IT201900003815U1 - Dry assembly system of elements of various shapes. - Google Patents
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Description
Titolo: Sistema di assemblaggio a secco di elementi di varia forma. Title: Dry assembly system of elements of various shapes.
Descrizione Description
Campo tecnico Technical field
La presente invenzione riguarda sia il settore edilizio delle costruzioni che quello dell’arredamento e più specificamente concerne un sistema di assemblaggio a secco di elementi di varia forma, pieni o cavi formato da profili a forma di prisma retto con base a X realizzati in metallo, plastica, legno, materiale composito in fibra di vetro oppure fibra di carbonio e di dimensioni commisurate allo scopo. The present invention relates to both the building construction sector and the furnishing sector and more specifically concerns a dry assembly system of elements of various shapes, solid or hollow formed by profiles in the shape of a straight prism with an X base made of metal, plastic, wood, composite material in fiberglass or carbon fiber and of dimensions commensurate for the purpose.
Stato dell’arte State of the art
Allo stato dell’arte è noto che le tecniche per la realizzazione di scaffali, librerie ecc, sono basate sull’unione di elementi mediante incastro, incollaggio, avvitatura o chiodatura, mentre nella realizzazione di pareti in laterizio, gesso, calcestruzzo o altri materiali utilizzati in edilizia l’unione degli elementi avviene di regola mediante l’utilizzo di malta cementizia o colla con l’ausilio di incastri se gli anzidetti elementi ne sono provvisti. At the state of the art it is known that the techniques for the construction of shelves, bookcases, etc., are based on the union of elements by interlocking, gluing, screwing or nailing, while in the construction of walls in brick, plaster, concrete or other materials used in construction, the joining of the elements usually takes place through the use of cement mortar or glue with the aid of joints if the aforementioned elements are provided with them.
I sistemi che utilizzano viti o bulloni necessitano di adeguati spazi per le operazioni di avvitatura e non sono idonei ad unire elementi pieni quali blocchi da costruzione oppure elementi di particolari forme geometriche con vuoti irregolari o piani inclinati. Systems that use screws or bolts require adequate space for screwing operations and are not suitable for joining solid elements such as building blocks or elements of particular geometric shapes with irregular voids or inclined planes.
I sistemi che utilizzano gli incastri hanno bisogno di spessori adeguatamente maggiorati nei quali realizzare gli incastri stessi e non sono idonei all’unione di forme complesse. The systems that use the joints need adequately increased thicknesses in which to make the joints themselves and are not suitable for joining complex shapes.
Allo stato dell’arte tra le tecniche per l’unione di elementi è noto l’uso di scanalature maschio/femmina a forma di code di rondine. In the state of the art, the use of male / female grooves in the shape of dovetails is known among the techniques for joining elements.
Considerando una terna di assi cartesiani in cui la base dell’elemento si trova nella direzione X, l’altezza nella direzione Y e la profondità nella direzione Z, dette scanalature a forma di coda di rondine si sviluppano nel piano X-Z. Considering a triad of Cartesian axes in which the base of the element is in the X direction, the height in the Y direction and the depth in the Z direction, said dovetail-shaped grooves develop in the X-Z plane.
Dette scanalature possono essere realizzate: These grooves can be made:
- uniformemente su tutto il piano X-Z; - uniformly on the whole X-Z plane;
- in maniera discontinua su fasce del piano. - discontinuously on bands of the plane.
Questa tipologia di unione presenta però lo svantaggio che nelle intersezioni degli elementi a T oppure ad L non può essere eseguita se non attraverso l’ausilio di pezzi speciali in quanto, ad esempio nell’unione ad L, considerando i due elementi da unire, si avrebbero le scanalature che sono orientate in due direzioni differenti e pertanto gli elementi risulterebbero non unibili. This type of union, however, has the disadvantage that in the intersections of the T-shaped or L-shaped elements it cannot be performed except through the aid of special pieces since, for example in the L-shaped union, considering the two elements to be joined, they would have the grooves that are oriented in two different directions and therefore the elements would not be joined.
