IT202100010025A1 - Dispositivo di fissaggio - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

DISPOSITIVO DI FISSAGGIO

La presente invenzione ha per oggetto un dispositivo di fissaggio del tipo precisato nel preambolo della prima rivendicazione.

In particolare, l?invenzione ha per oggetto un dispositivo di fissaggio filettato particolarmente adatto a resistere a fenomeni di tipo corrosivo.

I dispositivi di fissaggio filettati sono ampiamente noti e utilizzati in diversi ambiti. In particolare, nel campo delle costruzioni, ? importante che tali dispositivi siano resistenti alla corrosione in quanto essi sono continuamente esposti agli agenti atmosferici.

I dispositivi di fissaggio filettati, quali bulloni o viti, sono generalmente costituiti da una testa e da un corpo filettato. Nello specifico, i bulloni presentano un corpo cilindrico, o stelo, filettato configurato per cooperare con un dado al fine di fissare tra loro due porzioni aventi fori passanti.

La connessione bullonata ? particolarmente utilizzata per realizzare strutture in acciaio. Tali strutture in acciaio possono essere strutture di sostegno oppure possono definire delle costruzioni vere e proprie. Tipici esempi di strutture in acciaio che necessitano di connessioni bullonate sono i silos utilizzati per lo stoccaggio di cereali e mangimi oppure prodotti quali cemento, segatura e altro.

Poich? tali strutture sono generalmente posizionate all?esterno, esse devono resistere alla corrosivit? degli agenti atmosferici e, in particolare, all?acqua. Anche gli elementi di fissaggio utilizzati devono dunque garantire questa caratteristica. Sono note diverse soluzioni tecniche per rendere tali elementi di fissaggio resistenti alla corrosione. La realizzazione pi? semplice prevede elementi di fissaggio in acciaio inossidabile. L?acciaio inossidabile, infatti, dimostra ottima resistenza alla corrosione ma, a causa degli elevati costi, il materiale di realizzazione preferito per tali elementi ? l?acciaio al carbonio.

Per ridurre il rischio di corrosione, l?acciaio al carbonio ? rivestito superficialmente con zinco o con altri materiali protettivi. Tale rivestimento ? generalmente realizzato, previo pretrattamento, tramite un trattamento elettrolitico in soluzione che porta alla deposizione di uno strato di zinco sulla superficie degli elementi in acciaio. Il pretrattamento citato pu? causare il rischio di infragilimento da idrogeno dell?acciaio costituente bulloni e/o viti. Nel caso in cui tale rischio si concretizzi, si pu? avere la rottura dello stelo di bulloni e/o viti.

In alternativa, il rivestimento anti-corrosione pu? essere realizzato tramite zincatura a caldo, ossia immergendo gli elementi di acciaio in un bagno di zinco fuso. Bench? tale trattamento sia tra i pi? efficaci per la prevenzione della corrosione, esso pu? non essere applicato per comuni elementi di fissaggio filettati in quanto il costo iniziale di tali elementi risulta pi? elevato rispetto a quello di elementi di fissaggio sottoposti a trattamenti superficiali alternativi.

Per strutture quali silos contenenti cereali o simili ?, inoltre, importante che gli elementi di fissaggio garantiscano una buona tenuta alle infiltrazioni e, in particolare, che impediscano l?entrata dell?acqua nella struttura al fine di prevenire la marcescenza o il degrado dei prodotti. Nello specifico, ? opportuno che tali elementi comprendano delle guarnizioni, generalmente realizzate in materiale polimerico, disposte tra la testa degli elementi di fissaggio e le porzioni di costruzione da vincolare reciprocamente. Tali guarnizioni sono sostanzialmente delle rondelle piatte o cilindriche, avente diametro generalmente maggiore della testa dell?elemento di fissaggio.

La tecnica nota descritta comprende alcuni importanti inconvenienti.

In particolare, i dispositivi di fissaggio filettati comunemente impiegati per costruzioni non garantiscono una resistenza a corrosione duratura se continuamente esposti ad agenti esterni.

Inoltre, le guarnizioni di tali dispositivi sono facilmente soggette a rottura gi? durante la procedura di fissaggio.

