IT202100004703U1

IT202100004703U1 - Assembly panels for furniture, shaped with a CNC milling machine and assembled by means of joints without the use of permanent fixings.

Info

Publication number: IT202100004703U1
Application number: IT202021000004703U
Authority: IT
Inventors: Luca Soldati; Simone Zanini; Roberto Faccin
Original assignee: Luca Soldati; Simone Zanini; Roberto Faccin
Priority date: 2021-09-28
Filing date: 2021-09-28
Publication date: 2023-03-28

Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

a) Settore tecnico a) Technical sector

L?invenzione ricade nell?ambito della produzione di mobili in legno, con specifico riferimento ai metodi di produzione meccanizzati, che rendono il prodotto realizzabile in serie. Questo nuovo metodo di assemblaggio ? basato su pannelli in legno sagomati con l?ausilio di fresatrice CNC, in modo da essere standardizzati. I pezzi prodotti sono assemblati mediante incastri ispirati alla falegnameria tradizionale ed in particolare a quella orientale. The invention falls within the production of wooden furniture, with specific reference to mechanized production methods, which make the product mass-produced. This new assembly method ? based on shaped wooden panels with the aid of a CNC milling machine, in order to be standardised. The pieces produced are assembled by means of joints inspired by traditional carpentry and in particular by the oriental one.

b) Stato dell?arte b) State of the art

Nella pratica corrente della falegnameria ? comune l?utilizzo di incastri, come ?tenone e mortasa?, linguette riportate, incastri ?a mezzo legno?, unioni ?a L?, incastri a dentelli, ?a coda di rondine?, a ?biscotto?, spesso completati con l?uso di colle. Altra tecnica d?unione molto comune ? data dall?uso di spine (spinatura) o tasselli, anch?essi usati in abbinamento alla colla. In the current practice of carpentry ? the use of joints is common, such as ?tenon and mortise?, tongues inserted, ?half-wood? joints, ?L? joints, notched joints, ?dovetail?, ?biscuit?, often completed with l ?use of glues. Another very common union technique? given by the use of plugs (spinatura) or dowels, also used in combination with glue.

Nella tradizione giapponese sono presenti numerose unioni per pezzi in legno, tutte basate sull?incastro. Esse si suddividono in due principali famiglie, unioni Tsugite per ottenere elementi rettilinei, oppure Shiguchi come giunzioni di elementi ortogonali per sovrapposizione trasversale. In the Japanese tradition there are numerous unions for wooden pieces, all based on the joint. They are divided into two main families, Tsugite unions to obtain straight elements, or Shiguchi as junctions of orthogonal elements for transverse overlapping.

Nella realizzazione di arredi in serie ? invece molto pi? comune l?utilizzo di giunzioni avvitate, che di solito non prevedono l?uso di colla, ma che determinano una certa complessit? e durata della fase di montaggio in opera. In questi assemblaggi diventa importante evitare che tali elementi di fissaggio in metallo siano visibili, per non alterare l?estetica del mobile. Per questo motivo si usano spesso fori a tasca, viti e dadi posti in asole, oppure altri sistemi brevettati da aziende con lo scopo di nascondere le giunzioni. In the production of furniture in series? instead much more the use of screwed joints is common, which usually do not involve the use of glue, but which determine a certain complexity? and duration of the assembly phase on site. In these assemblies it becomes important to avoid that these metal fixing elements are visible, in order not to alter the aesthetics of the piece of furniture. For this reason, pocket holes, screws and nuts placed in slots, or other systems patented by companies are often used with the aim of hiding the joints.

