ITRM960550A1

ITRM960550A1 - Dispositivo di isolamento delle vibrazioni

Info

Publication number: ITRM960550A1
Application number: IT96RM000550A
Authority: IT
Inventors: Tsukasa Kishizono; Ikuo Shimoda; William Henry Robinson
Original assignee: Oiles Industry Co Ltd
Priority date: 1995-08-04
Filing date: 1996-07-31
Publication date: 1998-01-31
Also published as: US5761856A; ITRM960550A0; CN1158155A; IT1284199B1; MY115738A; KR970705712A; NZ313289A; KR100316196B1; WO1997006372A1; CN1080850C

Description

Descrizione dell'invenzione avente per titolo:

"DISPOSITIVO DI ISOLAMENTO DELLE VIBRAZIONI"

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce a un dispositivo che é disposto tra due strutture in modo da ridurre le accelerazioni di vibrazione della struttura, ammortizzando le vibrazioni relative orizzontali tra le due strutture, e più in particolare l'invenzione si riferisce a un dispositivo di isolamento delle vibrazioni per ridurre le accelerazioni generate da un terremoto, ammortizzando l'energia sismica e impedendo danni alla struttura, ad esempio un edificio, un ponte o simili; l'invenzione si riferisce anche a un sistema di isolamento delle vibrazioni che utilizza almeno uno di questi dispositivi di isolamento delle vibrazioni .

Un dispositivo di assorbimento di energia vibrazionale, é già noto ed é descritto ad esempio nella domanda di brevetto giapponese con numero di pubblicazione 17984/1986, e questo dispositivo di assorbimento di energia vibrazionale viene fissato tra due strutture e presenta un elemento di piombo che subisce una deformazione plastica nel momento in cui una forza di taglio é applicata ad esso. L'elemento di piombo di questo dispositivo di assorbimento di energia vibrazionale é in grado di assorbire in modo soddisfacente l'energia vibrazionale durante la sua deformazione plastica, senza provocare crepe o simili.

Dopo la deformazione, tuttavia, l'elemento di piombo di questo dispositivo di assorbimento di energia vibrazionale, non restituisce l'energia assorbita alla struttura, a differenza di quanto avviene per una normale molla, e mantiene il suo stato deformato, per cui risulta difficile far tornare la struttura alla sua posizione iniziale.

In un corpo elastico che serve da dispositivo di isolamento delle vibrazioni, sono previste delle piastre elastiche che costituiscono strati di materiale elastico, ad esempio gomma o simili, e inoltre delle piastre metalliche, che costituiscono strati di materiale rigido, i primi e i secondi strati essendo interposti e sovrapposti, e questi elementi sono uniti e fissati assieme mediante vulcanizzazione o simili, in modo da ridurre le accelerazioni iniziali "ossia di input" del terremoto proteggendo la struttura da danni provocati dalla forza del sisma .

Tuttavia, un tale corpo elastico presenta una ridotta capacità di assorbimento dell'energia vibrazionale, e dal punto di vista dell'ingegneria dei sismi e dell'ingegneria delle vibrazioni, esistono diversi problemi pratici, e cioè, se il corpo elastico viene utilizzato da solo come dispositivo di isolamento delle vibrazioni, è necessario un lungo periodo rispetto al caso del solo elemento di piombo sopra descritto, sino a quando le vibrazioni della struttura soggetta alle vibrazioni sismiche, diminuiscono d'ampiezza .

Quindi, nella pubblicazione menzionata sopra é stato anche proposto un dispositivo di isolamento delle vibrazioni che comprende un corpo elastico e un elemento di piombo cilindrico disposto all'interno del corpo elastico, in modo tale che il dispositivo é in grado di assorbire l'energia vibrazionale durante la deformazione plastica dell'elemento di piombo ed é in grado di ridurre l'accelerazione iniziale "ossia di input" provocata dal terremoto, ristabilendo le condizioni iniziali del corpo elastico.