In questa situazione il compito tecnico alla base della presente invenzione ? ideare un dispositivo di fissaggio in grado di ovviare sostanzialmente ad almeno parte degli inconvenienti citati.

Nell'ambito di detto compito tecnico ? un importante scopo dell'invenzione ottenere un dispositivo di fissaggio particolarmente durevole e resistente alla corrosione. Un altro importante scopo dell'invenzione ? realizzare un dispositivo di fissaggio atto ad impedire infiltrazioni indesiderate.

Un altro importante compito dell'invenzione ? realizzare un dispositivo di fissaggio che sia robusto e garantisca una sufficiente longevit?.

Il compito tecnico e gli scopi specificati sono raggiunti da un dispositivo di fissaggio come rivendicato nella annessa rivendicazione 1.

Soluzioni tecniche preferite sono evidenziate nelle rivendicazioni dipendenti.

Le caratteristiche ed i vantaggi dell?invenzione sono di seguito chiariti dalla descrizione dettagliata di esecuzioni preferite dell?invenzione, con riferimento agli uniti disegni, nei quali:

la Fig.1 mostra una vista in prospettiva del dispositivo di fissaggio secondo l?invenzione includente un dado;

la Fig. 2 illustra una sezione longitudinale del dispositivo di fissaggio secondo l?invenzione;

la Fig. 3 schematizza un silo includente dispositivi di fissaggio secondo l?invenzione.

Nel presente documento, le misure, i valori, le forme e i riferimenti geometrici (come perpendicolarit? e parallelismo), quando associati a parole come "circa" o altri simili termini quali "pressoch?" o "sostanzialmente", sono da intendersi come a meno di errori di misura o imprecisioni dovute a errori di produzione e/o fabbricazione e, soprattutto, a meno di un lieve scostamento dal valore, dalla misura, dalla forma o riferimento geometrico cui ? associato. Ad esempio, tali termini, se associati a un valore, indicano preferibilmente uno scostamento non superiore al 10% del valore stesso.

Inoltre, quando usati, termini come ?primo?, ?secondo?, ?superiore?, ?inferiore?, ?principale? e ?secondario? non identificano necessariamente un ordine, una priorit? di relazione o posizione relativa, ma possono essere semplicemente utilizzati per pi? chiaramente distinguere tra loro differenti componenti.

Salvo diversamente specificato, come risulta dalle seguenti discussioni, si considera che termini come "trattamento", "informatica", "determinazione", "calcolo", o simili, si riferiscono all'azione e/o processi di un computer o simile dispositivo di calcolo elettronico che manipola e/o trasforma dati rappresentati come fisici, quali grandezze elettroniche di registri di un sistema informatico e/o memorie in altri dati similmente rappresentati come quantit? fisiche all'interno di sistemi informatici, registri o altri dispositivi di memorizzazione, trasmissione o di visualizzazione di informazioni.

Le misurazioni e i dati riportati nel presente testo sono da considerarsi, salvo diversamente indicato, come effettuati in Atmosfera Standard Internazionale ICAO (ISO 2533:1975).

Con riferimento alle Figure, il dispositivo di fissaggio secondo l'invenzione ? globalmente indicato con il numero 1.

Il dispositivo 1 ? configurato per vincolare solidalmente tra loro almeno due elementi esterni. Ad esempio, gli elementi esterni possono essere due pareti metalliche o lamiere facenti parte di una costruzione. Quest?ultima pu? essere, ad esempio, un silo 100, composto da una pluralit? di lamiere 101. Detto silo 100 ? preferibilmente atto a contenere al proprio interno cereali od altri generi deperibili o, in ogni caso, generi da isolare rispetto agli agenti atmosferici esterni.

Il silo 100 ? preferibilmente composto da lamiere 101 di tipo ondulato, le cui creste e ventri sono preferibilmente parallele al suolo.

In particolare, ciascuno di tali elementi esterni comprende almeno un foro passante atto ad ospitare parzialmente il dispositivo di fissaggio 1. Gli elementi esterni vengono sovrapposti con i relativi fori passanti coincidenti in modo che il dispositivo 1 realizzi, tra i due elementi esterni, il vincolo indicato.

Il dispositivo 1 comprende, per sommi capi, uno stelo 2, una testa 3 ed una guarnizione 4.

