ITBS20130113A1 - Una barriera di contenimento - Google Patents

Description

Domanda di Brevetto per Invenzione Industriale a titolo:

“UNA BARRIERA DI CONTENIMENTO”

D E S C R I Z I O N E

Campo di applicazione

La presente invenzione è generalmente applicabile al settore tecnico delle barriere di contenimento di persone ed ha particolarmente per oggetto una balaustra o, più in generale, un parapetto.

Più in dettaglio, la presente invenzione si riferisce al vincolo di lastre di vetro ad una struttura di supporto per realizzare barriere di contenimento di persone quali balaustre, parapetti in generale o similari.

Stato della Tecnica

Per la realizzazione di balaustre, ringhiere e barriere di contenimento di persone, è noto l’utilizzo di materiali quali ferro, metalli similari e legno. I problemi di manutenzione, il peso e l’impatto visivo che presentano hanno contribuito a far utilizzare materiali alternativi come il vetro, che offre vantaggi come una limitata manutenzione, la facilità di installazione, la facilità di utilizzo anche in contesti architettonici di pregio, il basso impatto visivo.

È anche noto che le barriere di contenimento devono soddisfare alle normative di sicurezza sui carichi che devono sopportare.

In una prima versione, le barriere utilizzanti vetro sono state eseguite realizzando una cornice portante metallica con il vetro utilizzato come riempimento. In questo senso, gli sforzi e le sollecitazioni rimangono comunque in carico della struttura metallica con conseguente facilità nel soddisfare le normative di sicurezza vigenti.

Tuttavia, tale tipologia di barriere risulta comunque pesante e ad impatto visivo comunque accentuato.

Per migliorare tale soluzione sono state realizzate barriere di contenimento costituite da sole lastre di vetro vincolate alla struttura per la quale devono costituire la barriera. Tipicamente esse sono realizzate a sbalzo in modo da massimizzare il miglioramento dell’impatto visivo e minimizzare l’utilizzo di altri materiali quali metalli o similari.

Le barriere di contenimento note a sbalzo tipicamente sono ottenute vincolando alla struttura di supporto le lastre di vetro mediante un vincolo detto “a borchie”.

Più in dettaglio, le borchie, o punti di vincolo, sono normalmente poste a coppie verticali. Il punto di vincolo inferiore e il punto di vincolo superiore generano la coppia di reazione necessaria ad equilibrare la coppia esterna generata da sollecitazioni quale l’urto di carichi cui la barriera di contenimento deve rispondere. Al crescere della dimensione delle lastre di vetro utilizzate aumenta il numero di coppie poste a sostegno della barriera.

Tali barriere, per normativa, oltre alla spinta statica da applicare come carico distribuito ad un’altezza predeterminata dal piano calpestabile, devono anche sostenere, indipendentemente dalle loro dimensioni, un impatto di un carico predeterminato trasferito nella posizione più gravosa. Tipicamente si parla di impatto da corpo molle e corrisponde all’impatto accidentale di un corpo umano nel punto più gravoso.

Per le barriere di contenimento a sbalzo sopra descritte il punto peggiore coincide con la sommità della lastra di vetro in asse con la coppia di vincoli.

Con i vari sistemi di vincolo oggi presenti sul mercato in linea di principio tutte le barriere in vetro sono in grado di sostenere la spinta statica prevista dalle normative, ovviamente premesso un corretto dimensionamento delle lastre.

Il vincolo “a borchie”, invece, non soddisfa il criterio di resistenza all’impatto da corpo molle. Infatti, per quanto il vetro sia notoriamente flessibile, i punti di vincolo sono estremamente rigidi ed incapaci di assecondare tale naturale flessione dovuta all’impatto. In questo senso, alla flessione della parte superiore della lastra di vetro, il punto di vincolo risponde rigidamente tendendo a far assumere al vetro l’andamento di una spezzata. In tal senso, la zona di contatto tra la parte superiore del punto di vincolo e la lastra di vetro diviene un punto di sollecitazione per il vetro che, in presenza di carichi eccessivi, ne provoca la rottura. Essendo tale sollecitazione del vetro tipicamente puntuale, i carichi che esso riesce a sopportare sono tipicamente inferiori a quelli previsti per il test di impatto da corpo molle.

