ITMI20111008A1

ITMI20111008A1 - SCREW AND RELATIVE ROCK FIXING METHOD

Info

Publication number: ITMI20111008A1
Application number: IT001008A
Authority: IT
Inventors: Francesco Maggi
Original assignee: Contact Italia S R L
Priority date: 2011-06-01
Filing date: 2011-06-01
Publication date: 2012-12-02

Description

VITE E RELATIVO METODO DI FISSAGGIO IN ROCCIA SCREW AND RELEVANT ROCK FIXING METHOD

Campo dellâ€™invenzione Field of invention

La presente invenzione si riferisce ad una vite e relativo metodo di fissaggio in roccia, in particolare per lâ€™ancoraggio al suolo di strutture di sostegno di generatori fotovoltaici. The present invention refers to a screw and relative method of fixing it in rock, in particular for anchoring support structures of photovoltaic generators to the ground.

Stato della tecnica State of the art

Sono note diverse viti aventi particolari sagome allo scopo di ancorare al suolo strutture di qualunque genere ed in particolare strutture di sostegno di generatori fotovoltaici. Various screws are known having particular shapes for the purpose of anchoring structures of any kind to the ground and in particular supporting structures of photovoltaic generators.

Le viti hanno, generalmente, una lunghezza tale da emergere almeno parzialmente dal terreno per poter fissare ulteriori strutture o componenti di strutture in relazione alla specifica destinazione della stessa. The screws generally have a length such as to emerge at least partially from the ground in order to be able to fix further structures or components of structures in relation to the specific destination of the same.

Esistono viti particolarmente adatte ad essere conficcate nel terreno argilloso, altre piÃ¹ adatte ad essere conficcate nel tufo ed altre ancora adatte ad essere conficcate nella roccia. There are vines particularly suitable for being driven into clayey soil, others more suitable for being driven into the tuff and still others suitable for being driven into the rock.

A seconda dellâ€™impiego, la tecnica nota insegna ad utilizzare una specifica vite avente specifiche caratteristiche sia di robustezza che di forma. Depending on the use, the known technique teaches to use a specific screw having specific characteristics of both strength and shape.

CiÃ² risulta particolarmente oneroso, soprattutto, per lo stoccaggio del materiale. Inoltre, le viti adatte ad essere conficcate nella roccia sono generalmente molto piÃ¹ robuste di quelle predisposte per il terreno argilloso, per esempio comprendono un corpo centrale pieno e con un filetto capace di fratturare o frantumare la roccia. Dunque vi Ã ̈ anche una sostanziale differenza strutturale tra le diverse tipologie di viti che, nel caso delle viti destinate alla roccia, comporta un costo maggiore in termini di quantitÃ e qualitÃ del materiale di fabbricazione e di una maggiore accuratezza di fabbricazione. This is particularly onerous, above all, for the storage of the material. Furthermore, the screws suitable to be driven into the rock are generally much more robust than those designed for clayey soil, for example they include a solid central body with a thread capable of fracturing or crushing the rock. Therefore there is also a substantial structural difference between the different types of screws which, in the case of screws destined for rock, entails a higher cost in terms of quantity and quality of the manufacturing material and greater manufacturing accuracy.

Inoltre, secondo la tecnica, si preferisce praticare dei pre-fori nella roccia di diametro inferiore al diametro esterno della vite, in modo che siano limitati gli sforzi necessari allâ€™avvitatura e dunque alla frantumazione di una restante porzione anulare della roccia. Furthermore, according to the technique, it is preferable to make pre-holes in the rock with a diameter smaller than the external diameter of the screw, so that the efforts required for screwing and therefore crushing a remaining annular portion of the rock are limited.

Sommario dell'invenzione Summary of the invention

Scopo della presente invenzione Ã ̈ quello di fornire una vite di fissaggio in roccia adatta a qualunque applicazione, sia in terreno argilloso che nel tufo che nella roccia calcarea ed in modo da risultare economico sia in termini di materiale che di manifattura. The purpose of the present invention is to provide a rock fixing screw suitable for any application, both in clayey soil and in tuff as well as in limestone and in such a way as to be economical both in terms of material and manufacture.

