular crown (20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27) of different angular openings, at least two of said elements (27) being configured to constrain elements (30) of an external structure characterized in that said node (10) comprises a first female element (11) and a second male element (12), said elements (11, 12) being configured to couple in a reversible manner and being equipped with support discs (112, 122), and by the fact that said elements having the shape of an arc of a circular crown (20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27) have such a shape and size as to be able to be housed in the space between said support discs (112, 122) in so as to be rigidly bound between said support discs when the joint is assembled.
Descrizione dettagliata del trovato Detailed description of the invention
Questi ed altri vantaggi saranno evidenti dalla descrizione dettagliata del trovato, che sarà effettuata con riferimento alle figure da 1 a 9 allegate. These and other advantages will be evident from the detailed description of the invention, which will be made with reference to the attached figures 1 to 9.
Come mostrato in figura 1 il giunto comprende un nodo (10) mostrato in dettaglio in figura 2, ed una pluralità di elementi aventi forma di arco di corona circolare (20), di differenti aperture angolari, almeno due di detti elementi essendo configurati per vincolare elementi radiali (30). As shown in figure 1, the joint comprises a node (10) shown in detail in figure 2, and a plurality of elements having the shape of an arc of a circular crown (20), with different angular openings, at least two of said elements being configured to constrain radial elements (30).
Nella figura 2 allegata è mostrato un modo di realizzazione preferenziale del nodo (10). Il nodo comprende un primo elemento femmina (12) ed un secondo elemento maschio (11), configurati per accoppiarsi tra loro in maniera reversibile, con ciò intendendo che possono essere montati e smontati più volte. Preferibilmente ma non limitativamente detti elementi maschio (11) e femmina (12) hanno simmetria assiale e sono accoppiati mediante un accoppiamento vite/madrevite centrale (121/111). In the attached figure 2 a preferential embodiment of the node (10) is shown. The node comprises a first female element (12) and a second male element (11), configured to couple together in a reversible manner, meaning that they can be assembled and disassembled several times. Preferably but not limitingly said male (11) and female (12) elements have axial symmetry and are coupled by means of a central screw / nut screw coupling (121/111).
Ciascuno dei due elementi è inoltre dotato di un disco di supporto (112, 122). I dischi di supporto (112, 122) sono posizionati su piani paralleli e perpendicolari all’asse dell’accoppiamento vite/madrevite, e contrapposti l’uno all’altro da parti opposte rispetto a detto accoppiamento. Each of the two elements is also equipped with a support disc (112, 122). The support discs (112, 122) are positioned on planes parallel and perpendicular to the axis of the screw / nut screw coupling, and opposed to each other on opposite sides with respect to said coupling.
Preferibilmente, come mostrato in figura 3 e 4, la vite (121) dell’elemento maschio (12) e la madrevite (111) dell’elemento femmina (11) sono centralmente cave, in modo che il nodo (10) una volta assemblato presenti un foro passante centrale (115). Preferably, as shown in figures 3 and 4, the screw (121) of the male element (12) and the nut screw (111) of the female element (11) are centrally hollow, so that the node (10) once assembled has a central through hole (115).
Detto foro passante centrale (115) può essere utilizzato per diverse funzioni, quali a puro titolo di esempio, l’uso come contenitore, porta-mozzo, oppure per il vincolo del movimento centrale del sistema di pedalata qualora il nodo secondo l’invenzione sia utilizzato per realizzare il telaio di una bicicletta. Said central through hole (115) can be used for various functions, such as, purely by way of example, the use as a container, hub holder, or for the constraint of the central movement of the pedaling system if the node according to the invention is used to make the frame of a bicycle.
Ciascuno dei due dischi di supporto (112, 122) è inoltre dotato di almeno una sporgenza superficiale circonferenziale (113, 123) rivolta verso l’interno, la cui funzione sarà chiara a seguito della descrizione degli elementi (20) aventi forma di arco di corona circolare. Each of the two support discs (112, 122) is also provided with at least one circumferential surface projection (113, 123) facing inwards, the function of which will become clear following the description of the elements (20) having the shape of an arch of circular crown.