Presentazione dell’invenzione

Scopo della presente invenzione è superare almeno parzialmente gli inconvenienti sopra evidenziati mettendo a disposizione una barriera di contenimento che, pur essendo a sbalzo e realizzata con lastre di vetro, possa resistere ai test di impatto da corpo molle.

Nell’ambito dello scopo generale predetto, uno scopo particolare è di mettere a disposizione una barriera di contenimento i cui punti di vincolo consentano alle lastre di vetro di flettere.

Un altro scopo è che la barriera di contenimento riesca quindi a soddisfare tutte le normative vigenti in materia.

Un ulteriore scopo è che la barriera di contenimento dell’invenzione sia ad impatto visivo minimizzato in modo da renderla particolarmente utile nel caso di interventi su beni architettonici. Un altro scopo è che la barriera sia esteticamente gradevole.

Un ulteriore scopo è di mettere a disposizione una barriera di contenimento che sia particolarmente leggera, ma che nel contempo assicuri, come detto sopra, il rispetto delle normative vigenti con particolare riferimento ai test di impatto da corpo molle.

Tali scopi, nonché altri che appariranno più chiaramente nel seguito, sono raggiunti da una barriera di contenimento in accordo con le rivendicazioni che seguono le quali sono parte integrante della presente descrizione.

In particolare, la barriera di contenimento è applicabile ad una struttura di supporto e comprende uno o più elementi sostanzialmente laminari realizzati almeno parzialmente in vetro. Tipicamente il vetro è di tipo temperato e stratificato per garantire resistenza alle sollecitazioni statiche.

Essa inoltre comprende uno o più elementi di vincolo degli elementi laminari alla struttura di supporto.

Secondo un aspetto dell’invenzione, almeno uno di tali elementi di vincolo comprende un punto di vincolo almeno parzialmente cedevole prevalentemente lungo l’asse perpendicolare al piano individuato dall’elemento laminare in un intorno dello stesso elemento di vincolo.

In altri termini, il punto di vincolo assicura, con la sua cedevolezza, un seppur contenuto allentamento del vincolo sull’elemento laminare. Vantaggiosamente, quindi, la lastra di vetro può flettere anche in corrispondenza del punto di vincolo. Quest’ultimo, quindi, non costituisce un punto nel quale la lastra di vetro viene indotta ad individuare una spezzata come invece accade nell’arte nota. In tal senso, il punto di vincolo non costituisce più, rispetto all’arte nota, un punto di sollecitazione della lastra di vetro che ne provoca la rottura in presenza di carichi da impatto da corpo molle.

Vantaggiosamente, quindi, la barriera dell’invenzione consente il rispetto di tutte le normative vigenti, compreso il superamento dei test di impatto da corpo molle.

Secondo un altro aspetto dell’invenzione, il suddetto punto di vincolo comprende mezzi a scatto per il controllo del carico che deve essere applicato alla barriera per attivare la suddetta cedevolezza. In altri termini, i mezzi a scatto consentono al punto di vincolo, vantaggiosamente, di rimanere rigido per impatti di entità inferiore ad una soglia predeterminata, consentendo la cedevolezza solo per carichi superiori a tale soglia.

Secondo un ulteriore aspetto dell’invenzione, il punto di vincolo comprende mezzi elastici per il ritorno elastico del punto di vincolo alla posizione di riposo da una posizione almeno parzialmente ceduta a seguito dell’applicazione di un carico alla barriera. In altri termini, con l’applicazione di un carico il punto di vincolo cede almeno parzialmente per consentire all’elemento laminare di flettere anche in corrispondenza di tale punto. Tuttavia, vantaggiosamente, la presenza dei mezzi elastici provocano il ritorno alla stato iniziale del punto di vincolo quando cessa la sollecitazione del carico sulla barriera di contenimento

Breve descrizione dei disegni

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risulteranno maggiormente evidenti alla luce della descrizione dettagliata di alcune forme di realizzazione preferite, ma non esclusive, di una barriera di contenimento secondo l’invenzione, illustrate a titolo di esempio non limitativo con l'ausilio delle unite tavole di disegno in cui:

la FIG. 1 rappresenta una barriera secondo l’invenzione in vista prospettica;

le FIGG.2 e 3 rappresentano particolari della barriera di fig.1;

la FIG.4 rappresenta una variante esecutiva di un particolare di FIG.1.