Pertanto, nessuna delle soluzioni finora esaminate è in grado di realizzare un sistema reversibile di connessione tra componenti aventi differente forma, materiale e spessore garantendo l’assoluta stabilità della struttura e la massima semplicità di assemblaggio. La struttura che si ottiene è stabile e indeformabile. Therefore, none of the solutions examined so far is able to create a reversible connection system between components with different shapes, materials and thicknesses, guaranteeing the absolute stability of the structure and maximum simplicity of assembly. The resulting structure is stable and non-deformable.
Scopi e riassunto dell’invenzione Aims and summary of the invention
Scopo della presente invenzione è quello di fornire un sistema di assemblaggio reversibile che consenta l’unione di due o più elementi, anche diversi tra loro per forma, materiale e spessore, assicurando la stabilità della struttura nei confronti di qualsiasi spostamento relativo tra gli elementi stessi. Altro scopo della presente invenzione è quello di fornire un sistema di assemblaggio estremamente versatile, pratico e di semplice applicazione. The purpose of the present invention is to provide a reversible assembly system that allows the union of two or more elements, even different from each other in shape, material and thickness, ensuring the stability of the structure against any relative displacement between the elements themselves. . Another object of the present invention is to provide an extremely versatile, practical and easy to apply assembly system.
Non ultimo scopo della presente invenzione è quello di fornire un sistema di assemblaggio che possa essere utilizzato nelle connessioni a T o ad L degli elementi. Not least object of the present invention is to provide an assembly system that can be used in the T or L-shaped connections of the elements.
Tali scopi sono ottenuti mediante un sistema di assemblaggio a secco di elementi di varia forma, pieni o cavi caratterizzato dal fatto di comprendere: These purposes are achieved by means of a dry assembly system of elements of various shapes, solid or hollow, characterized in that it comprises:
- almeno un elemento prismatico; - at least one prismatic element;
- almeno una scanalatura configurata per ricevere il profilo prismatico e avente una coppia di bracci definiti da uno degli elementi adiacenti da assemblare e una seconda coppia di bracci definiti da un altro degli elementi adiacenti da assemblare; - at least one groove configured to receive the prismatic profile and having a pair of arms defined by one of the adjacent elements to be assembled and a second pair of arms defined by another of the adjacent elements to be assembled;
- i bracci della prima coppia e i bracci della seconda coppia convergendo verso un asse preferibilmente disposto su un’interfaccia di contatto fra gli elementi adiacenti - the arms of the first pair and the arms of the second pair converging towards an axis preferably arranged on a contact interface between adjacent elements
in cui i due bracci angolarmente consecutivi di due coppie differenti sono angolarmente distanziati fra loro, in condizioni di assemblaggio, contemporaneamente da rispettive porzioni degli elementi. in which the two angularly consecutive arms of two different pairs are angularly spaced from each other, in assembly conditions, simultaneously from respective portions of the elements.
Detti elementi prismatici devono essere inseriti all’interno di scanalature praticate sulla superficie di contatto tra due elementi adiacenti da unire e ortogonalmente al piano nel quale devono essere impediti gli spostamenti relativi. Said prismatic elements must be inserted inside grooves made on the contact surface between two adjacent elements to be joined and orthogonally to the plane in which relative displacements must be prevented.