Come mostrato in figura 1 il giunto secondo l’invenzione comprende infatti una pluralità di elementi aventi forma in pianta di arco di corona circolare (20), e dimensioni e forma tali da poter essere alloggiati nello spazio compreso tra detti dischi di supporto (112, 122) in modo da essere montati rigidamente quando il giunto è assemblato. Per comodità ci si riferirà di seguito a detti elementi con il termine di elementi radiali (20). As shown in figure 1, the joint according to the invention in fact comprises a plurality of elements having the plan shape of an arch of a circular crown (20), and dimensions and shape such as to be able to be housed in the space between said support discs (112, 122) so as to be rigidly mounted when the joint is assembled. For convenience, these elements will be referred to below with the term radial elements (20).
A tal fine, a meno del calcolo delle tolleranze di accoppiamento che il tecnico del settore potrà eseguire senza uscire gli scopi dell’invenzione, l’altezza di detti elementi radiali (20) è pari alla distanza compresa tra detti dischi di supporto quando i due elementi maschio (12) e femmina (11) del nodo centrale (10) sono accoppiati, il raggio interno della corona circolare di detti elementi è pari, al minimo, al raggio esterno (Rm) della madrevite ed il raggio esterno della corona circolare è pari, al massimo, al raggio esterno (Re) di detti dischi di supporto (112, 122). To this end, except for the calculation of the coupling tolerances that the person skilled in the art will be able to perform without departing from the purposes of the invention, the height of said radial elements (20) is equal to the distance between said support discs when the two male (12) and female (11) elements of the central node (10) are coupled, the internal radius of the circular crown of said elements is equal, at least, to the external radius (Rm) of the nut screw and the external radius of the circular crown is equal, at most, to the outer radius (Re) of said support discs (112, 122).
Preferibilmente inoltre opportune conicità sulle superfici di accoppiamento consentono di recuperare i giochi tra i vari elementi durante il serraggio. Preferably, moreover, suitable tapers on the coupling surfaces allow to recover the play between the various elements during tightening.
Ciascun elemento radiale presenta inoltre scanalature assialsimmetriche (211, 221, 231, 241, 251, 261, 262, 271, 272) configurate per impegnare dette sporgenze superficiali circonferenziali (113, 123) di detti dischi di supporto (112, 122), in modo che una volta che gli elementi maschio e femmina del giunto siano tra loro assemblati, gli elementi radiali non possano sfilarsi radialmente verso l’esterno. Each radial element also has axial symmetrical grooves (211, 221, 231, 241, 251, 261, 262, 271, 272) configured to engage said circumferential surface projections (113, 123) of said support discs (112, 122), in so that once the male and female elements of the joint are assembled together, the radial elements cannot slide out radially outwards.
Come mostrato in figura 6 il giunto (1) comprende una pluralità di elementi radiali (21, 22, 23, 24, 25, 26) che possono avere varia apertura angolare, con l’unico vincolo che l’insieme degli elementi angolari presenti nel giunto consenta di riempire l’intera circonferenza. A titolo di esempio in figura 6 sono mostrati elementi radiali con aperture di 5° (21), 6° (22), 7° (23), 8° (24), 9° (25), 30° (26), 36° (27). As shown in figure 6, the joint (1) comprises a plurality of radial elements (21, 22, 23, 24, 25, 26) which can have various angular opening, with the only constraint that the set of angular elements present in the joint allows to fill the entire circumference. As an example, figure 6 shows radial elements with openings of 5 ° (21), 6 ° (22), 7 ° (23), 8 ° (24), 9 ° (25), 30 ° (26), 36 ° (27).
