ITNA20080051A1

ITNA20080051A1 - CONNECTION SYSTEM OF JOINTS WITH SIMPLE OVERLAY WITH AUTOMATIC SETTING.

Info

Publication number: ITNA20080051A1
Application number: IT000051A
Authority: IT
Inventors: Francesco Chioccola; Iorio Antonio De; Francesco Penta; Giovanni Pio Pucillo
Original assignee: Francesco Chioccola; Iorio Antonio De
Priority date: 2008-08-25
Filing date: 2008-08-25
Publication date: 2010-02-26
Also published as: IT1392826B1

Description

DESCRIZIONE dell’invenzione industriale avente per TITOLO: “SISTEMA DI COLLEGAMENTO DI GIUNTI A SEMPLICE SOVRAPPOSIZIONE CON CALETTAMENTO AUTOMATICO”, a nome di DE IORIO ANTONIO, di nazionalità italiana, residente in Pozzuoli (NA), via I Traversa Coste di Agnano n. 26, e di CHIOCCOLA FRANCESCO, di nazionalità italiana, residente a Comiziano (NA), via DESCRIPTION of the industrial invention having the TITLE: "SYSTEM OF CONNECTION OF SIMPLE OVERLAPPING JOINTS WITH AUTOMATIC CALETTING", in the name of DE IORIO ANTONIO, of Italian nationality, residing in Pozzuoli (NA), via I Traversa Coste di Agnano n. 26, and of CHIOCCOLA FRANCESCO, of Italian nationality, residing in Comiziano (NA), via

Π Traversa Manco n. 17, entrambi domiciliati agli effetti di legge presso CHIOCCOLA Π Traversa Manco n. 17, both domiciled for the purposes of law at CHIOCCOLA

dVl FRANCESCO via II Traversa Manco n. 17 - CAP 80030 - Comiziano (NA), deposit dVl FRANCESCO via II Traversa Manco n. 17 - CAP 80030 - Comiziano (NA), deposit

in data 2 5 AGO. 2008 con on 2 5 AUG. 2008 with

DESCRIZIONE DESCRIPTION

E’ noto come i costi e la flessibilità di un sistema di trasporto intermodale siano It is well known how the costs and flexibility of an intermodal transport system are

considerati elementi di primo piano nella gara di competitività con altre modalità di trasporto. Mantenere livelli di prezzo inferiori rispetto al “tutto strada”, cercando di rendere più efficienti le singole operazioni della catena di trasporto, e migliorare la qualità del servizio, diventano pertanto l’obiettivo principale degli operatori del settore. considered leading elements in the competition for competitiveness with other modes of transport. Maintaining lower price levels than "all road", trying to make the individual operations of the transport chain more efficient, and improving the quality of the service, therefore become the main objective of the operators in the sector.

L’innovazione tecnologica ha dato sicuramente un contributo rilevante a questo tipo di trasporto nel perseguire questo obiettivo, soprattutto con l’introduzione della tecnica shuttle, che prevede l’uso di treni navetta a composizione bloccata per il trasporto di casse mobili e container, e dei cani polifunzionali, capaci con la loro flessibilità di adattarsi ai vari tipi di unità di Trasporto ammesse dal Trasporto Combinato Codificato, quali: Semirimorchi, Contenitori Container, Casse mobili / Container HiCube. Technological innovation has certainly made a significant contribution to this type of transport in pursuing this goal, especially with the introduction of the shuttle technique, which involves the use of shuttle trains with a locked composition for the transport of swap bodies and containers, and multifunctional dogs, able with their flexibility to adapt to the various types of transport units admitted by the Coded Combined Transport, such as: Semi-trailers, Container Containers, Swap bodies / HiCube Containers.