E' oggetto della presente invenzione una vite di fissaggio in roccia, conformemente alla rivendicazione 1. The object of the present invention is a rock fixing screw, according to claim 1.

Vantaggiosamente, la vite oggetto della presente invenzione puÃ² risultare leggera ed economica tanto quanto le viti della tecnica nota destinate ai terreni argilloso, in quanto Ã ̈ specificatamente desiderata una controllata deformabilitÃ della vite allo scopo di innestarsi in pre-fori praticati nella roccia in modo da risultare amovibile senza la necessitÃ di indurre una ulteriore frantumazione della roccia durante lâ€™avvitatura della stessa vite. Advantageously, the screw object of the present invention can be as light and economical as the screws of the known art intended for clayey soils, since a controlled deformability of the screw is specifically desired in order to engage in pre-holes drilled in the rock so as to be removable without the need to induce further crushing of the rock while tightening the same screw.

Un ulteriore scopo dellâ€™invenzione Ã ̈ quello di fornire un metodo di fissaggio in roccia della vite oggetto della presente invenzione. A further object of the invention is to provide a method of fixing the screw object of the present invention in rock.

Eâ€™ pure oggetto della presente invenzione un metodo di fissaggio in roccia della vite oggetto della presente, conformemente alla rivendicazione 10. The present invention also relates to a method of fixing the screw of the present invention in rock, in accordance with claim 10.

Le rivendicazioni dipendenti descrivono realizzazioni preferite dellâ€™invenzione, formando parte integrante della presente descrizione. The dependent claims describe preferred embodiments of the invention, forming an integral part of the present description.

Breve descrizione delle Figure Brief description of the Figures

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dellâ€™invenzione risulteranno maggiormente evidenti alla luce della descrizione dettagliata di forme di realizzazione preferite, ma non esclusive, di una vite di fissaggio in roccia, illustrato a titolo esemplificativo e non limitativo, con lâ€™ausilio delle unite tavole di disegno in cui: Further characteristics and advantages of the invention will become more evident in the light of the detailed description of preferred, but not exclusive, embodiments of a rock fixing screw, illustrated by way of non-limiting example, with the aid of the attached tables drawing in which:

la Fig. 1 rappresenta una vista laterale dellâ€™invenzione, Fig. 1 represents a side view of the invention,

la Fig. 2 rappresenta un ingrandimento di una prima porzione dellâ€™invenzione secondo la vista di figura 1 , Fig. 2 represents an enlargement of a first portion of the invention according to the view of figure 1,

la Fig. 3 rappresenta un ingrandimento di una seconda porzione dellâ€™invenzione secondo la vista di figura 1 , Fig. 3 represents an enlargement of a second portion of the invention according to the view of figure 1,

la Fig. 4 raffigura una sezione A dellâ€™invenzione secondo la vista di figura 1. Fig. 4 shows a section A of the invention according to the view of figure 1.

Gli stessi numeri e le stesse lettere di riferimento nelle figure identificano gli stessi elementi o componenti. The same reference numbers and letters in the figures identify the same elements or components.

Descrizione in dettaglio di una forma di realizzazione preferita dell'invenzione Con particolare riferimento alle figure una vite secondo la presente invenzione comprende un corpo centrale 1 tubolare, cioÃ ̈ un tronco di cilindro di sezione costante. Secondo una variante preferita dellâ€™invenzione e rappresentata nelle figure, detto cilindro Ã ̈ privo di un estremo 11 affusolato. Detailed description of a preferred embodiment of the invention With particular reference to the figures, a screw according to the present invention comprises a central tubular body 1, that is, a truncated cylinder of constant section. According to a preferred variant of the invention and shown in the figures, said cylinder has no tapered end 11.