In figura 6 l’assoƌtiŵeŶto degli elementi è composto con 7 elementi da 30°, 3 elementi da 36°, 1 elemento da 9°, un elemento da 8°, due elementi da 7°, un elemento da 6° ed un elemento da 5°. Ovviamente qualunque altra combinazione di elementi, anche aventi singole aperture angolari da quelle appena elencate e mostrate a puro titolo di esempio nelle allegate figure potrà essere utilizzato senza uscire dagli scopi dell’invenzione. In figure 6, the assembly of the elements is composed of 7 elements of 30 °, 3 elements of 36 °, 1 element of 9 °, one element of 8 °, two elements of 7 °, one element of 6 ° and one element of 5th. Obviously, any other combination of elements, even having single angular openings from those just listed and shown purely by way of example in the attached figures, can be used without departing from the purposes of the invention.
Almeno due elementi radiali (27) sono configurati per essere vincolati ad elementi (30) della struttura esterna. Nel caso più semplice detti elementi (30) sono elementi tubolari di giunzione tra due differenti nodi (1) della stessa struttura; in alternativa detti elementi possono essere elementi dotati di sistemi funzionali, ad esempio per l’ancoraggio ad altri sistemi o per l’ancoraggio di elementi funzionali della struttura. A puro titolo di esempio, qualora il giunto secondo la presente invenzione fosse utilizzato per realizzare un telaio di bicicletta, detti elementi funzionali potrebbero comprendere un portapacchi, una serie sterzo, un forcellino posteriore, un porta sella, un portaborrraccia o altro. At least two radial elements (27) are configured to be constrained to elements (30) of the external structure. In the simplest case, said elements (30) are tubular elements for joining two different nodes (1) of the same structure; alternatively, said elements can be elements equipped with functional systems, for example for anchoring to other systems or for anchoring functional elements of the structure. Purely by way of example, if the joint according to the present invention were used to make a bicycle frame, said functional elements could comprise a luggage rack, a headset, a rear dropout, a saddle holder, a bottle holder or other.
Secondo un modo preferenziale di realizzazione detti almeno due elementi radiali (27) configurati per vincolare un elemento (30) della struttura esterna sono dotati di un foro passante orientato in senso radiale, e detto foro passante comprende un alloggiamento esterno (273) dotato di una battuta piana (274) ed un alloggiamento interno (276) anch’esso dotato di una battuta piana. According to a preferential embodiment, said at least two radial elements (27) configured to constrain an element (30) of the external structure are provided with a through hole oriented in a radial direction, and said through hole comprises an external housing (273) equipped with a flat abutment (274) and an internal housing (276) also equipped with a flat abutment.
Un elemento tubolare (30) di idoneo diametro può quindi essere inserito nell’alloggiamento esterno (273) ed essere bloccato per mezzo di un espansore radiale (31) comprendente un cono ed una corona circolare deformabile. L’espansione radiale può essere attivata per mezzo di una vite (32) inserita dalla superficie interna di detto elemento radiale (27), la cui testa trova alloggiamento all’interno di detto alloggiamento interno (276). L’avvitamento della vite (32), modificando la posizione assiale del cono rispetto alla corona circolare determina il forzamento di quest'ultima contro la superficie interna del tubolare (30). A tubular element (30) of suitable diameter can then be inserted into the external housing (273) and be locked by means of a radial expander (31) comprising a cone and a deformable circular crown. The radial expansion can be activated by means of a screw (32) inserted from the internal surface of said radial element (27), whose head is housed inside said internal housing (276). The screwing of the screw (32), changing the axial position of the cone with respect to the circular crown determines the forcing of the latter against the internal surface of the tubular (30).
Mezzi anti svitamento noti allo stato dell’arte, quali ad esempio una rosetta elastica spaccata (33) potranno essere utilizzati per evitare il disaccoppiamento della vite (32) rispetto all’espansore radiale (31). Anti-unscrewing means known in the state of the art, such as for example a split elastic washer (33) can be used to avoid the uncoupling of the screw (32) with respect to the radial expander (31).