Descrizione dettagliata di alcuni esempi di realizzazione preferiti Con riferimento alle figure citate, ed in particolare alla fig. 1, si descrive una barriera di contenimento 1 applicabile ad una struttura di supporto S. La funzionalità di tale barriera è quella di contenere persone ed oggetti che altrimenti rischierebbero la caduta nel vuoto.

Tipicamente la barriera 1 comprende una pluralità di elementi sostanzialmente laminari 2 realizzati in vetro. Ovviamente il numero di elementi non è da considerarsi limitativo per la presente invenzione così come ciascun elemento può essere realizzato solo parzialmente in vetro. Tipicamente, comunque, si tratta di vetro stratificato temperato.

La barriera 1 comprende anche una pluralità di elementi di vincolo 3 degli elementi laminari 2 alla struttura di supporto S. In particolare, nell’esempio di forma di esecuzione che si descrive, gli elementi di vincolo 3 sono disposti a coppie disposte sul fondo degli elementi laminari 2 di cui un primo elemento 4 è disposto vicino al bordo inferiore dell’elemento laminare 2, mentre il secondo elemento di vincolo 5 è disposto allineato al primo 4, ma in una posizione intermedia dell’elemento laminare 2. Anche in tal caso il numero di elementi di vincolo 3 e la loro disposizione non sono caratteristiche limitative per l’invenzione, essendo parametri legati a scelte tecnico-estetiche, alle dimensioni degli elementi laminari 2, ai carichi che devono sopportare, alla forma e costituzione della struttura di supporto S. Ad esempio, secondo una possibile variante esecutiva gli elementi di vincolo non sono disposti a coppie, ma sono singoli. Secondo altre varianti esecutive, gli elementi di vincolo sono disposti in prossimità dei bordi laterali degli elementi laminari

Tuttavia, secondo un aspetto dell’invenzione, almeno uno degli elementi di vincolo 3 è costituito da un punto di vincolo 8 osservabile in fig.2. In particolare, nell’esempio di forma di esecuzione che si descrive, il secondo elemento di vincolo 5 è un punto di vincolo 8, mentre il primo elemento di vincolo 4 è una cerniera. Tuttavia è evidente che ciò non deve essere considerato in senso limitativo per l’invenzione essendo comunque incluse differenti varianti esecutive secondo le quali, ad esempio, entrambi gli elementi della coppia sono punti di vincolo o dove l’inferiore è un punto di vincolo mentre il superiore è una cerniera. Secondo un ulteriore variante esecutiva sopra citata, gli elementi di vincolo sono disposti singoli e non a coppie e sono tutti costituiti da punti di vincolo.

Secondo un altro aspetto dell’invenzione, ciascun punto di vincolo 8 è parzialmente cedevole lungo l’asse di sviluppo longitudinale X del punto di vincolo 8 che corrisponde, peraltro, all’asse perpendicolare al piano tangente l’elemento laminare 2 in corrispondenza dello stesso punto di vincolo 8.

Vantaggiosamente, tale cedevolezza consente al punto di vincolo 8 di perdere la sua rigidità caratteristica pur vincolando l’elemento laminare 2 alla struttura di supporto S. In particolare, ciò consente al vetro che costituisce l’elemento laminare 2 di flettere anche in corrispondenza del punto di vincolo cedevole 8.

In questo senso, vantaggiosamente, l’utilizzo di punti di vincolo cedevole 8 così realizzati è riservato per quegli elementi di vincolo 3 in corrispondenza dei quali è importante che gli elementi laminari 2 possano flettere. Gli altri elementi di vincolo 3 possono quindi essere costituiti da semplici cerniere, da punti di vincolo rigidi o similari. Nell’esempio che si descrive gli elementi di vincolo 3 che devono solo garantire il sostegno verticale degli elementi laminari 2 possono essere costituiti da semplici cerniere.

Ancora vantaggiosamente, il punto che sollecita rischiosamente il vetro viene così eliminato consentendo alla barriera 1 dell’invenzione di essere conforme alla normativa vigente con particolare riferimento alla risposta ad un impatto da corpo molle.