c) Problema tecnico da risolvere c) Technical problem to be solved

La necessit? di realizzare il mobile senza i tradizionali fissaggi ha imposto lo studio di incastri che funzionino anche senza colla, e cio? che impediscano ogni movimento o rotazione non desiderata dei pezzi, una volta che essi siano montati in posizione. La soluzione consiste in incastri ortogonali tra pezzi, in cui i pannelli costituenti la giunzione sono perfettamente sagomati con intagli concavi (come delle fessure) in modo da entrare l?uno nell?altro, con minime distanze d?interferenza (Fig. 14). Ci? significa che i due pezzi che di volta in volta si incastrano scorrono l?uno sull?altro lungo i bordi di taglio con un lieve attrito (Fig. 10), ed una volta in posizione non possono pi? compiere alcuna rotazione significativa l?uno rispetto all?altro. Il mobile ? quindi assemblato su pi? livelli, ciascuno formato da vari pannelli incastrati (Fig. 1). Ciascun pezzo utilizzante un incastro ortogonale si monta con un movimento dall?alto al basso, ed una volta inserito nell?incastro perde ogni possibilit? di movimento. Alcuni pezzi sono montati, tra un piano ed il successivo del mobile, con incastri di tipo planare, completati con successivi incastri ortogonali. I pezzi assemblati sono quindi tenuti assieme dalla gravit? e rimane il solo problema del possibile slittamento tra i piani del mobile per effetto delle azioni orizzontali. Per questo motivo, una volta realizzato un intero livello si inseriscono barre in metallo in appositi fori, ed esse tengono assieme traversi e mensole pur rimanendo completamente nascoste (Fig. 13). The necessity? to make the piece of furniture without the traditional fixings has imposed the study of joints that work even without glue, and what? which prevent any unwanted movement or rotation of the pieces, once they are mounted in position. The solution consists in orthogonal joints between pieces, in which the panels making up the junction are perfectly shaped with concave notches (like fissures) so as to enter one into the other, with minimal interference distances (Fig. 14). There? it means that the two pieces that interlock from time to time slide over each other along the cutting edges with a slight friction (Fig. 10), and once in position they can no longer? make any significant rotation relative to each other. The furniture ? then assembled on the pi? levels, each formed by various interlocking panels (Fig. 1). Each piece using an orthogonal joint is assembled with a movement from top to bottom, and once inserted into the joint it loses all possibility of movement. Some pieces are assembled, between one floor and the next of the piece of furniture, with planar joints, completed with successive orthogonal joints. Are the assembled pieces then held together by gravity? and the only problem remains of the possible slippage between the shelves of the piece of furniture due to the horizontal actions. For this reason, once an entire level has been created, metal bars are inserted into special holes, and they hold the crosspieces and shelves together while remaining completely hidden (Fig. 13).

d) Breve descrizione dei disegni d) Brief description of the drawings

Sono state utilizzate per la descrizione dei disegni forniti due legende, una indicante la codificazione dei pannelli di montaggio oggetto di brevetto, e l?altra indicante le notazioni necessarie alla comprensione delle immagini. Two legends have been used to describe the drawings provided, one indicating the coding of the assembly panels subject to the patent, and the other indicating the notations necessary for understanding the images.

LEGENDA PEZZI (Fig.1) LEGEND OF PIECES (Fig.1)

-M pannello con funzione di mensola (Fig. 5). -M panel with shelf function (Fig. 5).

-R1 pannello n?1 del retro del mobile (Fig.6). -R1 panel n?1 of the rear of the cabinet (Fig.6).

-R2 pannello n?2 del retro del mobile (Fig.8). -R2 panel n?2 of the rear of the cabinet (Fig.8).

-R3 pannello n?3 del retro del mobile (Fig.7). -R3 panel n?3 of the back of the cabinet (Fig.7).

-T1 pannello con funzione di traverso base e centrale nel mobile (Fig.2). -T1 panel with base and central transom function in the cabinet (Fig.2).

-T2 pannello con funzione di traverso laterale-superiore (Fig. 3). -T2 panel with lateral-upper transom function (Fig. 3).

-T3 pannello con funzione di traverso laterale di sommit? nel mobile (Fig.4). -T3 panel with side transom function of the top? in the cabinet (Fig.4).

LEGENDA LETTERE DISEGNI KEY LETTERS DRAWINGS

-A Barre d?acciaio antislittamento (diametro 8 mm). -A Anti-skid steel bars (8 mm diameter).

-B Foro passante di diametro indicato (in mm). -B Through hole with indicated diameter (in mm).

-C Raccordo raggio 5 mm (dovuto al taglio con fresa). -C Rounding radius 5 mm (due to cutter cut).