Un dispositivo di isolamento delle vibrazioni 5 mostrato nelle Figg. 1 e 2, comprende un corpo elastico di forma anulare 3 nel quale le piastre elastiche 1 che formano strati di materiale elastico, ad esempio gomma o simili, sono sovrapposte ed interposte alternativamente a delle piastre rigide anulari 2 che formano strati in materiale rigido, e dette piastre vengono fissate una all'altra,· il dispositivo comprende inoltre un elemento di piombo cilindrico 4 che é disposto in una cavità 12 definita dalla superficie periferica interna cilindrica 9 del corpo elastico 3, e piastre a flangia 18 e 19 che sono rispettivamente fissate alla superficie inferiore e alla superficie superiore del corpo elastico 3 per mezzo di bulloni o simili, e queste piastre a flangia sono a contatto rispettivamente con la superficie inferiore e la superficie superiore dell'elemento di piombo cilindrico 4. Il dispositivo di isolamento delle vibrazioni 5 viene utilizzato in una condizione in cui il lato della piastra a flangia 18 é fissato a una struttura, ad esempio una base, mentre l'altra struttura, ad esempio un edificio, é sostenuta sul lato della piastra a flangia 19, in modo da trasmettere un carico normale X da detto edificio o simili, per mezzo della piastra a flangia In questo dispositivo di isolamento delle vibrazioni 5, a meno che l'elemento cilindrico di piombo 4 non venga disposto nella porzione cava 12 e non sia trattenuto senza un gioco dal corpo elastico 3, allora, nel caso in cui una forza laterale (forza orizzontale) F provocata da un terremoto agisce sul dispositivo, si forma una intercapedine tra la superficie periferica interna 9 del corpo elastico 3 e la superficie periferica esterna cilindrica dello elemento di piombo cilindrico 4 a contatto con essa. Di conseguenza, la relazione esistente tra la forza orizzontale F e lo spostamento laterale (spostamento orizzontale) presenta una caratteristica instabile come quella mostrata dalla curva di isteresi 21 in Fig. 5.

Quindi, non si può ottenere un effetto notevole con l'elemento cilindrico di piombo 4, e ciò rende difficile anche l'ottenimento dell'effetto di isolamento delle vibrazioni desiderato. Ora, se l'elemento di piombo cilindrico 4 viene trattenuto dal corpo elastico 3 con una forza maggiore di quella necessaria, gli strati di materiale elastico del corpo elastico 3 vengono compressi in modo eccessivo durante la deformazione plastica dell'elemento cilindrico di piombo 4 e l'azione della forza laterale F dovuta al terremoto. Ciò ha anche come conseguenza un deterioramento precoce degli strati di materiale elastico che compongono il corpo elastico 3, per cui si avrà un problema di durata del dispositivo. Inoltre, esiste un limite alla quantità di piombo inserita a pressione nella porzione cava 12 del corpo elastico 3, e che costituisce l'elemento di piombo cilindrico 4, ed é difficile inserire a pressione il piombo in quantità fissa o superiore all'interno della cavità 12 del corpo elastico 3. Se l'inserimento a pressione viene effettuato con troppa forza, esiste il rischio che il corpo elastico 3 si danneggi.

Nel dispositivo di isolamento delle vibrazioni 5 mostrato nelle Figg. 1 e 2, se avviene uno spostamento laterale ripetuto provocato da diversi sismi, le porzioni periferiche delle superfici superiori e inferiori dell'elemento di piombo cilindrico 4, vengono arrotondate. Di conseguenza, esiste la possibilità che si formino intercapedini anulari tra le porzioni periferiche e il corpo elastico 3.

Inoltre, la relazione esistente tra la forza laterale F e lo spostamento laterale nel caso in cui la forza laterale F agisce sul dispositivo di isolamento delle vibrazioni 5 sopra descritto, durante un terremoto, conduce alla curva di isteresi, simile a quella mostrata in Fig. 3, nel caso in cui la rigidità diagonale Ker e la rigidità laterale (orizzontale) Kr del corpo elastico 3 sono approssimativamente equivalenti, cioè, nel caso in cui il carico di snervamento al taglio Qd basato sul carico di snervamento al taglio Au dell'elemento di piombo cilindrico 4 trattenuto dal corpo elastico 3 senza gioco, diviene piccolo (nel caso in cui la curva di isteresi é espressa da una curva caratteristica bilìneare, il valore caratteristico Qd e il carico di snervamento al taglio Au vengono scelti in modo da soffisfare la relazione Qd = 0.8Au durante il progetto, per convenienza; nella presente invenzione il valore caratteristico Qd verrà sempre denominato carico di snervamento al taglio). Nel caso in cui la rigidità diagonale Ker supera la rigidità Kr, cioè se il carico di snervamento al taglio Qd dell'elemento di piombo cilindrico 4 trattenuto dal corpo elastico 3, senza giochi, diviene grande, allora la relazione suddetta conduce a una curva di isteresi come quella mostrata in Fig. 4. In questo caso, il carico di snervamento al taglio Qd è espresso dalla seguente formula (1):