Secondo un ulteriore aspetto dell’invenzione, il punto di vincolo cedevole 8 comprende mezzi a scatto 10 per il controllo del carico che deve essere applicato alla barriera 1 per attivare tale cedevolezza. In altri termini, i mezzi a scatto 10 consentono al punto di vincolo 8 di rimanere rigido per carichi inferiori ad una soglia prefissata. Per carichi superiori, i mezzi a scatto 10 cedono consentendo al punto di vincolo 8 di cedere a sua volta. Ciò consente, vantaggiosamente, di evitare che il punto di vincolo 8 ceda per carichi di scarsa entità.

Secondo un altro aspetto dell’invenzione, il punto di vincolo cedevole 8 comprende mezzi elastici 11 per il ritorno elastico dello stesso punto di vincolo 8 alla posizione di riposo da una posizione almeno parzialmente ceduta a seguito dell’applicazione di un carico alla barriera 1.

In altri termini, i mezzi a scatto 10 consentono di limitare la cedevolezza dei punti di vincolo 8 con carichi superiori ad una soglia minima, mentre i mezzi elastici 11 consentono di riportare i punti di vincolo 8 alla posizione rigida di partenza quando il carico cessa di essere applicato.

Per quanto concerne il dettaglio dell’esecuzione del punto di vincolo 8, secondo l’esempio di esecuzione non limitativo che si descrive esso comprende, come si osserva anche nell’esploso di fig. 3, un corpo cavo 15 provvisto di mezzi di fissaggio stabile 16 alla struttura di supporto S. Tali mezzi di fissaggio 16 sono costituiti da viti, ma si tratta solo di un possibile esempio di esecuzione.

Il punto di vincolo 8 comprende anche una ghiera fermavetro 18 destinata a comprimere l’elemento laminare 2 sul corpo cavo 15 per realizzare il vincolo.

Vi è poi uno stelo 19 di collegamento della ghiera 18 al corpo cavo 15. Tale stelo 19 presenta una prima estremità 20, rivolta verso il corpo cavo 15, scorrevolmente accoppiata a quest’ultimo in modo da assicurare la suddetta cedevolezza.

Scendendo ancor più nel dettaglio, il corpo cavo 15 presenta, sulla parete 22 rivolta verso la ghiera fermavetro 18, un foro passante 23 investito scorrevolmente dalla prima estremità 20 dello stelo 19. Inoltre, a tale prima estremità 20 è associato stabilmente un pistone 25 che è quindi disposto internamente al corpo cavo 15 e che scorre al suo interno.

In altri termini, il punto di vincolo 8 è reso cedevole dallo scorrimento dello stelo 19 che regge la ghiera fermavetro 18 all’interno del corpo cavo 15. Tale scorrevolezza, che ricorda il movimento di un pistone in una siringa, consente anche di direzionare la cedevolezza del vincolo prevalentemente lungo l’asse di sviluppo dello stelo 19, che coincide con l’asse di sviluppo dello stesso punto di vincolo 8.

Secondo un altro aspetto dell’invenzione, i mezzi a scatto 10 comprendono almeno un anello elastico 30 interposto tra la superficie laterale 31 del pistone 25 e la superficie interna 32 del corpo cavo 15. Tale anello 30 si inserisce parzialmente in una prima gola circonferenziale 33 realizzata sulla superficie laterale 31 del pistone 25 ed in una seconda gola circonferenziale 34 realizzata sulla superficie interna 32 del corpo cavo 15. In presenza di un carico, la sollecitazione si propaga sul punto di vincolo 8 sforzando la ghiera 18 ad allontanarsi dal corpo cavo 15. Tale sforzo si trasmette sullo stelo 19 e, tramite esso, sul pistone 25. Se il carico è superiore alla soglia, viene vinta la resistenza dell’accoppiamento dell’anello 30 con le due gole circonferenziali 33 e 34. In tal modo, il pistone è libero di scorrere nel corpo cavo 15 e con esso scorrono lo stelo 19 e la ghiera fermavetro 18. Il limite di tale scorrimento appena citato, che costituisce la cedevolezza del punto di vincolo 8, è dato dalla lunghezza del corpo cavo 15 che ingabbia il pistone 25. Ovviamente, la forma di esecuzione dei mezzi a scatto appena descritta è solo un esempio non limitativo per forme di esecuzioni differenti.