-D Larghezza degli intagli a fessura passante (pari allo spessore scelto per i pannelli sommato a due volte la distanza d?interferenza di 1mm, cio? 2 mm). -D Width of the through slot notches (equal to the thickness chosen for the panels added to twice the interference distance of 1mm, i.e. 2mm).

-E Montaggio tra generico traverso e generico pannello del retro. -E Assembly between generic crosspiece and generic rear panel.

-F Montaggio tra generico traverso e mensola. -F Assembly between generic crosspiece and bracket.

-G Allineamento dei pezzi mediante barre antislittamento. -G Alignment of the pieces by means of anti-slip bars.

-H Inserimento delle barre antislittamento nei fori predisposti. -H Insertion of the anti-skid bars in the prepared holes.

-I Montaggio del generico traverso sopra al precedente traverso. -I Assembly of the generic crosspiece on top of the previous crosspiece.

-J Montaggio del generico pannello del retro sopra al precedente pannello del retro. -J Assembly of the generic back panel on top of the previous back panel.

-K Distanze d?interferenza di 1 mm per lato. -K Interference distances of 1 mm per side.

-L Generico traverso con sezione di incastro del pannello del retro. -L Generic crossbar with interlocking section of the back panel.

-M Generica porzione di pannello del retro con sezione di incastro del traverso. -M Generic portion of the back panel with interlocking section of the crossbar.

Fig. 1 illustra la concezione innovativa di montaggio ad incastro del mobile attraverso un esploso assonometrico del montaggio del piano 0 e piano 1 di un mobile di larghezza pari a 3 moduli. Fig. 1 illustrates the innovative concept of interlocking furniture assembly through an exploded axonometric view of the assembly of floor 0 and floor 1 of a piece of furniture with a width equal to 3 modules.

Fig. 2-3-4-5-6-7-8 illustrano il disegno dettagliato dei pannelli, di dimensione e spessore generici, in vista frontale (cio? sul piano del taglio con fresa). Per le Fig.2-3-4 sono mostrare anche le viste dall?alto e dal basso, in modo da mostrare la posizione dei fori. Fig. 2-3-4-5-6-7-8 illustrate the detailed drawing of the panels, of generic size and thickness, in front view (that is on the plane of the cut with a cutter). For Fig.2-3-4 the views from above and below are also shown, in order to show the position of the holes.

Fig. 9 illustra le fasi di assemblaggio mediante incastro dei pezzi, compresi gli incastri in cui sono presenti le barre d?acciaio. Fig. 9 illustrates the phases of assembly by interlocking the pieces, including the interlocking where the steel bars are present.

Fig. 10-11-12-13 illustrano nel dettaglio gli incastri necessari al montaggio del mobile. Fig. 14 illustra nel dettaglio le distanze di interferenza necessarie al montaggio dei pannelli aventi incastri per piani ortogonali. Fig. 10-11-12-13 illustrate in detail the joints necessary for the assembly of the piece of furniture. Fig. 14 illustrates in detail the interference distances necessary for the assembly of the panels having joints for orthogonal planes.

Fig. 15-16 rappresentano un esempio di completo assemblaggio di un mobile di 3 moduli di larghezza e 5 piani di altezza, attraverso una vista assonometrica superiore (Fig. 15) ed una inferiore (Fig.16). Fig. 15-16 represent an example of complete assembly of a piece of furniture with 3 modules in width and 5 floors in height, through an upper (Fig. 15) and lower (Fig.16) isometric view.