Nella formula (1), ap é l'area del piano della forza di taglio dell'elemento di piombo cilindrico 4 (nella presente invenzione, ap definisce l'area della sezione dell'elemento di piombo cilindrico 4 circondato dai bordi interni degli strati di materiale rigido), e corrisponde all'area del piano di taglio dell'elemento di piombo cilindrico 4 rispetto alla forza laterale F applicata al dispositivo di isolamento delle vibrazioni 5;6pd costituisce la tensione di snervamento al taglio (qui di seguito chiamata tensione di snervamento al taglio di progetto) dell'elemento di piombo cilindrico 4, preso singolarmente, mentre esso non é trattenuto dal corpo elastico 3 senza gioco, e nel caso di piombo puro (con un grado di purezza del 99,9% o superiore), e

secondo i valori di progetto é pari a 85 kg/cm<2 >nel. caso di vibrazioni di 0.5 Hz e un'ampiezza della deformazione del 50% o oltre.

Nel dispositivo di isolamento delle vibrazioni 5 che presenta la curva di isteresi mostrata in Fig . 3, in caso di terremoto, anche se l'effetto di isolamento delle vibrazioni di questo dispositivo é eccellente, lo spostamento relativo tra la struttura disposta sul dispositivo e la base é grande, le scosse secondarie che seguono il sisma continuano per un periodo di tempo relativamente lungo, ed esiste il rischio di risonanza nel caso di vibrazioni sismiche aventi componenti con un periodo lungo. Inoltre, in caso di vento forte come un tifone, si possono verificare delle situazioni in cui la struttura viene scossa in modo notevole. Ora, il periodo della vibrazione dinamica naturale, basandosi sul dispositivo 5 di isolamento delle vibrazioni, é dato dalla rigidità diagonale Ker mostrata nelle Figg. 3 e 4. Tuttavia, nel dispositivo di isolamento delle vibrazioni 5 avente la curva di isteresi mostrata in Fig. 4, anche se la rigidità Kr é relativamente piccola, nel caso in cui la rigidità diagonale Ker é grande, il carico di snervamento al taglio Qd dell'elemento cilindrico di piombo 4 diviene grande, e diventa difficile ottenere un periodo lungo, sufficiente per dimostrare lo effetto di isolamento delle vibrazioni. Quindi, lo effetto di isolamento delle vibrazioni peggiora. Inoltre, una condizione essenziale per garantire il carico di snervamento al taglio Qd dell’elemento cilindrico di piombo 4 secondo la formula (1) é che durante e dopo le deformazioni periodiche di taglio, l'elemento cilindrico di piombo 4 venga trattenuto senza gioco, dagli strati di materiale elastico e dagli strati di materiale rigido che compongono il corpo elastico.

La presente invenzione é stata realizzata tenendo in considerazione i precedenti aspetti del problema e uno scopo della presente invenzione é quello di mettere a disposizione un dispositivo di isolamento delle vibrazioni con una caratteristica stabile di isolamento delle vibrazioni, come risultato del fatto che l'elemento di piombo cilindrico é disposto nella cavità del corpo elastico senza creare un gioco, detto dispositivo essendo tale da evitare la fatica e danni degli strati di materiale che formano il corpo elastico, e dell'elemento cilindrico di piombo, così da risultare di durata eccellente, con un effetto dell'isolamento delle vibrazioni anch'esso eccellente e con un'ottima resa di produzione. Un altro scopo della presente invenzione é quello di mettere a disposizione un dispositivo di isolamento delle vibrazioni in cui, soffermandosi sulla relazione tra il carico di snervamento al taglio Qd e il carico di supporto W del corpo elastico che verrà descritto in seguito, il rapporto tra un'area ap del piano di taglio dell'elemento di piombo cilindrico e un'area Ar della superficie di carico del corpo elastico ottenuto da detta relazione, viene fissato in un determinato intervallo, in maniera tale che il dispositivo di isolamento delle vibrazioni é eccellente per quanto riguarda il suo effetto di isolamento delle vibrazioni, essendo possibile ridurre lo spostamento relativo tra la struttura e la base, ammortizzando scosse secondarie che seguono un terremoto avvenuto in un periodo precedente, riducendo le scosse laterali della struttura che poggia sul dispositivo anche nel caso di un vento forte come un tifone, ed ottenendo un periodo lungo sufficiente per la dimostrazione dell'effetto di isolamento delle vibrazioni, in modo da eliminare il rischio di risonanza durante le vibrazioni sismiche presentanti componenti di lungo periodo.

Un ulteriore scopo della presente invenzione é quello di mettere a disposizione un sistema di isolamento delle vibrazioni che utilizza almeno un dispositivo di isolamento delle vibrazioni descritto precedentemente .