Secondo un ulteriore aspetto dell’invenzione, i mezzi elastici 11 comprendono una molla 40 disposta internamente al corpo cavo 15, coassiale allo stelo 19 ed interposta tra il pistone 25 e la parete 22 del corpo cavo 15 rivolta verso la ghiera fermavetro 18. Tale molla 40 si oppone, quindi, allo scorrimento del pistone 25, opponendosi all’allontanamento della ghiera 18 dal corpo cavo 15. In altri termini, tale molla si oppone alla cedevolezza del punto di vincolo 8. Tale cedevolezza, quindi, è regolata non solo dai mezzi a scatto 10, ma anche dal grado di elasticità della molla 40. Quest’ultima, inoltre, riporta il punto di vincolo 8 in posizione di riposo quando il carico cessa di sollecitarlo. In particolare, la molla 40 consente il reintegrarsi dell’accoppiamento tra l’anello elastico 30 e le due gole circonferenziali 33, 34.

Secondo un altro aspetto dell’invenzione, i mezzi elastici 11 comprendono anche un cilindro ammortizzatore 41 disposto internamente al corpo cavo e coassiale allo stelo 19. Tale cilindro ammortizzatore consente di ammortizzare maggiormente l’escursione dello stelo 19 nel corpo cavo 15. Sono possibili differenti forme di esecuzione dell’invenzione nelle quali il cilindro ammortizzatore e la molla sono alternativi l’uno all’altro.

Come più volte sottolineato in precedenza, l’esempio di esecuzione dell’invenzione fin qui descritta non deve essere considerato limitativo per esecuzioni differenti comunque rientranti nell’ambito di tutela del presente brevetto. In particolare, il punto di vincolo fin qui descritto è cedevole in estrazione dello stelo dal corpo cavo consentendo all’elemento laminare di flettere in allontanamento dal punto di vincolo stesso.

Secondo una variante esecutiva osservabile in fig. 4, la disposizione del pistone 125 è opposta a quella fin qui vista e prossima alla parete 122 del corpo cavo 115. I mezzi elastici 111 sono interposti tra il pistone 125 e l’altra parete 150 del corpo cavo 115. Una tale conformazione, vantaggiosamente, consente una cedevolezza in avvicinamento dell’elemento laminare 2 al punto di vincolo 108. In tal senso, tale forma esecutiva risulta particolarmente adatta all’esecuzione dei primi elementi di vincolo 4.

Secondo un’ulteriore variante esecutiva, non rappresentata nelle figure, la disposizione del pistone è intermedia allo stelo ed i mezzi elastici sono disposti su entrambi i lati del pistone in modo tale che siano interposti tra quest’ultimo e ciascuna delle pareti di fondo del corpo cavo.

In questo modo la cedevolezza del punto di vincolo è sia in allontanamento che in avvicinamento dell’elemento laminare al punto di vincolo rendendo quest’ultimo utilizzabile sia per l’esecuzione dei primi elementi di vincolo che dei secondi elementi di vincolo.

Alla luce di quanto precede, si comprende che la barriera di contenimento dell’invenzione raggiunge tutti gli scopi prefissati superando gli inconvenienti citati dell’arte nota.

In particolare, la barriera, pur essendo a sbalzo e realizzata con lastre di vetro, è conforme alle normative vigenti resistendo anche ai test di impatto da corpo molle.

A ben vedere, la barriera di contenimento presenta punti di vincolo che consentono agli elementi laminari, ossia alle lastre di vetro, di flettere normalmente.

Essa inoltre garantisce un impatto visivo minimizzato in modo da renderla esteticamente gradevole e particolarmente utile nel caso di interventi su beni architettonici.

La barriera di contenimento dell’invenzione è suscettibile di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nel concetto inventivo espresso nelle rivendicazioni allegate. Tutti i particolari potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti, ed i materiali potranno essere diversi a seconda delle esigenze, senza uscire dall'ambito del trovato.