Avendo illustrato i vari componenti del giunto (1), è ora possibile spiegarne il funzionamento. In primis gli elementi (30) della struttura vengono vincolati agli elementi radiali (27) appositamente configurati. Having illustrated the various components of the coupling (1), it is now possible to explain their operation. First of all, the elements (30) of the structure are constrained to the radial elements (27) specially configured.
Successivamente, per vincolare mediante il nodo (1) secondo l’invenzione una pluralità di elementi (30) di una struttura, la posizione degli elementi radiali (27) posizionati sul disco di supporto (112) dell’elemento femmina (11) viene definita in modo che gli assi dei fori passanti presenti in detti elementi siano allineati con le direzioni in cui devono essere installati detti elementi radiali. La posizione angolare relativa di detti elementi (27) è infatti facilmente modificabile semplicemente variando la disposizione degli elementi radiali (21, 22, 23, 24, 25, 26,27) lungo la circonferenza. Una volta disposti tutti gli elementi radiali in modo gli elementi della struttura esterna (30) siano nella direzione desiderata, si procede ad avvitare l’elemento maschio (12) nell'elemento femmina (11), con ciò vincolando la posizione degli elementi radiali (21, 22, 23, 24, 25, 26,27). Subsequently, in order to constrain a plurality of elements (30) of a structure by means of the node (1) according to the invention, the position of the radial elements (27) positioned on the support disk (112) of the female element (11) is defined so that the axes of the through holes present in said elements are aligned with the directions in which said radial elements are to be installed. The relative angular position of said elements (27) can in fact be easily modified by simply varying the arrangement of the radial elements (21, 22, 23, 24, 25, 26, 27) along the circumference. Once all the radial elements have been arranged so that the elements of the external structure (30) are in the desired direction, the male element (12) is screwed into the female element (11), thereby constraining the position of the radial elements ( 21, 22, 23, 24, 25, 26,27).
Preferibilmente ma non limitativamente gli elementi radiali (21, 22, 23, 24, 25, 26,27) sono assortiti in maniera tale che la circonferenza sia completamente riempita dagli stessi. In altre parole, a scopo di chiarezza, la somma degli angoli di apertura degli elementi radiali utilizzati è preferibilmente pari a 360°. In alternativa sarà il forzamento causato dall’avvitamento degli elementi maschio (12) e femmina (11) a mantenere nella posizione angolare assegnata gli elementi radiali. Preferably but not limitingly, the radial elements (21, 22, 23, 24, 25, 26, 27) are assorted in such a way that the circumference is completely filled by them. In other words, for purposes of clarity, the sum of the opening angles of the radial elements used is preferably equal to 360 °. Alternatively, the forcing caused by the screwing of the male (12) and female (11) elements will keep the radial elements in the assigned angular position.
A puro titolo di esempio, e senza che ciò sia limitativo per gli scopi dell’invenzione, si specifica che il giunto appena descritto può essere utilizzato in vari campi tecnici dove è richiesta la realizzazione di strutture smontabili i cui elementi seguono direzioni angolari tra loro non ortogonali. La modularità permette una elevata personalizzazione delle funzioni attribuibili al nodo, favorendo il riutilizzo a costi ridotti e a basso impatto ambientale. Nel campo industriale potrebbero servire per realizzare strutture, giochi per bambini, fai da te. Purely by way of example, and without this being limiting for the purposes of the invention, it is specified that the joint just described can be used in various technical fields where the construction of demountable structures is required, the elements of which follow angular directions. orthogonal. The modularity allows a high level of customization of the functions attributable to the node, favoring reuse at reduced costs and with low environmental impact. In the industrial field they could be used to create structures, games for children, do it yourself.