In ogni caso, permangono alcune limitazioni al loro uso rappresentate da: In any case, there are some limitations to their use represented by:

Veicoli stradali strutturati anche per circolare in ambito ferroviario, con conseguente aumento della tara trasportata e riduzione della velocità; Road vehicles also structured to circulate in the railway sector, with a consequent increase in the transported tare weight and a reduction in speed;

- Necessità di significativi investimenti per l’acquisto e gestione di veicoli (stradali e ferroviari) specificamente studiati al singolo scopo; - Need for significant investments for the purchase and management of vehicles (road and rail) specifically designed for a single purpose;

- Esigenza di particolari attrezzature negli interporti per il carico e la formazione - Need for special equipment in freight ports for loading and training

dei convogli. of convoys.

Per rimuovere in gran parte i citati vincoli e riportare, quindi, il trasporto delle merci su rotaia a livelli di costo accettabili e competitivi rispetto a quelli attualmente sostenuti per il trasferimento su strada, è stato proposto il Sistema BERCAR, identificato con carro e semirimorchio, che si presenta come metodo di trasporto Bimodale, capace di unire le caratteristiche ferroviarie e quelle stradali senza vincolare le une alle altre. In order to largely remove the aforementioned constraints and therefore bring the transport of goods by rail back to acceptable and competitive cost levels compared to those currently incurred for road transport, the BERCAR System was proposed, identified with wagon and semi-trailer, which is presented as a Bimodal transport method, capable of combining railway and road characteristics without binding one to the other.

Infatti il semirimorchio mantiene tutte le caratteristiche tecniche e logistiche di quelli attuali, in termini di geometrie e di peso; mentre il carro è realizzato in due parti, per consentire il caricamento autonomo (spostandosi sulle proprie ruote) del semirimorchio. In fact, the semitrailer maintains all the technical and logistical characteristics of the current ones, in terms of geometry and weight; while the wagon is made in two parts, to allow autonomous loading (moving on its own wheels) of the semitrailer.

Ma questo sistema non è stato ancora realizzato. Per produrlo ed omologarlo, è necessario risolvere ancora importanti problemi di progettazione, il più rilevante dei quali riguarda il sistema di collegamento delle due parti che compongono il telaio del carro. In questo contesto si colloca la presente idea brevettuale, che, pur nascendo in un ambito e per un impiego immediato ben definito, possiede requisiti di versatilità di But this system has not yet been implemented. To produce and homologate it, it is still necessary to solve important design problems, the most important of which concerns the connection system of the two parts that make up the chassis of the wagon. The present patent idea is placed in this context, which, despite being born in a well-defined context and for immediate use, possesses the requisites of versatility of

impiego molto estesa, comprendendo tutti i collegamenti di piastre con giunti a sovrapposizione. very extensive use, including all plate connections with lap joints.

Scopo del presente brevetto per invenzione industriale è quello di fornire un mezzo semplice e versatile per effettuare un collegamento amovibile tra due piastre, senza organi filettati, con una o più spine che lavorano in campo elastico in assenza di giochi. The purpose of the present patent for industrial invention is to provide a simple and versatile means for making a removable connection between two plates, without threaded members, with one or more pins which work in the elastic range in the absence of play.

in quanto questi ultimi, introdotti per favorire le operazioni di assemblaggio, vengono poi recuperati in fase di montaggio da calettatori inseriti a pressione, contemporaneamente e in modo automatico, tra spina e fori sagomati dei semigiunti, agendo soltanto sulla spina. as the latter, introduced to facilitate the assembly operations, are then recovered during the assembly phase by pressure-fitted, simultaneously and automatically, between the pin and the shaped holes of the half-couplings, acting only on the pin.

L’idea di soluzione consiste nell’aver immaginato un meccanismo che consente di The idea of a solution consists in having imagined a mechanism that allows

inserire la spina di collegamento nei fori dei semigiunti, far ruotare la stessa spina di 60° intorno al proprio asse e bloccare entrambi i calettatori nei fori contrapposti degli elementi da collegare, il tutto applicando una sola forza di adeguata intensità, in un solo insert the connection pin in the holes of the coupling halves, rotate the same pin 60 ° around its own axis and lock both locking elements in the opposite holes of the elements to be connected, all by applying a single force of adequate intensity, in a single

verso, da una sola parte del giunto e solamente per l’operazione di montaggio, essendo il calettamento irreversibile sotto i carichi di esercizio. towards, on one side of the joint only and only for the assembly operation, since the keying is irreversible under operating loads.