Lo stelo 2 ? vantaggiosamente un corpo filettato. Esso definisce un asse di sviluppo 2a. Inoltre, lo stelo 2 ha preferibilmente forma cilindrica.

Lo stelo 2 include un?estremit? libera a cui ? vincolata solidalmente la testa 3. La testa 3 ? vincolata allo stelo 2 trasversalmente all?asse di sviluppo 2a. Preferibilmente, la testa 3 e lo stelo 2 sono tra loro perpendicolari. Inoltre, la testa 3 definisce una prima superficie 3a affacciantesi allo stelo 2.

In particolare, lo stelo 2 e la testa 3 sono preferibilmente realizzati a partire da un unico pezzo di materiale. Pi? preferibilmente, lo stelo 2 e la testa 3 sono realizzati in acciaio tramite stampaggio a freddo.

In particolare, la testa 3 comprende un primo elemento 31 e un secondo elemento Il primo elemento 31 ? almeno parzialmente a contatto con lo stelo 2. Il primo elemento 31 comprende, quindi, la prima superficie 3a. La superficie 3a ? preferibilmente perpendicolare all?asse di sviluppo 2a. Tale primo elemento 31 ? preferibilmente cilindrico e pu? avere asse coincidente con l?asse di sviluppo 2a. Inoltre, esso pu? comprendere una porzione anulare 31a protrudente dalla prima superficie 3a. Tale porzione anulare 31a, se presente, ? disposta radialmente, attorno all?asse di sviluppo 2a, sulla prima superficie 3a del primo elemento 31. Il primo elemento 31 e la porzione anulare 31a sono realizzati preferibilmente in un sol pezzo.

Il secondo elemento 32 ? vincolato solidalmente alla superficie libera del primo elemento 31 opposta alla prima superficie 3a. Tale vincolo deriva preferibilmente dal processo di stampaggio a freddo. Inoltre, il secondo elemento 32 ? concentrico al primo elemento 31. Il secondo elemento 32 ha generalmente forma prismatica, preferibilmente esagonale, con asse coincidente all?asse di sviluppo 2a. In particolare, il secondo elemento 32 ha estensione radiale attorno all?asse di sviluppo 2a preferibilmente inferiore a quella del primo elemento 31.

In ogni caso, steli 2 e teste 3 come appena descritti sono noti al tecnico del ramo e possono presentare caratteristiche diversificate a seconda degli effettivi utilizzi a cui sono preposti.

La guarnizione 4 ? preferibilmente anulare. Essa definisce un asse centrale 4a. In particolare, la guarnizione 4 ? configurata per essere disposta attorno allo stelo 2 in modo che l?asse centrale 4a e l?asse di sviluppo 2a coincidano. Inoltre, la guarnizione 4 ? vantaggiosamente a contatto con la prima superficie 3a.

La guarnizione 4 include vantaggiosamente una prima porzione 41 e una seconda porzione 42.

La prima porzione 41 contatta la prima superficie 3a. Inoltre, la prima porzione 41 si sviluppa radialmente attorno all?asse centrale 4a. In particolare, la prima porzione 41 si sviluppa in modo tale da essere preferibilmente interamente contenuta nella prima superficie 3a. Questo vuol dire, in altre parole, che la prima porzione 41 non fuoriesce radialmente dalla prima superficie 3a.

Essa pu?, in particolare, avere forma cilindrica in modo da definire un primo diametro. Quindi, l?asse della prima porzione 41 pu? coincidere con l?asse 4a e il primo diametro pu? essere interamente contenuto dalla superficie 3a.

La seconda porzione 42 ? protrudente dalla prima porzione 41 parallelamente all?asse centrale 4a. Inoltre, la seconda porzione 42 ? preferibilmente concentrica alla prima porzione 41. In dettaglio, la seconda porzione 42 comprende una superficie laterale 42a. Essa pu?, vantaggiosamente, essere convergente verso un?estremit? libera dello stelo 2 opposta alla prima superficie 3a. Tale convergenza, se presente, definisce con l?asse centrale 4a un angolo di convergenza ?. In particolare, l?angolo di convergenza ? ? compreso preferibilmente tra 10? e 45?. Tale seconda porzione 42 pu?, ad esempio, avere forma conica e definire dunque un secondo diametro massimo.