e) Descrizione dettagliata e) Detailed description

Di seguito ? illustrato il montaggio di un mobile che utilizza esclusivamente l?idea oggetto di brevetto, di dimensioni arbitrarie e con un numero di ripiani qualsiasi in altezza ed in larghezza (Fig. 15-16). In maniera analoga non sono previste specifiche dimensioni dei pezzi, siccome la logica si basa sulla morfologia degli incastri. Ci? significa che alla fine, oltre ad avere un qualsiasi numero di ripiani e di colonne consecutivi, si potr? anche avere una forma degli scomparti variabile sia in pianta, che in alzato, che in sezione. Si potrebbe inoltre prevedere di creare un abaco di pezzi con variazioni tali da modificare a piacimento l?altezza di ciascun piano o la larghezza di ciascuna colonna del mobile, mantenendo invariati gli incastri tra essi. Ci? garantirebbe un?ulteriore flessibilit? di progetto per i mobili che derivano da questa invenzione. Right away ? illustrates the assembly of a piece of furniture that uses exclusively the patented idea, of arbitrary dimensions and with any number of shelves in height and width (Fig. 15-16). Similarly, there are no specific dimensions of the pieces, since the logic is based on the morphology of the joints. There? means that in the end, in addition to having any number of consecutive shelves and columns, you can also have a variable shape of the compartments both in plan, in elevation, and in section. It could also be envisaged to create an abacus of pieces with variations such as to modify the height of each floor or the width of each column of the piece of furniture at will, keeping the joints between them unchanged. There? would guarantee a? further flexibility? design for the furniture that derives from this invention.

Il procedimento di montaggio (Fig. 1), estremamente veloce se confrontato con quello dei normali mobili, parte dalla posa a terra dei traversi del piano 0, che sono pannelli T1 (Fig. 2). Su di essi si inseriscono un certo numero di pezzi costituenti la base del retro del mobile, ovvero da pannelli R1 (Fig. 6) completati ai bordi da 2 pannelli R3 (Fig.8), oppure nel caso in esame da 2 pannelli R2 (Fig. 7). L?utilizzo degli uni o degli altri dipende dalla larghezza del mobile che si vuole realizzare, ma rimane costante il fatto che in piani consecutivi del mobile questi pannelli del retro saranno sfasati con una configurazione in stile maglia di mattoni (Fig. 17). Dopo l?assemblaggio di traversi e pannelli del retro del piano 0 segue il montaggio, sempre per discesa verticale, delle mensole M (Fig.5), che si montano a partire da tutte le colonne numerate dispari, proseguendo poi con tutte quelle pari (o viceversa). Questo permette di avere la sovrapposizione d?estremit? corretta fra mensole poste consecutivamente nel generico livello del mobile, caratteristica peculiare sia dal punto di vista tecnico che estetico. Con la posa delle mensole risultano allineati i fori verticali dei traversi con quelli passanti nelle mensole stesse, dunque ? possibile porre una barra metallica di apposita lunghezza all?interno di ciascuno di essi, in modo che ne sporga sempre una parte (Fig. 13). I pezzi, tagliati con precisione con fresatrice automatica, si incastrano con minime distanze d?interferenza (Fig. 14), dunque rimangono possibili solo rotazioni di pochi gradi. Le barre hanno dunque due funzioni: la prima ? evitare che le costruzioni realizzate per incastro di pannelli, una volta montate le une sulle altre, possano slittare per l?effetto di azioni orizzontali; la seconda consiste nell?impedire qualsiasi rotazione residua che gli spazi d?interferenza richiesti per il montaggio possano consentire tra i pezzi assemblati. The assembly procedure (Fig. 1), extremely fast if compared to that of normal furniture, starts with laying the crosspieces on the floor 0, which are panels T1 (Fig. 2), on the ground. A certain number of pieces constituting the base of the back of the cabinet are inserted on them, i.e. by panels R1 (Fig. 6) completed at the edges by 2 panels R3 (Fig.8), or in the case in question by 2 panels R2 ( Fig.7). The use of one or the other depends on the width of the cabinet to be made, but the fact remains constant that in consecutive planes of the cabinet these back panels will be offset with a brick mesh style configuration (Fig. 17). After the assembly of the crosspieces and panels of the back of the top 0, the assembly of the shelves M follows, again by vertical descent (Fig.5), which are assembled starting from all the odd numbered columns, then continuing with all the even ones ( or viceversa). This allows you to have the overlap d? extremity? correct between shelves placed consecutively in the generic level of the furniture, a peculiar feature both from a technical and an aesthetic point of view. With the installation of the shelves, the vertical holes of the crosspieces are aligned with those passing through the shelves themselves, therefore ? It is possible to place a metal bar of a suitable length inside each of them, so that a part always protrudes (Fig. 13). The pieces, cut with precision with an automatic milling machine, fit together with minimum interference distances (Fig. 14), therefore only rotations of a few degrees are possible. The bars therefore have two functions: the first ? prevent the constructions made by interlocking panels, once mounted on top of each other, from slipping due to horizontal actions; the second consists in preventing any residual rotation that the interference spaces required for assembly may allow between the assembled pieces.