Breve descrizione dei disegni Brief description of the drawings
Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risulteranno dalla descrizione di una forma di esecuzione, preferita ma non esclusiva di un sistema di assemblaggio a secco formato da elementi a forma di prisma retto con base a X oggetto della presente domanda di brevetto, illustrato a titolo indicativo ma non limitativo nelle unità di disegno in cui: Further characteristics and advantages of the invention will emerge from the description of a preferred but not exclusive embodiment of a dry assembly system formed by elements in the shape of a straight prism with an X base object of the present patent application, illustrated by way of example. but not limiting in drawing units where:
- la figura 1 rappresenta in vista frontale l’unione di tre elementi mediante l’uso di scanalature a coda di rondine maschio/femmina noto allo stato dell’arte; - Figure 1 represents in front view the union of three elements through the use of male / female dovetail grooves known in the state of the art;
- la figura 2 rappresenta in vista assonometrica due elementi 1 uniti tra loro mediante un profilo prismatico a X 2 posto ortogonalmente al piano X-Y; - la figura 3 rappresenta in vista frontale le reazioni assiali e di taglio che si originano sul profilo a X 2 di Fig. 2; - figure 2 is an axonometric view of two elements 1 joined together by means of an X-shaped prismatic profile 2 placed orthogonally to the X-Y plane; - figure 3 is a front view of the axial and shear reactions originating on the X-shaped profile 2 of Fig. 2;
- la figura 4 rappresenta in vista assonometrica due elementi 1 uniti tra loro mediante il profilo a X 2 di Fig. 2 e il profilo a X 2 posto ortogonalmente al piano X-Z; - figure 4 is an axonometric view of two elements 1 joined together by means of the X-shaped profile 2 of Fig. 2 and the X-shaped profile 2 placed orthogonally to the X-Z plane;
- la figura 5 rappresenta in vista assonometrica due elementi 1 uniti tra loro mediante il profilo a X 2 di Fig. 2, il profilo a X 2 di Fig. 4 e altri due profili a X 2 posti nelle facce opposte dell’elemento 1; - Figure 5 represents in an axonometric view two elements 1 joined together by means of the X 2 profile of Fig. 2, the X 2 profile of Fig. 4 and two other X 2 profiles placed in the opposite faces of the element 1;
- la figura 6 rappresenta in vista assonometrica un esempio di composizione con quattro elementi 1; - figure 6 is an axonometric view of an example of a composition with four elements 1;
- la figura 7 rappresenta in vista assonometrica esplosa un esempio di composizione con quattro elementi 1 in cui sono visibili le scanalature 4; - la figura 8 rappresenta in vista assonometrica un esempio di composizione con quattro elementi 1 con spessore delle pareti degli stessi variabile; Figure 7 is an exploded axonometric view of an example of composition with four elements 1 in which the grooves 4 are visible; - figure 8 is an axonometric view of an example of composition with four elements 1 with variable wall thickness;
- la figura 9 rappresenta in vista assonometrica un esempio di composizione ad L degli elementi 1; - figure 9 is an axonometric view of an example of an L-shaped composition of the elements 1;
- la figura 10 rappresenta in vista assonometrica un esempio di composizione a T degli elementi 1 in cui detti elementi 1 sono disposti in maniera sfalsata tra loro; Figure 10 is an axonometric view of an example of a T-shaped composition of the elements 1 in which said elements 1 are arranged in a staggered manner from each other;
- la figura 11 rappresenta in vista frontale un esempio di composizione di quattro elementi 1 in cui detti elementi sono disposti in maniera sfalsata tra loro; Figure 11 is a front view of an example of a composition of four elements 1 in which said elements are arranged in a staggered manner from each other;
- la figura 12 rappresenta in vista frontale un esempio di composizione di elementi 1 in cui detti elementi 1 hanno forma non rettangolare. - figure 12 is a front view of an example of composition of elements 1 in which said elements 1 have a non-rectangular shape.
Descrizione dettagliata dell'Invenzione Detailed description of the invention
Secondo una preferita - ma non limitativa - forma di esecuzione, la presente invenzione concerne un sistema di assemblaggio a secco di elementi 1 di varia forma, pieni o cavi formato da elementi prismatici a forma di X 2 che hanno la funzione di unire i vari elementi 1 di una struttura, ad esempio un mobile oppure una parete di blocchi da costruzione ecc. in modo tale che detti elementi 1 non possano subire spostamenti relativi e la struttura ottenuta sia stabile e indeformabile. According to a preferred - but not limiting - embodiment, the present invention relates to a dry assembly system of elements 1 of various shapes, solid or hollow formed by prismatic elements in the shape of X 2 which have the function of joining the various elements 1 of a structure, for example a piece of furniture or a wall of building blocks, etc. in such a way that said elements 1 cannot undergo relative displacements and the structure obtained is stable and non-deformable.