Su almeno una porzione del corpo centrale 1 si avvolge un filetto elicoidale 2, continuo. A continuous helical thread 2 is wound on at least a portion of the central body 1.

Secondo unâ€™altra variante non rappresentata, lâ€™estremitÃ del corpo centrale 1 Ã ̈ dotata di una zona affusolata, particolarmente idonea a guidare la vite in un preforo. Tale parte affusolata puÃ² anche essere priva di filettatura. According to another variant not shown, the end of the central body 1 is equipped with a tapered area, particularly suitable for guiding the screw into a pre-bored hole. This tapered part can also be without thread.

Secondo la variante rappresentata nelle figure, lâ€™estremo 11 della vite Ã ̈ sagomato secondo a formare almeno una coppia di denti 11a e 11 b. Tale forma puÃ² essere ottenuta come intersezione perpendicolare del corpo centrale 1 con almeno un ulteriore corpo cilindrico di pari o simile diametro esterno. Vantaggiosamente, tale forma consente alla vite di penetrare agevolmente nei terreni argillosi e di penetrare nel tufo senza praticare pre-fori. According to the variant shown in the figures, the end 11 of the screw is shaped to form at least a pair of teeth 11a and 11 b. This shape can be obtained as a perpendicular intersection of the central body 1 with at least one further cylindrical body of equal or similar external diameter. Advantageously, this shape allows the screw to easily penetrate clayey soils and to penetrate the tuff without making pre-holes.

Lo spessore S della parete laterale del corpo centrale deve essere di almeno 1 ,5 mm e puÃ² essere incrementato anche in relazione agli sforzi di taglio che la vite deve essere in grado di sopportare durante e dopo il montaggio. The thickness S of the side wall of the central body must be at least 1.5 mm and can also be increased in relation to the shear stresses that the screw must be able to withstand during and after assembly.

Con particolare riferimento alla figura 3, il filetto 2 consiste di una lamina metallica piana deformata e saldata sul corpo centrale ad assumere la suddetta forma elicoidale. Lo spessore s di tale lamina deve essere compreso tra 1 e 3 mm, con un valore ottimale di 1 ,5 mm. Lâ€™altezza del filetto h rispetto ad una direzione perpendicolare alla superficie laterale del corpo centrale Ã ̈ preferibilmente superiore a 8 mm e non superiore a 13 mm con un valore ottimale di 10 mm mentre il passo P del filetto Ã ̈ compreso tra 40 e 50 mm con un valore ottimale di 45 mm. With particular reference to Figure 3, the thread 2 consists of a deformed flat metal sheet welded onto the central body to assume the aforementioned helical shape. The thickness s of this sheet must be between 1 and 3 mm, with an optimal value of 1.5 mm. The height of the thread h with respect to a direction perpendicular to the lateral surface of the central body is preferably greater than 8 mm and not greater than 13 mm with an optimal value of 10 mm while the thread pitch P is between 40 and 50 mm with an optimal value of 45 mm.

Il diametro esterno d del corpo centrale 1 puÃ² variare sebbene si preferisca sia nellâ€™ordine dei 70 - 80 mm per i motivi chiariti di seguito. In commercio, per esempio, sono disponibili tubi da 76 mm che si prestano particolarmente bene ad essere dotati di una filettatura come illustrato sopra. The external diameter d of the central body 1 can vary although it is preferred to be in the order of 70 - 80 mm for the reasons explained below. On the market, for example, 76 mm tubes are available which are particularly suitable for being equipped with a thread as illustrated above.