Le barre che vengono inserite in ciascun traverso di estremit? impediscono le minime rotazioni tra esso, la mensola d?estremit? ed il traverso che sar? montato sopra a quello sottostante. Le barre inserite nel generico traverso al centro del mobile tengono assieme il traverso, le due mensole a sinistra e destra del traverso (Fig. 11) ed il traverso che sar? montato al di sopra (Fig. 13). The bars that are inserted in each end crosspiece? prevent the slightest rotations between it, the shelf d? end? and the traverse that will be? mounted above the one below. The bars inserted in the generic crosspiece in the center of the piece of furniture hold together the crosspiece, the two shelves to the left and right of the crosspiece (Fig. 11) and the crosspiece that will be? mounted above (Fig. 13).

Una volta inserite tutte le barre si montano due traversi T2 in corrispondenza delle due coppie di barre di richiamo ai bordi del mobile (Fig. 13), ed un certo numero di traversi T1 per tutte le coppie di barre centrali (Fig.1). A quel punto si procede calando ulteriori pannelli del retro del mobile, e per livelli di ordine dispari (es. piani 1-3-5) si deve traslare di un modulo a destra oppure a sinistra l?incastro dei pannelli R1, in modo da costituire lo sfalsamento di tali pannelli e dare solidit? al mobile (Fig.17). Ai lati del mobile si termina il montaggio del retro con pannelli R2 (Fig.8) o R3 (Fig.7). A questo punto si montano le mensole M del piano 1 in modo del tutto analogo al piano 0, in modo tale che queste risultino l?esatta traslazione in alto di un livello di quelle sottostanti (Fig. 1). Once all the bars have been inserted, two crosspieces T2 are mounted in correspondence with the two pairs of return bars at the edges of the cabinet (Fig. 13), and a certain number of crosspieces T1 for all the pairs of central bars (Fig.1). At that point we proceed by lowering further panels from the back of the piece of furniture, and for odd order levels (e.g. floors 1-3-5) we must move the joint of the R1 panels by one module to the right or to the left, so as to constitute the offset of these panels and give solidity? to the cabinet (Fig.17). On the sides of the cabinet, finish the assembly of the rear with panels R2 (Fig.8) or R3 (Fig.7). At this point, the shelves M of floor 1 are assembled in a completely analogous way to floor 0, so that they result in the exact translation upwards of one level of those below (Fig. 1).

Il montaggio si ripete analogamente per tutti i piani successivi, con l?unica differenza nell?ultimo piano data dall?uso di traversi T3 (Fig. 4) alle due estremit? del mobile, e di barre opportunamente pi? corte in modo che non sporgano oltre la sommit?. The assembly is repeated in the same way for all the subsequent floors, with the only difference on the top floor given by the use of T3 crosspieces (Fig. 4) at the two ends. of the cabinet, and bars suitably more? short so that they do not protrude beyond the top.

Per quanto concerne la fabbricazione dei pezzi, essi sono realizzati in legno o materiale similare (ad esempio compensato multistrato), che viene tagliato con fresatrice automatica avente una punta di fresa di un certo diametro (nell?esempio 10mm). Dato che per realizzare gli incastri i pannelli presentano tagli concavi, se la fresa seguisse un percorso perimetrale poligonale, il taglio risultante sarebbe smussato negli angoli concavi con raggio pari a met? del diametro della punta della fresa utilizzata, andando cos? ad occupare in questo modo la parte interna della sezione che deve alloggiare un pezzo incastrato in spessore (Fig. 14). La forma del perimetro smussata dei pezzi (Fig.2-3-4-5-6-7-8) ? quindi studiata per consentire il taglio fresato senza ostacolare l?incastro tra i pezzi, elemento che ne caratterizza anche il design finale. As far as the manufacturing of the pieces is concerned, they are made of wood or similar material (for example multilayer plywood), which is cut with an automatic milling machine having a cutter tip of a certain diameter (in the example 10mm). Given that to make the joints the panels have concave cuts, if the cutter followed a polygonal perimeter path, the resulting cut would be rounded off in the concave corners with a radius equal to half? of the diameter of the tip of the cutter used, going so? thus occupying the internal part of the section which must house a piece jammed in thickness (Fig. 14). The shape of the rounded perimeter of the pieces (Fig.2-3-4-5-6-7-8) ? therefore designed to allow the milled cut without hindering the interlocking between the pieces, an element that also characterizes the final design.