Anche se la barriera di contenimento è stata descritta con particolare riferimento alle figure allegate, i numeri di riferimento usati nella descrizione e nelle rivendicazioni sono utilizzati per migliorare l'intelligenza del trovato e non costituiscono alcuna limitazione all'ambito di tutela rivendicato.

Claims (9)

1. Domanda di Brevetto per Invenzione Industriale a titolo: “UNA BARRIERA DI CONTENIMENTO” R I V E N D I C A Z I O N I 1. Una barriera di contenimento applicabile ad una struttura di supporto (S) e comprendente: − un o più elementi sostanzialmente laminari (2) realizzati almeno parzialmente in vetro; − uno o più elementi di vincolo (3) di detti elementi laminari (2) alla struttura di supporto (S), caratterizzata dal fatto che almeno uno di detti elementi di vincolo (3) comprende un punto di vincolo (8; 108) almeno parzialmente cedevole prevalentemente lungo l’asse di sviluppo longitudinale (X) di detto punto di vincolo (8; 108).
2. 2. Barriera di contenimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto punto di vincolo (8; 108) comprende mezzi a scatto (10) per il controllo del carico che deve essere applicato a detta barriera (1) per attivare detta cedevolezza.
3. 3. Barriera di contenimento secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzata dal fatto che detto punto di vincolo (8; 108) comprende mezzi elastici (11; 111) per il ritorno elastico di detto punto di vincolo (8; 108) alla posizione di riposo da una posizione almeno parzialmente ceduta a seguito dell’applicazione di un carico a detta barriera (1).
4. 4. Barriera di contenimento secondo la rivendicazione 2 o 3, caratterizzata dal fatto che detto punto di vincolo (8; 108) comprende: − un corpo cavo (15; 115) provvisto di mezzi di fissaggio stabile (16) alla struttura di supporto (S); − almeno una ghiera fermavetro (18) destinata a comprimere detto elemento laminare (2) a detto corpo cavo (15; 115) per realizzare detto vincolo; − almeno uno stelo (19) di collegamento di detta ghiera (18) a detto corpo cavo (15; 115) una cui prima estremità (20) rivolta verso detto corpo cavo (15; 115) è scorrevolmente accoppiata a detto corpo cavo (15; 115) in modo da assicurare detta almeno parziale cedevolezza.
5. 5. Barriera di contenimento secondo la rivendicazione 4, caratterizzata dal fatto che detto corpo cavo (15; 115) presenta, sulla parete (22; 122) rivolta verso detta ghiera fermavetro (18), un foro passante (23) investito scorrevolmente almeno da detta prima estremità (20) di detto stelo (19).
6. 6. Barriera di contenimento secondo la rivendicazione 5, caratterizzata dal fatto di comprendere almeno un pistone (25; 125) associato stabilmente a detta prima estremità (20) di detto stelo (19) internamente a detto corpo cavo (15; 115), detto pistone (25; 125) essendo suscettibile di scorrere internamente a detto corpo cavo (15; 115).
7. 7. Barriera di contenimento secondo la rivendicazione 6, caratterizzata dal fatto che detti mezzi a scatto (10) comprendono almeno un anello elastico (30) interposto tra la superficie laterale (31) di detto pistone (25; 125) e la superficie interna (32) di detto corpo cavo (15; 115), detto anello (30) essendo parzialmente inserito in una prima gola circonferenziale (33) realizzata su detta superficie laterale (31) di detto pistone (25; 125) ed essendo suscettibile di inserirsi in una seconda gola circonferenziale (34) realizzata su detta superficie interna (32) di detto corpo cavo (15; 115).
8. 8. Barriera di contenimento secondo la rivendicazione 6 o 7, caratterizzata dal fatto che detti mezzi elastici (11) comprendono almeno una molla (40) disposta internamente a detto corpo cavo (15) ed interposta tra detto pistone (25) e detta parete (22) rivolta verso detta ghiera fermavetro (18).
9. 9. Barriera di contenimento secondo la rivendicazione 8, caratterizzata dal fatto che detti mezzi elastici (11) comprendono anche un cilindro ammortizzatore (41) disposto internamente a detto corpo cavo (15) e coassiale a detto stelo (19).