Risulta dunque che il diametro esterno D della vite Ã ̈ pari a (d 2 x h) «96 mm Il rapporto tra spessore s del filetto e relativa altezza h moltiplicata per il passo P, cioÃ ̈ sl(h x P), risulta tale per cui praticando un opportuno pre-foro nella roccia, lo stesso filetto si accartoccia sul corpo centrale 1 durante lâ€™inserimento della vite nella roccia. Secondo una variante preferita dellâ€™invenzione detto rapporto s/(h x P) Ã ̈ opportuno che vari tra 0,003 e 0,005 [mm<"1>] con un valore ottimale di 0,0035 [mm<"1>]. It therefore appears that the external diameter D of the screw is equal to (d 2 x h) «96 mm The ratio between the thickness s of the thread and the relative height h multiplied by the pitch P, i.e. sl (h x P), is such that by making a suitable pre-hole in the rock, the same thread curls up on the central body 1 during the insertion of the screw into the rock. According to a preferred variant of the invention, said ratio s / (h x P) should vary between 0.003 and 0.005 [mm <"1>] with an optimal value of 0.0035 [mm <" 1>].

Dunque non si rende necessario frantumare una porzione di roccia, ma bensÃ¬ risulta sufficiente che la vite si deformi in modo controllato all'interno di un preforo. CiÃ² garantisce una tenuta della vite paragonabile a quelle fornite dalla tecnica nota che invece prevedono la frantumazione di almeno una porzione della roccia, ma con un peso ed un costo inferiore rispetto alle viti della tecnica nota. I rapporti dimensionali dati nella presente descrizione conferiscono alla vite un comportamento sorprendente, in quanto il filetto deformato esplica una forza sufficiente sulla roccia tale per cui la vite non si sfili, ma non tale da determinare deformazioni nel corpo centrale 1 che possano indebolire la stessa vite. Therefore it is not necessary to crush a portion of rock, but it is sufficient for the screw to deform in a controlled way inside a pre-bore. This guarantees a tightness of the screw comparable to those provided by the known art which instead provide for the crushing of at least a portion of the rock, but with a lower weight and cost than the screws of the known art. The dimensional ratios given in the present description give the screw a surprising behavior, since the deformed thread exerts a sufficient force on the rock such that the screw does not come off, but not such as to cause deformations in the central body 1 which can weaken the same screw .

Tale comportamento risulta amplificato quando il pre-foro di installazione della vite misura un diametro circa pari a (d h) cioÃ ̈ pari a 85 mm. This behavior is amplified when the screw installation pre-hole measures a diameter approximately equal to (d h) that is equal to 85 mm.

In altri termini il pre-foro deve essere pari a d 2x(h/2), cioÃ ̈ deve essere tale da indurre il filetto ad accartocciarsi senza rompersi, nÃ© danneggiare il corpo centrale 1. In other words, the pre-hole must be equal to d 2x (h / 2), that is, it must be such as to induce the thread to curl up without breaking or damaging the central body 1.

Si preferisce che la vite sia in acciaio zincato, ma per applicazioni particolari puÃ² essere in acciaio inox. It is preferred that the screw be in galvanized steel, but for particular applications it can be in stainless steel.

Con un palo delle dimensioni su menzionate risulta possibile impiegare comuni macchine idrauliche avvitatrici aventi coppia massima di circa 600 Kgm, un tirospinta di circa 1500 Kg per una potenza di 25 KW. With a pole of the dimensions mentioned above it is possible to use common hydraulic screwing machines having a maximum torque of about 600 Kgm, a thrust of about 1500 Kg for a power of 25 KW.

II diametro esterno d del corpo centrale 1 puÃ² essere incrementato, comportando un conseguente incremento del diametro esterno D, ma ciÃ² si traduce nella richiesta di una maggiore coppia durante lâ€™avvitamento della vite, per cui quando fosse necessario incrementare la resistenza a taglio della singola vite risulta piÃ¹ vantaggioso incrementare lo spessore S della parete definente il tronco di cilindro, piuttosto che il diametro esterno d dello stesso tronco di cilindro. The external diameter d of the central body 1 can be increased, resulting in a consequent increase in the external diameter D, but this translates into the request for a greater torque when screwing the screw, so when it is necessary to increase the shear resistance of the single screw it is more advantageous to increase the thickness S of the wall defining the cylinder section, rather than the external diameter d of the cylinder section itself.