f) Applicazione industriale f) Industrial application

L?invenzione proposta si basa su un assemblaggio modulare, costituito da pochi pezzi realizzati in serie per mezzo di una tecnologia consolidata, ovvero il taglio mediante fresatrice automatica. Ci? permette di realizzare in poco tempo i pezzi con spesa di fabbricazione contenuta ed in tal modo il prodotto finito risulta relativamente economico. La natura modulare dei pezzi e la contemporanea assenza di fissaggi permanenti tra essi rende possibile modificare i mobili tempo dopo il primo assemblaggio. Si pu? infatti smontare in poco tempo il mobile preesistente ed aggiungere pi? piani o colonne, realizzando un nuovo assemblaggio con le stesse caratteristiche strutturali ed estetiche dell?originale, ma di altezza e lunghezza scelte a piacimento. Con altri elementi d?arredo gi? in commercio l?unica soluzione plausibile per aumentare la volumetria sarebbe quella di giustappore pi? mobili, soluzione che determina la ripetizione degli elementi verticali di bordo di ciascun mobile. Questo comporta l?impossibilit? per tali soluzioni di diventare un unico elemento d?arredo unitario nel design e nella struttura, aspettativa invece pienamente soddisfatta con i pannelli oggetto di invenzione. The proposed invention is based on a modular assembly, consisting of a few pieces made in series by means of a consolidated technology, ie cutting using an automatic milling machine. There? it allows the pieces to be made in a short time with limited manufacturing costs and in this way the finished product is relatively cheap. The modular nature of the pieces and the simultaneous absence of permanent fixings between them makes it possible to modify the furniture long after the first assembly. Can you? in fact, disassemble the pre-existing piece of furniture in a short time and add more? shelves or columns, creating a new assembly with the same structural and aesthetic characteristics of the original, but with a chosen height and length. With other elements of? furniture already? on the market?the only plausible solution to increase the volume would be to juxtapose more? furniture, a solution that determines the repetition of the vertical edge elements of each piece of furniture. This involves the? impossibility? for these solutions to become a single piece of furniture with a unitary design and structure, an expectation instead fully satisfied with the panels being the subject of the invention.

Claims

CLAIMS Main claim:

1) Creation of furniture made entirely of shaped panels, equipped with notches and holes, such as to allow rapid assembly and disassembly of the pieces by means of orthogonal and planar joints of the panels, with the aid of metal bars inserted in the appropriate holes for avoid horizontal slippages, in order to guarantee a solid fixing without the use of screws, glues or other permanent fixing systems. These panels are therefore characterized by:

- Concave notches, i.e. excavations of the entire thickness of the panel, having a section with constant width, equal to the thickness of the generic panel added to the two interference distances (Fig. 14), and flaring of the end part of the excavation to allow interlocking between the pieces, avoiding the problem of the right angle which is rounded by the milling machine during the cut.

- Drilling of the panels, performed both parallel to the axis of the panel (Fig. 2-3-4) and perpendicular to its plane (Fig. 5), with a constant diameter for inserting the bars during assembly (Fig. 12) .

2) Panels according to claim 1, characterized by a mechanized and standardized production method, which allows the realization of an entire piece of furniture through the use of a limited number of modules: crosspieces, tops and rear (Fig.1).

3) Panels according to claims 1 and 2, of such dimensions that they can be easily transported by hand and with one's own car.

4) Panels according to claims 1,2 and 3 which can be assembled and disassembled without using tools.