Il sistema di assemblaggio a secco degli elementi 1 comprende: The dry assembly system of elements 1 includes:
- almeno un elemento prismatico 2; - at least one prismatic element 2;
- almeno una scanalatura 4 configurata per ricevere il profilo prismatico 2 e avente una coppia di bracci 2a definiti da uno degli elementi 1 adiacenti da assemblare e una seconda coppia di bracci 2b definiti da un altro degli elementi 1 adiacenti da assemblare; - at least one groove 4 configured to receive the prismatic profile 2 and having a pair of arms 2a defined by one of the adjacent elements 1 to be assembled and a second pair of arms 2b defined by another of the adjacent elements 1 to be assembled;
- i bracci 2a’, 2a’’ della prima coppia 2a e i bracci 2b’, 2b’’ della seconda coppia 2b convergendo verso un asse preferibilmente disposto su un’interfaccia di contatto fra gli elementi 1 adiacenti - the arms 2a ', 2a' 'of the first pair 2a and the arms 2b', 2b '' of the second pair 2b converging towards an axis preferably arranged on a contact interface between the adjacent elements 1
in cui i due bracci 2a’, 2b’ angolarmente consecutivi di due coppie differenti sono angolarmente distanziati fra loro, in condizioni di assemblaggio, contemporaneamente da rispettive porzioni degli elementi. in which the two angularly consecutive arms 2a ', 2b' of two different pairs are angularly spaced from each other, in assembly conditions, simultaneously from respective portions of the elements.
L’elemento a X 2 deve essere inserito in una scanalatura 4 realizzata nell’interfaccia di contatto tra due elementi 1 e ortogonalmente al piano X-Y nel quale devono essere impediti gli spostamenti relativi. The X-shaped element 2 must be inserted in a groove 4 made in the contact interface between two elements 1 and perpendicular to the X-Y plane in which relative displacements must be prevented.
Detto elemento a X 2 ha una dimensione di base che è uguale a quella in altezza e una profondità comparabile con le dimensioni in pianta. Dividendo in due il profilo a X 2 si ricava un profilo a V 3. Said element at X 2 has a basic dimension which is equal to that in height and a depth comparable with the dimensions in plan. By dividing the X-shaped profile in two, a V-shaped profile 3 is obtained.
In ogni modo la dimensione della base e dell’altezza del profilo a X 2 deve corrispondere alla somma degli spessori degli elementi 1 da unire. In any case, the size of the base and the height of the X 2 profile must correspond to the sum of the thicknesses of the elements 1 to be joined.
Detti profili a X 2 o V 3 possono essere realizzati in acciaio, alluminio, plastica, legno, materiale composito in fibra di vetro oppure fibra di carbonio. Detto profilo a X 2 va inserito all’interno di scanalature 4 realizzate sullo spessore delle superfici di contatto da assemblare tra i due elementi 1. In particolare ciascun elemento 1 da unire sarà provvisto di una scanalatura a V in modo tale che detta scanalatura, accostata a quella dell’altro elemento 1, formi una scanalatura 4 ad X. Said X 2 or V 3 profiles can be made of steel, aluminum, plastic, wood, composite material in glass fiber or carbon fiber. Said X-shaped profile 2 must be inserted inside grooves 4 made on the thickness of the contact surfaces to be assembled between the two elements 1. In particular, each element 1 to be joined will be provided with a V-shaped groove so that said groove, placed side by side to that of the other element 1, form an X-shaped groove 4.
Da un punto di vista statico ciascuna connessione tra i due elementi 1 costituisce un vincolo il quale impedisce ai due corpi la mutua traslazione nel piano ortogonale alla direzione di inserimento del profilo 2, cosicché l’indeformabilità dell’intero sistema può essere garantita dalla introduzione di un numero opportuno di connessioni, intesi come i profili a X 2, in posizioni adeguate. From a static point of view, each connection between the two elements 1 constitutes a constraint which prevents the two bodies from mutual translation in the plane orthogonal to the direction of insertion of the profile 2, so that the non-deformability of the entire system can be guaranteed by the introduction of an appropriate number of connections, intended as the X 2 profiles, in suitable positions.
Le connessioni possono essere inserite in varie parti del contorno degli elementi 1 da assemblare, sia nei piani orizzontali che verticali o comunque inclinati, a seconda della forma degli elementi 1 stessi, anche in funzione di esigenze estetiche o della resistenza da conferire all’intero sistema. The connections can be inserted in various parts of the contour of the elements 1 to be assembled, both in the horizontal and vertical planes or in any case inclined, depending on the shape of the elements 1 themselves, also in function of aesthetic requirements or of the resistance to be given to the entire system. .