Una delle applicazioni più interessanti è la realizzazione di telai di bicicletta su misura. Il trapezio che, nella bicicletta comune, è formato dal tubo orizzontale, dal tubo piantone, dal tubo obliquo e dal tubo di sterzo, può essere ridotto ad un triangolo, ai cui vertici sono presenti giunti secondo l’invenzione. One of the most interesting applications is the creation of custom-made bicycle frames. The trapezoid which, in the common bicycle, is formed by the top tube, the seat tube, the down tube and the head tube, can be reduced to a triangle, at the vertices of which there are joints according to the invention.
A tal fine è sufficiente tagliare a misura i tubi che realizzeranno il telaio, terminandoli con elementi radiali dotati di opportuni sistemi di fissaggio. Si assemblano quindi gli elementi tubo nei relativi giunti insieme ad elementi funzionali quali il movimento centrale, il cannotto dello sterzo, il cannotto della sella ed il carro posteriore. Questa soluzione permette la configurazione personalizzata del telaio, e la successiva riconfigurazione: a seconda della crescita di un bambino, della applicazione (strada, fuoristrada), e delle esigenze (es. tandem, lowrider). To this end, it is sufficient to cut the tubes that will make the frame to size, terminating them with radial elements equipped with suitable fastening systems. The tube elements are then assembled in the relative joints together with functional elements such as the bottom bracket, the steering tube, the seat tube and the rear stay. This solution allows the customized configuration of the frame, and the subsequent reconfiguration: according to the growth of a child, the application (road, off-road), and needs (eg tandem, lowrider).
La riconfigurabilità del telaio di una bicicletta consente peraltro di intervenire a diversi livelli. I ciclisti esperti, potranno cambiare la geometria del telaio in base alle specifiche antropometriche dell’utilizzatore ed al tipo di gara, esattamente come avviene con le biciclette personalizzate a costi più elevati, spingendosi anche alla personalizzazione con tubi di diversa fattura e materiale (carbonio, bambù). Nel caso di utilizzo da parte di bambini il telaio riconfigurabile permette di seguire la crescita del bambino con la sostituzione solo di alcuni elementi tubo e distanziali. In caso di utilizzo da parte di viaggiatori: la bicicletta potrebbe essere smontata e ri-assemblata. Per makers, artigiani e creativi, il telaio riconfigurabile permette di usare più nodi e realizzare bici non convenzionali ( cargo, tandem, etc). Per gli amanti della natura possono essere utilizzati elementi con tubi in materiali ecocompatibili, in modo da ridurre l’impatto ambientale ed i rifiuti prodotti durante il ciclo di vita del prodotto, sostituendo solo gli elementi danneggiati, e rivendendo quelli non utilizzati. Inoltre il sistema modulare potrà consentire di realizzare e distribuire elementi personalizzati da collegare alla struttura, come luci, portapacchi e sistemi multimediali da collegare al nodo. The reconfigurability of a bicycle frame also makes it possible to intervene at different levels. Expert cyclists will be able to change the geometry of the frame according to the anthropometric specifications of the user and the type of race, exactly as happens with customized bicycles at higher costs, also pushing themselves to customization with tubes of different workmanship and material (carbon, bamboo). In the case of use by children, the reconfigurable frame allows you to follow the growth of the child by replacing only some tube and spacer elements. In case of use by travelers: the bicycle could be disassembled and re-assembled. For makers, artisans and creatives, the reconfigurable frame allows you to use more nodes and create unconventional bikes (cargo, tandem, etc). For nature lovers, elements with pipes made of environmentally friendly materials can be used, in order to reduce the environmental impact and waste produced during the life cycle of the product, replacing only the damaged elements, and reselling those that are not used. Furthermore, the modular system will allow the creation and distribution of customized elements to be connected to the structure, such as lights, roof racks and multimedia systems to be connected to the node.
Claims (8)
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|---|---|---|---|
| IT102018000020032A IT201800020032A1 (en) | 2018-12-18 | 2018-12-18 | MULTIPLE RADIAL JOINT |
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- 2018-12-18 IT IT102018000020032A patent/IT201800020032A1/en unknown
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