Il dimensionamento summenzionato della vite risulta essere idoneo per il supporto di qualunque struttura modulare predisposta per reggere moduli fotovoltaici e piastre di equivalente rapporto di peso/superficie di circa 15 - 35 kg/m<2>. Ma soprattutto risultano idonee all'installazione in qualunque tipologia di terreno, sia argilloso, che nel tufo o roccia. The aforementioned dimensioning of the screw is suitable for supporting any modular structure designed to support photovoltaic modules and plates with an equivalent weight / surface ratio of about 15 - 35 kg / m <2>. But above all they are suitable for installation in any type of soil, whether clayey, tuff or rock.

Secondo un altro aspetto dellâ€™invenzione, un estremo opposto 12 del corpo centrale 1 comprende una flangia di connessione disposta perpendicolarmente allâ€™asse di sviluppo longitudinale della vite. Tale flangia comprende preferibilmente una pluralitÃ di asole disposte radialmente lungo il perimetro della flangia allo scopo di semplificare il montaggio di ulteriori componenti funzionali ad una struttura di sostegno. According to another aspect of the invention, an opposite end 12 of the central body 1 comprises a connection flange arranged perpendicular to the longitudinal development axis of the screw. Said flange preferably comprises a plurality of slots arranged radially along the perimeter of the flange in order to simplify the assembly of further functional components to a support structure.

Sono chiari i vantaggi derivanti dallâ€™applicazione della presente invenzione: The advantages deriving from the application of the present invention are clear:

- minore robustezza delle viti, con un conseguente minore costo, - less strength of the screws, with a consequent lower cost,

- minori costi legati allo stoccaggio di unâ€™unica tipologia di vite, - lower costs related to the storage of a single type of vine,

- la possibilitÃ di impiegare comuni macchine idrauliche avvitatrici. - the possibility of using common hydraulic screwing machines.

Gli elementi e le caratteristiche illustrate nelle diverse forme di realizzazione preferite possono essere combinati tra loro senza peraltro uscire dallâ€™ambito di protezione della presente domanda. The elements and characteristics illustrated in the various preferred embodiments can be combined with each other without however departing from the scope of the present application.

Claims

CLAIMS 1. Rock fixing screw for fixing comprising - a hollow central body (1), having a first thickness (S) of a perimeter wall and an external diameter (d), - a helical thread (2) wound on said central body (1) and having a second thickness (s), a pitch (P) and a height (h) with respect to a direction perpendicular to the central body (1) characterized by the fact that a first ratio {s / {h x P)) between said second thickness (s) of the thread and said relative height (h) multiplied by the pitch (P) is between 0.003 and 0.005 [mm <"1 >].

2. Screw according to claim 1, wherein said first ratio is equal to 0.0035 [mm <"1>].

Screw according to one of the preceding claims, wherein said relative height (h) is between 8 and 13 mm or is 10 mm.

4. Screw according to one of the preceding claims, wherein said first thickness (S) is at least greater than equal to 1.5 mm.

Screw according to one of the preceding claims, wherein said second thread thickness (s) is between 1 and 3 mm or is equal to 1.5 mm.

Screw according to one of the preceding claims, wherein said thread height (h) is between 8 mm and 13 mm or is equal to 10 mm.

Screw according to one of the preceding claims, in which the thread pitch (P) is between 40 and 50 mm or is equal to 45 mm.

8. Screw according to one of the preceding claims, wherein said external diameter (d) of the central body (1) is comprised between 70 - 80 mm.

Screw according to one of the preceding claims, wherein said central body comprises a first end (11) having at least one pair of teeth (11 a, 11 b) shaped according to an intersection of a cylindrical body perpendicular to said central body (1) .

10. Method of fixing a screw in rock according to any one of the preceding claims comprising a preliminary step of pre-drilling the rock with a hole having a diameter equal to the sum of the measurement of said external diameter (d) and the measurement of said height (h), - a subsequent step of screwing said screw into said pre-hole.