Nel caso in cui si debbano unire due elementi 1 accostati tra loro e tali da avere una superficie (Y-Z) in comune ed essere complanari nel piano (X-Y), inserendo il profilo a X 2 in una scanalatura 4 realizzata a metà dell’altezza degli elementi 1 accostati e quindi simmetricamente rispetto al piano di contatto tra i due elementi 1 e ortogonalmente al piano X-Y si otterrà un vincolo in grado di impedire ogni mutua traslazione nel piano X-Y. In the event that two elements 1 must be joined together and such as to have a common surface (Y-Z) and be coplanar in the plane (X-Y), inserting the X-shaped profile 2 in a groove 4 made at half the height of the elements 1 juxtaposed and therefore symmetrically with respect to the plane of contact between the two elements 1 and orthogonally to the X-Y plane, a constraint will be obtained which is capable of preventing any mutual translation in the X-Y plane.
Se si tenta di allontanare reciprocamente i due elementi 1 nelle direzioni X o Y, si sviluppano, nelle zone di contatto tra gli elementi 1 e il profilo a X 2, le reazioni nel piano X assiali e nel piano Y di taglio e non è possibile alcun movimento relativo senza lacerazione del materiale. If you try to move the two elements 1 away from each other in the X or Y directions, the reactions in the axial X plane and in the Y shear plane develop in the contact areas between the elements 1 and the X profile 2 and it is not possible no relative movement without tearing the material.
In tale condizione è consentito il solo scorrimento relativo tra i due elementi 1 in direzione Z. Tale scorrimento può essere impedito mediante l’inserimento di un profilo a X 2 in una scanalatura 4 realizzata a metà della profondità degli elementi 1 accostati e quindi simmetricamente rispetto al piano di contatto tra i due elementi 1 e ortogonalmente al piano X-Z. In this condition, only relative sliding between the two elements 1 in the Z direction is allowed. This sliding can be prevented by inserting an X-shaped profile 2 in a groove 4 made halfway through the depth of the elements 1 placed side by side and therefore symmetrically with respect to to the contact plane between the two elements 1 and orthogonally to the X-Z plane.
L’inserimento degli elementi a X nelle posizioni sopra indicate, nonché nelle corrispondenti facce opposte degli elementi 1, garantisce l’incastro totale tra detti due elementi 1. The insertion of the X elements in the positions indicated above, as well as in the corresponding opposite faces of the elements 1, guarantees the total interlocking between said two elements 1.
Da un punto di vista costruttivo, i profili a X 2 da inserire in ciascun lato dell’elemento 1 possono essere in numero qualsiasi con un minimo di 1. Nel caso in cui il profilo a X 2 fosse uno per lato gli elementi 1 verrebbero uniti tra loro in maniera allineata mentre nel caso in cui detti profili a X 2 fossero due (vedi Fig. 10-11) gli elementi 1 verrebbero uniti tra loro in maniera sfalsata ossia verrebbero uniti variando la posizione reciproca uno rispetto all’altro delineando una configurazione del tipo “a scala”. From a construction point of view, the X 2 profiles to be inserted in each side of the element 1 can be in any number with a minimum of 1. If the X 2 profile were one on each side, the elements 1 would be joined with each other in an aligned manner while if said X 2 profiles were two (see Fig. 10-11) the elements 1 would be joined together in a staggered manner, i.e. they would be joined by varying the reciprocal position with respect to each other, outlining a configuration of the "ladder" type.
Seguendo questo ragionamento è possibile realizzare configurazioni complesse tra più elementi 1, anche tridimensionali, in quanto, per l’applicazione del sistema, è sufficiente che detti elementi abbiano una superficie di contatto sufficientemente ampia per poter inserire gli elementi di connessione ad X. By following this reasoning it is possible to create complex configurations between multiple elements 1, even three-dimensional, since, for the application of the system, it is sufficient that said elements have a sufficiently large contact surface to be able to insert the X connection elements.