Il principio innovativo metodologico consiste nel ridurre ad una sola operazione, della durata di pochi secondi, una serie di operazioni che normalmente richiedono la manipolazione di numerosi componenti sciolti, la disponibilità di vari attrezzi in loco e, soprattutto, tempi molto lunghi per eseguirle, se paragonati con quello della soluzione automatica proposta. Per l’applicazione cui principalmente è destinata, ossia per un carro, tipo BERCAR, ottenuto dalla composizione di due semicarri, da accoppiare e disaccoppiare ad ogni operazione di trasporto, il sistema proposto è addirittura determinante ai fini della scelta di questa soluzione di carro rispetto alle altre a tutt’oggi utilizzate, in quanto gli inconvenienti superati con la presente brevettale sarebbero non tollerati dagli operatori del settore, sia quelli che si identificano con la laboriosità delle operazioni e con i costi, in termini di tempo e di mano d’opera, sia soprattutto quello della scarsa affidabilità che potrebbero garantire i vari soggetti coinvolti nelle operazioni, rispetto a quella garantita da un meccanismo automatico certificato. The innovative methodological principle consists in reducing to a single operation, lasting a few seconds, a series of operations that normally require the manipulation of numerous loose components, the availability of various tools on site and, above all, very long times to perform them, if compared with that of the proposed automatic solution. For the application for which it is mainly intended, i.e. for a wagon, type BERCAR, obtained from the composition of two half-wagons, to be coupled and uncoupled at each transport operation, the proposed system is even decisive for the choice of this wagon solution with respect to to the others still used today, as the drawbacks overcome with this patent would not be tolerated by the operators in the sector, both those who identify themselves with the laboriousness of the operations and with the costs, in terms of time and labor , and above all that of the lack of reliability that the various parties involved in the operations could guarantee, compared to that guaranteed by a certified automatic mechanism.

Una possibile configurazione del sistema proposto è riportata sulle tavole allegate a scopo indicativo e non vincolativo: nella tav. I è schematizzata la coppia di piastre da giuntare, opportunamente sagomate, ed il sistema di collegamento (spina, accessori e carter) posizionato col calettatore fisso nel foro conico del semigiunto scatolato (femmina); nella tav. I è rappresentata la configurazione esplosa del sistema, i cui principali particolari sono: carter con supporto-guida stelo (part. 1); manicotto a circolazione di sfere (part. 2); stelo attuatore (part. 3); blocchetti guida/trascinamento (part. 4); cilindro guida (part. S); guida attuatore (part. 6); spina sagomata a camma (part. 7); attuatore a camma (part. 8); ghiera (part. 9); cilindro di spinta (part. 10); biella (part. 11); manovella (part. 12); molla a tazza (part. 13); disco di interfaccia (part. 14); calettatore esterno (part. 15); supporto ginocchiera (part. 16); spina con calettatore fisso d’estremità (part. 17); semigiunto interno (part. 18); semigiunto sterno (part. 19). A possible configuration of the proposed system is shown on the attached tables for indicative and non-binding purposes: in table I schematically shows the pair of plates to be joined, suitably shaped, and the connection system (pin, accessories and casing) positioned with the locking device fixed in the conical hole of the boxed half-coupling (female); in table I shows the exploded configuration of the system, the main details of which are: crankcase with rod support-guide (part. 1); ball sleeve (part 2); actuator stem (part 3); guide / drag blocks (part 4); guide cylinder (part. S); actuator guide (part 6); cam shaped pin (part 7); cam actuator (part 8); ring nut (part 9); thrust cylinder (part 10); connecting rod (part 11); crank (part 12); cup spring (part. 13); interface disk (part. 14); external shrink disc (part 15); knee support (part. 16); pin with fixed end locking device (part. 17); internal half-coupling (part. 18); sternum half-joint (part. 19).