La prima porzione 41 e la seconda porzione 42 hanno preferibilmente estensioni radiali attorno all?asse centrale 4a differenti. Pi? preferibilmente, la prima porzione 41 ha estensione radiale maggiore rispetto all?estensione radiale della seconda porzione 42. Nella forma di realizzazione preferita in cui la prima porzione 41 ? cilindrica e la seconda porzione 42 ? conica, dunque, il primo diametro della prima porzione 41 ? maggiore rispetto al secondo diametro massimo della seconda porzione 42. Pertanto, la differenza tra tali due diametri definisce uno spallamento 41a anulare. Lo spallamento 41a ? compreso nella prima porzione 41. Inoltre, esso ? trasversale all?asse centrale 4a. Lo spallamento 41a ? preferibilmente perpendicolare all?asse centrale 4a.

La guarnizione 4 pu? quindi essere realizzata con qualsiasi materiale polimerico, presentante o meno comportamento elastico.

In particolare, la guarnizione 4 ? realizzata in materiale polimerico termoplastico. Ancora pi? in dettaglio, essa ? realizzata tramite una miscela di polietilene a varie densit?. Tale miscela pu? essere, ad esempio, costituita da HDPE e LDPE con aggiunta di eventuali plasticizzanti.

Il dispositivo 1 pu? comprendere, in aggiunta, anche un dado 5. Il dado 5 ? vantaggiosamente filettato internamente. Esso ? atto a essere disposto attorno allo stelo 2 in modo da vincolare solidalmente tra loro gli elementi esterni citati. Inoltre, esso ha generalmente forma prismatica esagonale. Tale dado 5 ? ampiamente noto al tecnico del ramo. Stelo 2, testa 3 e dado 5 possono, quindi, realizzare sostanzialmente un bullone.

Lo stelo 2, la testa 3 e il dado 5 possono, infatti, essere realizzati in acciaio. Inoltre, tali componenti possono essere ricoperti da uno strato di rivestimento. Se presente, lo strato di rivestimento ? atto a prevenire la corrosione del dispositivo 1. Ad esempio, esso pu? essere realizzato tramite zincatura a caldo. In particolare, la zincatura a caldo realizza tale strato di rivestimento tramite la formazione di una lega tra zinco e ferro.

Il funzionamento del dispositivo 1 precedentemente descritto in termini strutturali ? il seguente.

La guarnizione 4 viene posta attorno allo stelo 2 di una vite in modo che la prima porzione 41 contatti la testa 3 della vite in corrispondenza della superficie 3a.

Lo stelo 2 di tale vite ? inserito in corrispondenza di due fori passanti, precedentemente posti l?uno sopra l?altro, appartenenti rispettivamente a due pareti metalliche, esterne al dispositivo 1, da vincolare tra loro.

Il dado 5 viene avvitato allo stelo 2 in modo da realizzare il vincolo solidale tra tali pareti.

Il dispositivo 1 ? preferibilmente posizionato tra le dette pareti del silo 100 descritto, in particolare in corrispondenza delle creste e/o dei ventri delle ondulazioni delle lamiere 101.

In particolare, la guarnizione 4 ? soggetta a compressione quando il dado 5 ? nella configurazione di vincolo descritta. Anche se in compressione, la guarnizione 4 mantiene sostanzialmente la sua forma originale. Essa pu? presentare un accorciamento in direzione longitudinale all?asse 4a e una conseguente dilatazione trasversalmente a tale asse. La dilatazione trasversale pu? provocare quindi un aumento del diametro della prima porzione 41. Tale diametro ? comunque preferibilmente interamente contenuto dalla superficie 3a. Nel caso in cui ci sia un aumento della forza di compressione, il diametro della prima porzione 41 pu? dilatarsi fino a ricoprire interamente la superficie 3a e preferibilmente non fuoriesce da tale superficie grazie alla presenza della porzione anulare 31a se quest?ultima ? presente. Pertanto, la guarnizione 4 ? preferibilmente completamente contenuta dalla testa 3 e non ?, dunque, visibile esternamente.

Il dispositivo 1 secondo l?invenzione consegue importanti vantaggi.

Infatti, la particolare forma della guarnizione 4 ne aumenta la resistenza a rottura rispetto alle guarnizioni tradizionali.