La realizzazione di un oggetto, sia esso una libreria, una parete attrezzata o una parete di un edificio, può agevolmente eseguirsi in opera mediante il semplice assemblaggio a secco degli elementi 1 e dei profili a X 2 o a V 3 inseriti in opportune posizioni. La versatilità della soluzione consente di realizzare strutture tridimensionali anche complesse, quali ad esempio edifici. Le dimensioni dei profili a X e a V dipendono dalle dimensioni degli elementi 1, dallo spessore delle pareti degli elementi se questi sono cavi e dalle sollecitazioni di taglio e di trazione cui i profili sono soggetti. The realization of an object, be it a bookcase, an equipped wall or a wall of a building, can easily be carried out on site by simply dry assembly of the elements 1 and of the X 2 or V 3 profiles inserted in suitable positions. The versatility of the solution makes it possible to create even complex three-dimensional structures, such as buildings. The dimensions of the X and V profiles depend on the dimensions of the elements 1, on the thickness of the walls of the elements if these are hollow and on the shear and tensile stresses to which the profiles are subject.
Se gli elementi 1 sono cavi le dimensioni di base ed altezza (in cui b=h) sono dettate dallo spessore “s” delle pareti stesse, pertanto b=h=2s. If the elements 1 are hollow, the base and height dimensions (where b = h) are dictated by the thickness “s” of the walls themselves, therefore b = h = 2s.
Se gli elementi 1 sono pieni ed hanno una funzione strutturale, come nel caso di blocchi da costruzione in laterizio, calcestruzzo ecc., si può assumere b=h=B/10, dove B è la massima dimensione di base dell’elemento 1. If the elements 1 are solid and have a structural function, as in the case of building blocks in brick, concrete, etc., it can be assumed b = h = B / 10, where B is the maximum basic size of element 1.
La lunghezza “L” dei profili a X 2 e a V 3, considerando che con P si intende la profondità lungo l’asse Z dell’elemento 1, può essere assunta pari a circa L=P/10 nel caso di elementi cavi non aventi funzione strutturale e circa L=P/5 nel caso di elementi pieni aventi funzione strutturale. In ogni modo detta lunghezza L del profilo non deve interessare l’intera profondità dell’elemento 1 in quanto la struttura risulterebbe indebolita. The length "L" of the X 2 and V 3 profiles, considering that P means the depth along the Z axis of the element 1, can be assumed to be approximately L = P / 10 in the case of hollow elements not having structural function and approximately L = P / 5 in the case of solid elements having a structural function. In any case, said length L of the profile must not affect the entire depth of element 1 as the structure would be weakened.
Mediante il presente sistema di assemblaggio a secco di elementi 1 di varia forma si possono ottenere i seguenti vantaggi: By means of the present dry assembly system of elements 1 of various shapes, the following advantages can be obtained:
1) applicazione su strutture complesse in cui possono coesistere anche elementi appartenenti a diverse tipologie e diverso materiale; 1) application on complex structures in which elements belonging to different types and different materials can also coexist;
2) le connessioni possono essere realizzate anche su strutture esistenti o su elementi non preparati in stabilimento, potendo disporre di un utensile in grado di eseguire le scanalature direttamente in cantiere; 2) the connections can also be made on existing structures or on elements not prepared in the factory, being able to have a tool capable of making the grooves directly on site;
3) il sistema di assemblaggio si presta anche per realizzare: 3) the assembly system is also suitable for:
- pareti costituite da blocchi in laterizio, gesso, legno, calcestruzzo, pieni o - strutture portanti anche antisismiche. - walls made of blocks in brick, plaster, wood, concrete, solid or - load-bearing structures, including anti-seismic ones.
I materiali e le dimensioni del trovato come sopra descritto, illustrato negli uniti disegni e più avanti rivendicato, potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze. Inoltre tutti i dettagli sono sostituibili con altri tecnicamente equivalenti, senza per questo uscire dall’ambito protettivo della presente domanda di brevetto. The materials and dimensions of the invention as described above, illustrated in the accompanying drawings and claimed hereinafter, may be any according to requirements. Furthermore, all the details can be replaced with other technically equivalent ones, without thereby departing from the protective scope of this patent application.
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