In particolare, il sistema è costituito essenzialmente da una spina cilindrica piena (17), che termina, ad un’estremità, con tre risalti troncoconici, sfalsati di 120° l’uno rispetto agli altri e delimitati lateralmente, ognuno, da due piani meridiani racchiudenti un angolo di 60°, che svolgono la funzione di calettatore fisso. Mentre, sul resto del corpo della stessa spina si fa scorrere assialmente, guidato con linguette, un secondo calettatore (15), che chiameremo flottante, anch’esso realizzato in tre pezzi, che si sviluppano circonferenzialmente, ciascuno, per 119°, e posizionati col loro piano di simmetria sfalsati di 60° rispetto ai corrispondenti piani del calettatore fìsso. Inoltre, per bloccare contemporaneamente i calettatori tra la spina e i fori, un meccanismo biellamanovella, è collegato, con la manovella (12), alla spina e, mediante due bielle simmetriche (11), al calettatore flottante, con l’interposizione di un cilindro di spinta (10), di una molla a tazza principale (13), di un disco di interfaccia (14) e di tre molle a tazza secondarie (necessarie a garantire la spinta di chiusura differenziata richiesta dai singoli settori del calettatore), il tutto contenuto in una guida cilindrica (S). Il meccanismo biella-manovella presenta un ginocchio in grado di renderlo, quando chiuso, irreversibile sotto i carichi di esercizio. Il sistema di collegamento è azionato da un attuatore a camma (8) che, agendo assialmente sul meccanismo, grazie ad opportuni riscontri, ad una guida elicoidale (6) e ad una spina sagomata a camma (7), provoca, in un senso, il posizionamento e il bloccaggio dei calettatori, con contemporanea chiusura del ginocchio, e, nel senso opposto, l’apertura del ginocchio, lo sblocco dei calettatori e la rotazione dello stelo, con relativo sfìlamento finale da uno dei semigiunti, che così si libera dall’altro semigiunto. Il tutto è chiuso in un carter (1) che garantisce rigidità, protezione e guida al sistema, ma soprattutto offre gli anzidetti riscontri, che sono fondamentali per gli automatismi del meccanismo. In particular, the system essentially consists of a solid cylindrical spine (17), which ends, at one end, with three truncated cone projections, offset by 120 ° with respect to each other and laterally delimited, each, by two meridian planes enclosing an angle of 60 °, which perform the function of fixed locking device. While, on the rest of the body of the same pin, a second locking device (15), which we will call floating, is made to slide axially, guided with tabs, also made in three pieces, which develop circumferentially, each, for 119 °, and positioned with their plane of symmetry offset by 60 ° with respect to the corresponding planes of the fixed locking device. Furthermore, to lock the locking elements between the pin and the holes at the same time, a connecting rod mechanism is connected, with the crank (12), to the pin and, by means of two symmetrical connecting rods (11), to the floating locking device, with the interposition of a cylinder thrust (10), a main disc spring (13), an interface disc (14) and three secondary disc springs (necessary to ensure the differentiated closing thrust required by the individual sectors of the shrink disc), all contained in a cylindrical guide (S). The connecting rod-crank mechanism has a knee capable of making it, when closed, irreversible under operating loads. The connection system is operated by a cam actuator (8) which, acting axially on the mechanism, thanks to suitable stops, a helical guide (6) and a cam-shaped pin (7), causes, in one direction, the positioning and locking of the locking devices, with simultaneous closure of the knee, and, in the opposite direction, the opening of the knee, the release of the locking devices and the rotation of the stem, with relative final extension from one of the half-couplings, which is thus freed from other half-coupling. The whole is closed in a casing (1) which guarantees rigidity, protection and guide to the system, but above all offers the aforementioned feedbacks, which are fundamental for the automatisms of the mechanism.

Per controllare l’avanzamento e il posizionamento della spina a fine corsa, viene creato un opportuno riscontro al di là della cavità che sarà impegnata dal calettatore fisso. To check the advancement and positioning of the pin at the end of the stroke, an appropriate feedback is created beyond the cavity that will be engaged by the fixed shrink disc.

Nella specifica applicazione BERCAR, tale riscontro è costituito dalla parete interna dello scatolato del longherone del carro che realizza il semigiunto femmina (tav. I). Per impedire una spontanea rotazione della spina in esercizio, con la conseguente riduzione delle superfici attive dei calettatoti e, quindi, dell’efficacia del collegamento, sono state previste delle sporgenze (denti) alle estremità dei settori del calettatore flottante, le quali, nella fase di chiusura del sistema, si inseriscono nei vani cilindrici del foro del semigiunto impegnato dal calettatore fisso. In the specific BERCAR application, this abutment is constituted by the internal wall of the box of the side member of the wagon which forms the female half-coupling (table I). In order to prevent spontaneous rotation of the pin during operation, with the consequent reduction of the active surfaces of the locking devices and, therefore, of the effectiveness of the connection, protrusions (teeth) have been provided at the ends of the sectors of the floating locking device, which, in the phase closing system, are inserted in the cylindrical compartments of the hole of the half-coupling engaged by the fixed locking device.

Il collegamento fra due semigiunti può essere effettuato con più spine, ossia sistemi del tipo descritto; il loro numero, le loro dimensioni e la loro disposizione nella specifica giunzione da realizzare saranno oggetto di un normale procedimento di calcolo di dimensionamento di questo particolare organo meccanico. The connection between two half-couplings can be carried out with several pins, ie systems of the type described; their number, their dimensions and their arrangement in the specific joint to be made will be the subject of a normal sizing calculation procedure for this particular mechanical member.

Nel caso più frequente di utilizzo di più spine, quando i fori corrispondenti dei due semigiunti vengono allineati per il montaggio, si costituiscono cavità clepsoidali, una con ogni coppia di fori coassiali, nelle quali la spina di ciascun sistema di collegamento, azionata da un pistone assialmente e in un solo verso, può realizzare la giunzione in tre fasi: - Traslazione di innesto; - Rotazione per il posizionamento dei calettatori; -Traslazione per il bloccaggio dei calettatori con chiusura del ginocchio. In the most frequent case of use of several pins, when the corresponding holes of the two coupling halves are aligned for assembly, clepsoidal cavities are formed, one with each pair of coaxial holes, in which the pin of each connection system, operated by a piston axially and in one direction only, it can make the joint in three phases: - Translation of graft; - Rotation for positioning the locking devices; -Translation for locking the locking devices with knee closure.

Il superamento del ginocchio permetterà di mantenere precaricate le molle a tazza, della freccia imposta dal ginocchio stesso, tanto da garantire il recupero di tutti i giochi tra spina e fori per tutta la durata dell’esercizio, senza richiedere la persistenza, dopo l’esecuzione del collegamento, dell’azione di spinta del pistone. The overcoming of the knee will allow to keep the cup springs preloaded, of the arrow imposed by the knee itself, so as to guarantee the recovery of all the play between the spine and the holes for the entire duration of the exercise, without requiring persistence, after execution. of the connection, of the pushing action of the piston.

La realizzazione proposta per l’idea di soluzione è quella che al momento appare la più idonea. Ad essa potranno essere comunque apportate variazioni formali e strutturali nell’ambito del medesimo concetto inventivo che resta definito dalle rivendicazioni che seguono. The implementation proposed for the solution idea is the one that currently appears to be the most suitable. However, formal and structural changes may be made to it within the scope of the same inventive concept that remains defined by the following claims.

Claims

CLAIMS "SYSTEM OF CONNECTION OF SIMPLE OVERLAPPING JOINTS WITH AUTOMATIC KEYING " 1. Plate connection system for single lap joint, characterized from the fact of providing for the use of one or more pins, to be inserted in as many holes suitably shaped practiced in the half-joints, equipped with an original mechanism which allows automatic and simultaneous keying on both holes. Furthermore, the system is characterized by having all its components contained in a casing that protects them from undue tampering and harmful actions of the environment and to enclose any sensors that allow monitoring with continuity in operation the state of efficiency of the connection that it realizes.

2. System as and for the purpose of the preceding claim characterized by fact that the insertion and keying of the pin into the shaped holes takes place acting on the pin only on one side of the joint and always in the same towards.

3. System as and for the purpose of the preceding claims characterized by the fact that the automatic and simultaneous locking mechanism on the two holes, bound to the pin and to the floating locking device, and which comes into operation when the pin is pushed into the holes, it guarantees the absence of play in operation without requiring external actions or mechanical parts, threaded or not, additional

after assembly. holes uses a connecting rod-crank device with a knee that makes the keying irreversible under the action of operating loads. 5. System as and for the purpose of the preceding claims characterized by the fact that the pin and the locking devices cannot rotate around their axis once the junction is completed, due to the way the sectors of the floating locking device are shaped and the geometric configuration of the hole engaged by the fixed shrink disc. 6. System as and for the purpose of the preceding claims characterized in that for the disassembly of the joint it is sufficient to apply a force to the pin which tends to extract it from the holes, with the same double-acting actuator used to carry out the assembly steps. 7. System as and for the purpose of the preceding claims characterized in that the number of sectors of which the locking elements are made up can also be different from three. 8. System as and for the purpose of the previous claims characterized by the fact that its number, its dimensions and its arrangement in the joint depend only on the magnitude of the forces that the latter is called upon to transmit in operation. 9. System as and for the purpose of the preceding claims characterized by the fact that the actuation of the pin for assembly and disassembly of the joint can be carried out with any load actuation system. Claims "CONNECTION SYSTEM FOR SIMPLE OVERLAPPING JOINTS WITH AUTOMATIC KEYING", 1. Connection system of plates for simple overlapping joints characterized by use of one or more pins that have to be inserted in as much holes, carried out in the plates and having suitable shapes; the pms are equipped with an original mechanism that allows automatic and simultaneous keying in the holes. 2. System in accordance with previous claim characterized by allowing the insertion and the keying of the pin in the two holes by acting only on the pin, on one side of the joint and always in the same direction. 3. System in accordance with previous claims characterized by having the mechanism for the automatic and simultaneous keying in the holes that is constrained both to the pin and the floating keying device, that is activated by pushing the pin inside the holes and that warrants the removal in service of all the clearances without the need, after the assembling, for external actions or additional mechanical parts, threaded or not.

4. System in accordance with previous claims characterized by having the mechanism for the automatic and simultaneous keying in the two holes that uses a connecting rod - crank device, with knee, able to make the keying irreversible under the service loads.

5 System in accordance with previous claims characterized by having both the pin and the keying device that can not rotate about their axis, after the joining has been completed, due to the particular shape of the sectors of the floating keying device and the geometry of the hole were the fixed keying device is inserted.

6. System in accordance with previous claims characterized by having all its components enclosed inside a carter that protects them from undue tampering and environment harmful actions and that includes sensors for monitoring, under service loads and continuously, the efficiency of the joining that it realizes.

7. System in accordance with previous claims characterized by it being sufficient to apply to the pin, for dismantling the joining, an extraction load by the same double effect actuator used during the assembling phase.

8. System in accordance with previous claims characterized by having keying devices with a number of sectors that can be different from three.

9. System in accordance with previous claims characterized by having numerousness, sizes and relative positions inside the joining that depend only on the magnitude of the load that the joining has to transfer in service.

10. System in accordance with previous claims characterized by having a pin that can be operated, for assembling and dismantling the joining, by any system of load actuation.