La guarnizione 4 ?, inoltre, particolarmente adatta ad evitare le infiltrazioni di acqua all?interno delle strutture poich? pu? penetrare parzialmente nei fori degli elementi da vincolare tra loro creando cos? una barriera.

Inoltre, la zincatura a caldo rende il dispositivo 1 di fissaggio maggiormente resistente rispetto a dispositivi di fissaggio simili trattati superficialmente con trattamenti elettrolitici in quanto questi ultimi possono causare infragilimento da idrogeno dell?acciaio dello stelo. Conseguentemente, il dispositivo 1 ? pi? sicuro, in quanto evita, in particolare sullo stelo, il rischio di infragilimento da idrogeno derivante dai trattamenti superficiali elettrolitici.

Inoltre ancora, il trattamento di zincatura a caldo consente di ottenere una migliore adesione tra rivestimento e strato base in acciaio.

L?invenzione ? suscettibile di varianti rientranti nell'ambito del concetto inventivo definito dalle rivendicazioni.

In tale ambito tutti i dettagli sono sostituibili da elementi equivalenti ed i materiali, le forme e le dimensioni possono essere qualsiasi.

Claims (10)

RIVENDICAZIONI

1. Dispositivo di fissaggio (1) atto a vincolare solidalmente tra loro almeno due elementi esterni comprendente:

- uno stelo (2) filettato definente un?asse di sviluppo (2a),

- una testa (3) vincolata solidalmente a detto stelo (2) in corrispondenza di un?estremit? libera di detto stelo (2), trasversale a detto asse di sviluppo (2a) e definente una prima superficie (3a) affacciantesi a detto stelo (2),

- una guarnizione (4) anulare definente un?asse centrale (4a), e disposta attorno a detto stelo (2) e a contatto di detta prima superficie (3a) in modo che detto asse centrale (4a) coincida con detto asse di sviluppo (2a),

e caratterizzato dal fatto che detta guarnizione (4) include:

- una prima porzione (41) contattante detta prima superficie (3a) e sviluppantesi radialmente attorno a detto asse centrale (4a) in modo da essere interamente contenuta in detta prima superficie (3a), e

- una seconda porzione (42), concentrica e protrudente da detta prima porzione (41) parallelamente a detto asse centrale (4a).

2. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 1, in cui detta seconda porzione (42) comprende una superficie laterale (42a) convergente verso un?estremit? libera di detto stelo (2) opposta a detta prima superficie (3a) in modo da definire con detto asse centrale (4a) un angolo di convergenza (?).

3. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 2, in cui detto angolo di convergenza (?) ? compreso tra 10? e 45?.

4. Dispositivo (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta prima porzione (41) ha un?estensione radiale attorno a detto asse centrale (4a) maggiore rispetto all?estensione radiale massima di detta seconda porzione (42), dette due estensioni radiali definiscono uno spallamento (41a) anulare compreso in detta prima porzione (41) e trasversale a detto asse centrale (4a).

5. Dispositivo (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta prima porzione (41) ha forma cilindrica definente un primo diametro, detta seconda porzione (42) ha forma conica definente un secondo diametro massimo e la differenza tra detti due diametri definisce detto spallamento (41a).

6. Dispositivo (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta testa (3) comprende un primo elemento (31) vincolato solidalmente a detto stelo (2) e comprendente detta prima superficie (3a), detta testa (3) comprende un secondo elemento (32) concentrico e vincolato solidalmente a detto primo elemento (31) ed avente estensione radiale attorno a detto asse di sviluppo (2a) inferiore rispetto a quella di detto primo elemento (31).

7. Dispositivo (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente un dado (5) filettato internamente atto a essere disposto attorno a detto stelo (2) in modo da vincolare solidalmente tra loro detti almeno due elementi esterni.

8. Dispositivo (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto stelo (2), detta testa (3) e detto dado (5) sono ricoperti da uno strato di rivestimento.

9. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 8, in cui detto strato di rivestimento ? realizzato tramite zincatura a caldo.

10. Silo (100) comprendente una pluralit? di lamiere (101) di tipo ondulato, reciprocamente vincolate tramite una pluralit? di detti dispositivi di fissaggio (1), secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti.