ITPR20130019A1 - UNIVERSAL STRUCTURAL NODE - Google Patents
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- E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
- E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
- E04B1/18—Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons
- E04B1/19—Three-dimensional framework structures
- E04B1/1903—Connecting nodes specially adapted therefor
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- E04B2001/1957—Details of connections between nodes and struts
- E04B2001/1966—Formlocking connections other than screw connections
- E04B2001/1969—Ball and socket type connection
Description
DESCRIZIONE DESCRIPTION
TITOLO: NODO STRUTTURALE UNIVERSALE TITLE: UNIVERSAL STRUCTURAL NODE
CAMPO DI APPLICAZIONE DELL’INVENZIONE FIELD OF APPLICATION OF THE INVENTION
Il presente trovato si inserisce nel campo dei sistemi per il collegamento di tralicci, aste ecc… The present invention is part of the field of systems for connecting trusses, rods, etc.
La caratteristica principale dell’elemento di connessione in oggetto, detto anche “nodo strutturale universale†, à ̈ quella di avere un certo numero di innesti (maggiore di 2) dove verranno saldate, incollate o avvitate le aste, aventi orientamento relativo variabile in modo tale da coincidere con quello delle aste della struttura. The main feature of the connection element in question, also called `` universal structural joint '', is that of having a certain number of couplings (greater than 2) where the rods will be welded, glued or screwed, having variable relative orientation in such a way as to coincide with that of the rods of the structure.
In aggiunta il trovato risolve i problemi di ingegnerizzazione, quali la fattibilità e il rispetto dei vincoli di ingombro, peso e costo. In addition, the invention solves engineering problems, such as feasibility and compliance with the constraints of size, weight and cost.
Il trovato può essere usato per assemblare qualsiasi struttura reticolare come ad esempio ponteggi edili, gazebi, basamenti per macchine industriali ecc… The invention can be used to assemble any reticular structure such as building scaffolding, gazebos, bases for industrial machines, etc.
STATO DELL’ARTE STATE OF THE ART
Il documento WO2012153698 descrive un giunto strutturale, collegante una pluralità di elementi mobili a un elemento sferico. WO2012153698 discloses a structural joint, connecting a plurality of movable elements to a spherical element.
Il documento CZ24017 riguarda la costruzione di strutture reticolari in legno. Document CZ24017 concerns the construction of wooden lattice structures.
Per entrambi i suddetti documenti si lamenta il fatto che l’orientamento relativo dei punti di attacco non à ̈ completamente indipendente. For both of these documents it is complained that the relative orientation of the attachment points is not completely independent.
Il documento US2010326004 riguarda strutture reticolari ripiegabili e non strutture reticolari fisse come nel caso della presente richiesta. Document US2010326004 relates to foldable reticular structures and not fixed reticular structures as in the case of the present request.
Sono altresì noti giunti rigidi e metodi di costruzione modulare di strutture reticolari con orientamento relativo rigido, fissatori ossei, protesi d’anca e giunzioni tra sole due aste o tronchi di tubazione. Rigid joints and methods of modular construction of reticular structures with rigid relative orientation, bone fixators, hip prostheses and joints between only two rods or pipe sections are also known.
ESPOSIZIONE E VANTAGGI DEL TROVATO EXPOSURE AND ADVANTAGES OF THE FOUND
Scopo del presente trovato à ̈ quello di ovviare ai sopra lamentati inconvenienti mettendo a disposizione della tecnica un elemento di connessione, in gergo tecnico un nodo strutturale, in grado di connettere una molteplicità di aste aventi tra loro un orientamento relativo variabile a piacere entro un certo campo. The purpose of the present invention is to obviate the aforementioned drawbacks by providing the art with a connection element, in technical jargon a structural node, capable of connecting a multiplicity of rods having a relative orientation between them which can vary as desired within a certain field.
I vantaggi conseguiti dal noto universale in oggetto sono: The advantages achieved by the known universal in question are:
- Semplicità di costruzione industriale (vantaggiosa ingegnerizzazione); - Simplicity of industrial construction (advantageous engineering);
- Rapidità e praticità nel montaggio; - Quick and practical assembly;
- Possibilità di preconfigurazione dei punti di attacco, tramite collegamento di tipo filettato, saldato o incollato, a seconda della tecnologia di unione; - Possibility of preconfiguration of the attachment points, by means of a threaded, welded or glued connection, depending on the joining technology;
- Universalità : il nodo si adatta a diverse condizioni, per potersi adeguare di volta in volta alle differenti configurazioni dei punti di giunzione; - Universal: the node adapts to different conditions, to be able to adapt from time to time to the different configurations of the junction points;
Detti scopi e vantaggi sono tutti raggiunti dal nodo strutturale universale, oggetto del presente trovato, che si caratterizza per quanto previsto nelle sotto riportate rivendicazioni. Said objects and advantages are all achieved by the universal structural node, object of the present invention, which is characterized by what is provided for in the appended claims.
BREVE DESCRIZIONE DELLE FIGURE BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
Questa ed altre caratteristiche risulteranno maggiormente evidenziate dalla descrizione seguente di alcune forme di realizzazione illustrate, a puro titolo esemplificativo e non limitativo nelle unite tavole di disegno. This and other characteristics will become more evident from the following description of some embodiments illustrated, purely by way of non-limiting example in the accompanying drawing tables.
- Figura 1: illustra una prima forma di realizzazione dell’elemento di connessione in oggetto, in vista prospettica; - Figure 1: illustrates a first embodiment of the connection element in question, in perspective view;
- Figura 2: illustra una vista esplosa degli elementi che compongono il nodo strutturale di cui alla figura 1; - Figure 2: illustrates an exploded view of the elements that make up the structural node of Figure 1;
- Figura 3: illustra una seconda forma di realizzazione dell’elemento di connessione in oggetto, in vista prospettica; - Figure 3: illustrates a second embodiment of the connection element in question, in perspective view;
- Figura 4: illustra una vista esplosa degli elementi che compongono il nodo strutturale di cui alla figura 3; - Figure 4: illustrates an exploded view of the elements that make up the structural node of Figure 3;
- Figura 5: illustra una vista laterale dei componenti di cui alla figura 4; - Figure 5: illustrates a side view of the components of Figure 4;
- Figura 6, 7 e 8 : illustrano una terza variante di realizzazione del trovato. - Figures 6, 7 and 8: illustrate a third variant embodiment of the invention.
PRIMO ESEMPIO DI REALIZZAZIONE FIRST EXAMPLE OF REALIZATION
Nella figura 1 Ã ̈ rappresentato nel suo complesso la prima soluzione di nodo strutturale universale, indicato genericamente con il riferimento 10. Figure 1 shows as a whole the first solution of a universal structural node, generically indicated with reference 10.
Questa soluzione di nodo strutturale permette una rotazione degli innesti di circa 23° in qualsiasi direzione. This structural node solution allows a rotation of the couplings of about 23 ° in any direction.
Con particolare riferimento alla figura 2 si osserva l’esploso della prima soluzione qui descritta. With particular reference to Figure 2, an exploded view of the first solution described here is observed.
La struttura 10 comprende un guscio 1, una pluralità di testine 2, un corpo 3 interno, una ghiera 4 di bloccaggio, su almeno una delle estremità del guscio 1. The structure 10 comprises a shell 1, a plurality of heads 2, an internal body 3, a locking ring 4, on at least one of the ends of the shell 1.
Il guscio 1 Ã ̈ un cilindro cavo, lungo il quale sono ricavate delle sedi 5 semisferiche entro le quali troveranno alloggiamento le corrispondenti sfere 2C delle testine 2. The shell 1 is a hollow cylinder, along which some hemispherical seats 5 are obtained, within which the corresponding spheres 2C of the heads 2 will be housed.
Nell’esempio si fa riferimento a un guscio con nove sedi semisferiche, di cui 8 posizionate sulla faccia 1B laterale del guscio e su quella frontale; tuttavia, senza uscire dall’ambito di protezione richiesto il loro numero à ̈ variabile a seconda delle esigenze. In the example, reference is made to a shell with nine hemispherical seats, of which 8 are positioned on the side face 1B of the shell and on the front face; however, without going out of the required protection scope, their number varies according to needs.
Almeno una estremità interna 1C del guscio 1 à ̈ filettata, per permettere la chiusura per avvitamento della corrispondente ghiera 4 di serraggio dei componenti. At least one internal end 1C of the shell 1 is threaded, to allow the closing by screwing of the corresponding ring nut 4 for tightening the components.
Ciascuna testina 2 à ̈ formata da un gambo 2B, per il fissaggio a un tubo del telaio/struttura, e da uno snodo 2C sferico che ruoterà nella sede 5 dove verrà montata. Each head 2 is made up of a stem 2B, for fixing to a tube of the frame / structure, and of a spherical joint 2C which will rotate in the seat 5 where it will be mounted.
E’ altresì presente un corpo 3, cilindrico e concentrico al guscio, avente la funzione di bloccare le testine 2. There is also a body 3, cylindrical and concentric to the shell, with the function of locking the heads 2.
Sul corpo 3 sono ricavate una serie di piste o guide 6. A series of tracks or guides 6 are obtained on the body 3.
Ciascuna pista/guida 6 Ã ̈ semisferica e dello stesso diametro dello snodo 2C sferico della testina 2. Each track / guide 6 is hemispherical and of the same diameter as the spherical joint 2C of the head 2.
Le piste 6, in detta configurazione, si estendono longitudinalmente per tutta la porzione 3b, cilindrica ed esterna, del corpo 3: in tal modo à ̈ consentito un agevole montaggio dell’assieme. The tracks 6, in said configuration, extend longitudinally for the whole cylindrical and external portion 3b of the body 3: in this way an easy assembly of the assembly is allowed.
Preferibilmente, ma non esclusivamente, le piste 6 sono disposte a 90° tra loro e lo stesso per le sedi semisferiche del guscio. Preferably, but not exclusively, the tracks 6 are arranged at 90 ° to each other and the same for the hemispherical seats of the shell.
Una volta montato il corpo 3 entro il guscio, le piste 6 e le sedi 5 creano una sfera cava dello stesso diametro della sfera o snodo 2C; in tal configurazione la testina à ̈ libera di ruotare. Once the body 3 has been mounted inside the shell, the tracks 6 and the seats 5 create a hollow ball of the same diameter as the ball or joint 2C; in this configuration the head is free to rotate.
Il corpo 3 reca una semisfera cava anche sulla faccia frontale per permettere il montaggio della testina frontale. The body 3 also has a hollow hemisphere on the front face to allow the mounting of the front head.
Sulla faccia opposta invece à ̈ presente un prigioniero di fissaggio al telaio. On the opposite side, on the other hand, there is a stud fastening to the frame.
La ghiera 4 viene avvitata sul guscio e serve a bloccare il corpo 3. The ring nut 4 is screwed onto the shell and serves to lock the body 3.
Questa prima soluzione di nodo strutturale presenta un elevato numero di innesti, nell’esempio nove, con un angolo di inclinazione delle testine orientativamente di 23°. This first structural node solution has a high number of grafts, in the example nine, with an inclination angle of the heads of approximately 23 °.
La facilità di assemblaggio dei suoi componenti e la resistenza a medi e grandi carichi sono caratteristiche atte a conferire un efficace grado di adattabilità e di qualità . The ease of assembly of its components and the resistance to medium and large loads are characteristics capable of conferring an effective degree of adaptability and quality.
SECONDO ESEMPIO DI REALIZZAZIONE SECOND EXAMPLE OF REALIZATION
La seconda soluzione di nodo strutturale à ̈ illustrata nelle figure 3, 4 e 5. The second structural node solution is illustrated in Figures 3, 4 and 5.
Essa à ̈ una ottimizzazione della soluzione in precedenza descritta. It is an optimization of the previously described solution.
Il nodo strutturale à ̈ ora indicato nel so complesso con il riferimento 20. The structural node is now indicated as a whole with reference 20.
Rispetto al nodo 10, l’elemento di connessione 20 presenta un ulteriore grado di libertà : oltre alla rotazione degli innesti di 23° à ̈ possibile anche ruotare, secondo il relativo asse, un secondo semiguscio così da avere maggior adattabilità del nodo nel collegare le aste del telaio. Compared to node 10, the connection element 20 has a further degree of freedom: in addition to the rotation of the couplings by 23 °, it is also possible to rotate, according to the relative axis, a second half-shell so as to have greater adaptability of the node in the connect the frame rods.
Infatti, il guscio esterno si compone di due parti assemblabili tra loro, così come il corpo interno. In fact, the outer shell is made up of two parts that can be assembled together, as well as the inner body.
Con 21 si identificano i due semigusci esterni, mentre con 23 i due semi corpi interni. The two external half-shells are identified with 21, while the two internal half-bodies are identified with 23.
Uno dei semigusci 21 comprende una gola 27 mentre l’altro reca un anello 28 con fori per l’inserimento di viti 29 di bloccaggio. One of the half-shells 21 comprises a groove 27 while the other carries a ring 28 with holes for the insertion of locking screws 29.
Entrambi i semigusci presentano sedi 25 semisferiche per le testine 22. Both half-shells have hemispherical seats 25 for the heads 22.
Prima del bloccaggio i due semigusci possono ruotare reciprocamente, sfalsando le testine così da portarle nella posizione desiderata. Before locking, the two half-shells can rotate reciprocally, staggering the heads so as to bring them to the desired position.
Il semicorpi 23 interno sono dello stesso tipo di quello indicato nell’esempio precedente; si osserva la presenza su ciascuno delle piste 26 semisferiche, il prigioniero di fissaggio e la semisfera cava frontale; ciò che cambia à ̈ la lunghezza oltre ché la presenza di un sistema di accoppiamento e/o avvitamento tra i due semicorpi 23. The internal half-bodies 23 are of the same type as that indicated in the previous example; the presence on each of the hemispherical tracks 26 is observed, the fixing stud and the front hollow hemisphere; what changes is the length as well as the presence of a coupling and / or screwing system between the two half-bodies 23.
La sequenza montaggio dei componenti di questa soluzione prevede: The assembly sequence of the components of this solution includes:
- Di inserire le testine nell’apposite sedi del semiguscio, - Inserire uno dei corpi interni facendo coincidere le piste con la sfera delle testine, - To insert the heads in the appropriate seats of the half-shell, - Insert one of the internal bodies making the tracks coincide with the ball of the heads,
- Montare il semiguscio inferiore su quello superiore avvitando, senza bloccare, le viti esagonali (le viti verranno bloccate quando si montano le aste del telaio, questo per permettere la rotazione del guscio superiore) - Mount the lower half-shell on the upper one by tightening the hexagonal screws without locking (the screws will be locked when mounting the frame rods, this to allow the upper shell to rotate)
- Inserire le ulteriori testine nell’apposite sedi del guscio inferiore - Insert the additional heads in the appropriate seats in the lower shell
- Inserire il secondo corpo interno facendo coincidere le piste con la sfera delle testine, - Insert the second internal body making the tracks coincide with the ball of the heads,
- avvitare la ghiera sul guscio inferiore senza bloccarla (essa verrà bloccata quando si montano le aste del telaio, questo per consentire la rotazione del guscio superiore). - screw the ring nut onto the lower shell without locking it (it will be locked when the frame rods are mounted, to allow the upper shell to rotate).
Anche questa seconda soluzione di nodo strutturale presenta un numero di innesti pari a nove (a titolo di esempio: il numero potrà cambiare) e un angolo di inclinazione delle testine orientativamente di 23° col medesimo vantaggio di avere una facilità di assemblaggio dei componenti e una resistenza a medi e grandi carichi. Also this second solution of structural node has a number of grafts equal to nine (by way of example: the number may change) and an inclination angle of the heads of approximately 23 ° with the same advantage of having an easy assembly of the components and a resistance to medium and large loads.
La suddivisione del guscio e del corpo in due parti e la rotazione del guscio superiore produce un ulteriore grado di libertà che permette alla realizzazione descritta di essere maggiormente adattabile e universale. The subdivision of the shell and the body into two parts and the rotation of the upper shell produces a further degree of freedom which allows the described realization to be more adaptable and universal.
Per fissare le aste del telaio, basterà montare il prigioniero di fissaggio ad un tubo e poi orientando gli innesti a seconda delle esigenze si collegano altre aste del telaio al guscio inferiore, si ruota a seconda delle esigenze il guscio superiore collegando le restanti aste e poi si bloccano le viti esagonali e la ghiera. To fix the frame rods, it will be sufficient to mount the fixing stud to a tube and then by orienting the couplings according to the needs, other frame rods are connected to the lower shell, the upper shell is rotated according to the needs by connecting the remaining rods and then the hex screws and the ring nut are locked.
TERZO ESEMPIO DI REALIZZAZIONE THIRD EXAMPLE OF REALIZATION
Il terzo esempio di realizzazione, illustrato nelle tavole di figura 6 e 7, riproduce la medesima caratteristica dei precedenti due elementi descritti, vale a dire la predisposizione di una pista/guida per la relativa testina. The third example of embodiment, illustrated in the tables of figures 6 and 7, reproduces the same characteristic of the previous two elements described, namely the provision of a track / guide for the relative head.
Mentre nei primi esempi la pista era lineare (e disposta secondo l’asse di un corpo cilindrico) ora la pista à ̈ anulare, ricavata su un corpo discoidale. While in the first examples the track was linear (and arranged according to the axis of a cylindrical body), now the track is annular, obtained on a discoidal body.
L’insieme à ̈ ora indicato con il riferimento 30. The whole is now indicated with the reference 30.
Lo snodo sferico 32C di ciascuna testina 32 viene mantenuto in sede grazie all’ausilio di almeno una coppia di corpi 31, 33, 35 discoidali, nel seguito denominate ralle, recanti sulle facce contrapposte una pista o guida anulare semisferica, riferimento 36; due corrispondenti piste formeranno la sede della testina. The spherical joint 32C of each head 32 is kept in place thanks to the help of at least one pair of disc-shaped bodies 31, 33, 35, hereinafter referred to as washers, bearing on the opposite faces a race or hemispherical annular guide, reference 36; two corresponding tracks will form the seat of the head.
Con 34 si illustrano una pluralità di mezzi di fissaggio aventi la funzione di trattenere assieme le ralle 31, 33, 35 e quindi compattare l’insieme. Reference 34 illustrates a plurality of fastening means having the function of holding the washers 31, 33, 35 together and therefore compacting the whole.
La ralla centrale, 33, reca due sedi semiscferiche disposte su opposte facce del corpo discoidale, ciascuna delle quali si troverà rivolta verso la corrispondente pista o sede delle ralle di estremità , vale a dire il corpo inferiore 31 o superiore 35. The central fifth wheel, 33, has two hemispherical seats arranged on opposite faces of the disc-shaped body, each of which will face the corresponding track or seat of the end washers, that is to say the lower body 31 or the upper body 35.
Una volta assemblato, le ralle 31, 33, 35 bloccheranno gli snodi sferici delle testine mediante i mezzi di bloccaggio descritti. Once assembled, the washers 31, 33, 35 will lock the ball joints of the heads by means of the locking means described.
Preferibilmente la ralla inferiore reca corrispondenti fori ciechi filettati per avvitare i mezzi di fissaggio. Preferably, the lower fifth wheel has corresponding threaded blind holes for screwing the fastening means.
Si descrive ora la sequenza montaggio. The assembly sequence is now described.
Dapprima si inseriscono le testine nelle piste della ralla inferiore dopodiché si posiziona la ralla centrale e sulla pista libera di quest’ultima ulteriori testine nella posizione desiderata. First the heads are inserted in the tracks of the lower fifth wheel, after which the central fifth wheel is positioned and on the free track of the latter further heads in the desired position.
Si posiziona quindi la ralla superiore e infine si avvita il tutto mediante viti. The upper fifth wheel is then positioned and finally everything is screwed with screws.
Questa soluzione di nodo strutturale presenta un numero di innesti massimo pari a 10, con un angolo di inclinazione delle testine di 30° circa in tutte le direzioni. This structural node solution has a maximum number of couplings equal to 10, with an inclination angle of the heads of approximately 30 ° in all directions.
Il numero di testine à ̈ variabile, a seconda delle esigenze. La disposizione delle piste, non lineari come negli esempio precedenti bensì circolari ovvero ad anello, produce un elemento più compatto e dai pesi ridotti. The number of heads is variable, according to the needs. The arrangement of the tracks, not linear as in the previous examples but circular or ring, produces a more compact element with reduced weights.
Le operazioni di assemblaggio dei componenti della soluzione sono altresì semplici e rapide. The assembly operations of the components of the solution are also simple and fast.
In aggiunta si evidenzia la facilità di realizzazione in quanto può essere realizzata mediante lavorazioni CNC anziché per fusione e stampaggio. In addition, the ease of implementation is highlighted as it can be achieved by CNC machining instead of casting and molding.
Claims (10)
Priority Applications (1)
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| IT000019A ITPR20130019A1 (en) | 2013-03-19 | 2013-03-19 | UNIVERSAL STRUCTURAL NODE |
Applications Claiming Priority (1)
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| IT000019A ITPR20130019A1 (en) | 2013-03-19 | 2013-03-19 | UNIVERSAL STRUCTURAL NODE |
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| ITPR20130019A1 true ITPR20130019A1 (en) | 2014-09-20 |
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Country Status (1)
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2013
- 2013-03-19 IT IT000019A patent/ITPR20130019A1/en unknown
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