Secondo la presente invenzione, i suddetti scopi vengono ottenuti per mezzo di un dispositivo di isolamento delle vibrazioni comprendente: un elemento di piombo a forma di colonna; un corpo elastico nel quale strati di materiali elastico e strati di materiale rigido sono sovrapposti e si alternano; e una cavità delimitata da almeno una superficie interna periferica del corpo elastico e nella quale l'elemento di piombo a forma di colonna é inserito a pressione, in cui gli strati di materiale rigido comprendono una coppia di piastre rigide spesse che sono disposte ai due lati o superfici terminali del corpo elastico, ed in cui una porzione di estremità dell'elemento di piombo a forma di colonna é inserita a pressione nella regione di un'estremità di detta cavità, la quale é definita dalla superficie periferica interna di una delle due piastre rigide spesse che formano la coppia, mentre l'altra estremità dell'elemento di piombo a forma di colonna é inserita a pressione nella regione dell'altra estremità di detta cavità, la quale é definita dalla superficie periferica interna della seconda piastra rigida spessa di detta coppia di piastre; il rapporto Vp/Ve tra il volume Vp dell'elemento di piombo a forma di colonna che viene disposto in detta cavità, e la capienza Ve di detta cavità, in una condizione nella quale l'elemento di piombo a forma di colonna non é inserito, e un carico viene applicato sul corpo elastico, essendo compreso tra 1.02 e 1.12.

Inoltre, secondo la presente invenzione, i suddetti scopi sono ottenuti utilizzando un dispositivo di isolamento delle vibrazioni comprendente: un corpo elastico nel quale degli strati di materiale elastico e degli strati di materiale rigido sono sovrapposti alternandosi tra loro; e almeno un elemento di piombo a forma di colonna che é disposto all'interno di detto corpo elastico passando attraverso di esso, in cui l'elemento a forma di colonna é trattenuto nella direzione tangenziale o di taglio per mezzo del corpo elastico senza formare giochi, cosicché il carico di snervamento al taglio Qd dell'elemento di piombo a forma di colonna diviene uguale al prodotto tra l'area ap del piano di taglio dell'elemento di piombo a forma di colonna e la tensione di snervamento al taglio di progetto pd dell'elemento di piombo a forma di colonna, dove il rapporto

tra l'area totale del piano di taglio dell'elemento di piombo a forma di colonna e l'area Ar della superficie di carico del corpo elastico, é compreso tra 0.01 a 0.12.

Inoltre, secondo la presente invenzione, i suddetti scopi sono ottenuti utilizzando un dispositivo di isolamento delle vibrazioni che comprende: almeno un elemento di piombo a forma di colonna; un corpo elastico nel quale strati di materiale elastico e strati di materiale rigido si alternano essendo sovrapposti uno all'altro e almeno una cavità che é delimitata da almeno una superficie interna periferica di detto corpo elastico e in cui l'elemento di piombo a forma di colonna é disposto con l'inserimento a pressione senza gioco, dove il rapporto tra l'area totale del piano di taglio dell'elemento a forma di colonna e l'area Ar della superficie di carico del corpo elastico, é compreso tra 0.01 sino a 0.12, e il rapporto Vp/Ve tra il volume Vp dell'elemento a forma di colonna di piombo disposto nella cavità e la capienza Ve della cavità nella condizione in cui l'elemento di piombo a forma di colonna non é inserito e un carico viene applicato al corpo elastico, é compreso tra 1.02 e 1.12.

Inoltre, nei due precedenti dispositivi di isolamento delle vibrazioni, é preferibile che gli strati di materiale rigido comprendano una coppia di piastre rigide spesse che sono disposte rispettivamente sui due lati o superiici terminali del corpo elastico, una estremità dell'elemento di piombo a forma di colonna essendo inserita a pressione nella regione della cavità che é delimitata dalla superficie periferica interna di una di dette piastre rigide spesse che forma detta coppia, l'altra estremità dell'elemento di piombo a forma di colonna essendo inserita a pressione nella regione in corrispondenza dell'altra estremità della cavità, che é delimitata dalla superficie periferica interna della seconda piastra rigida spessa che forma detta coppia.

La presente invenzione é stata realizzata sulla base della conoscenza che la durata, l'effetto di isolamento delle vibrazioni e la resa di produzione sono caratteristiche che divengono eccellenti nel caso di un dispositivo di isolamento delle vibrazioni che presenta una relazione fissa tra il volume Vp dell'elemento di piombo a forma di colonna che viene disposto nella cavità e la capienza Ve della cavità delimitata ossia definita dalla superficie periferica interna del corpo elastico, cioè la capienza della cavità prima dell'inserimento dell'elemento di piombo a forma di colonna, cioè prima dell'inserimento a pressione del piombo che costituisce l'elemento a forma di colonna e nella condizione in cui un carico viene applicato al corpo elastico (la cavità o porzione cava in questo caso verrà qui di seguito chiamata cavità ridotta).

Cioè, nel dispositivo di isolamento delle vibrazioni secondo la presente invenzione, il rapporto Vp/Ve tra il volume Vp dell'elemento di piombo a forma di colonna che viene disposto nella cavità, e la capienza Ve della cavità ridotta, é compreso tra 1.02 e 1.12. La capienza Ve della cavità ridotta aumenta o diminuisce in funzione del carico normale applicato al corpo elastico, cioè il peso della struttura sostenuta dal dispositivo di isolamento delle vibrazioni, ed é differente dalla capienza Ve della cavità nella condizione in cui l'elemento di piombo a forma di colonna è inserito, il quale elemento di piombo a forma di colonna ha un volume che é superiore a 1.00 volte la capienza Ve della cavità ridotta. Nel caso di un dispositivo di isolamento delle vibrazioni nel quale viene inserito un elemento di piombo a forma di colonna con un volume che supera in misura sufficiente 1.00 volte la capienza Ve della cavità ridotta, come nell'esempio mostrato in Fig. 6, in corrispondenza della superficie periferica 9 del corpo elastico 3 che definisce la cavità 12, l'elemento di piombo cilindrico 4 si deforma nella direzione delle piastre 1 in gomma o simili, che formano gli strati di materiale elastico del corpo elastico 3, realizzando così una superficie concava anulare 31 nella posizione di ciascuna piastra elastica 1 e formando una superficie anulare convessa 32 nella posizione di ciascuna piastra in metallo anulare 2 che costituisce ciascuno strato di materiale rigido.

Nel caso in cui l'elemento di piombo cilindrico 4 ha un volume inferiore a 1.00 volte (rapporto Vp/Ve = 1.00) la capienza Ve della cavità ridotta, é possibile che si formi una intercapedine tra la superficie periferica interna 9 del corpo elastico 3 e la superficie periferica esterna dell'elemento di piombo cilindrico 4 che si affaccia e che é a contatto contro tale superficie periferica interna 9. Di conseguenza, una intercapedine si forma immediatamente durante il funzionamento del dispositivo di isolamento delle vibrazioni 5, cioè quando una forza laterale F viene applicata ripetutamente al dispositivo di isolamento delle vibrazioni 5, in maniera tale che il dispositivo presenta una caratteristica di isolamento delle vibrazioni instabile, come quella mostrata dalla curva di isteresi 21. Si pensa che ciò sia dovuto al fatto che l'elemento di piombo cilindrico 4 non viene trattenuto dal corpo elastico 3, senza gioco, almeno nella direzione di taglio ossia tangenziale, per cui si avrà una deformazione diversa da una deformazione di taglio e l'elemento di piombo cilindrico 4 non presenterà la tensione di snervamento al taglio di progetto (normalmente il valore di progetto di 85 Kg/cm é ottenuto nel caso di piombo con una purezza del 99.9% o superiore). Nel caso in cui l'elemento di piombo cilindrico 4 ha un volume superiore a 1.12 volte (rapporto Vp/Ve = 1.12) la capienza Ve della cavità ridotta, e tale elemento di piombo viene inserito, allora l'elemento di piombo cilindrico 4 si deforma sostanzialmente nella direzione delle piastre elastiche 1, in modo che la superficie periferica interna 9 del corpo elastico 3 assume una forma troppo concava, come indicato dal numero di riferimento 41 in Fig. 6, e la tensione di taglio in prossimità di tale posizione della piastra elastica 1 diviene troppo grande rispetto alla piastra rigida 2. Nella condizione in cui tale tensione di taglio é eccessiva, si avrà un deterioramento accelerato della piastra elastica 1 e la durata diviene inferiore. Inoltre, si é trovato che é difficile inserire a pressione del piombo con un volume superiore a 1.12 volte la capienza Ve della cavità ridotta, per ottenere l'elemento di piombo cilindrico 4 disposto all'interno della cavità 12, durante la produzione del dispositivo di isolamento delle vibrazioni 5, poiché la pressione di inserimento deve essere necessariamente molto elevata, ed esiste il rischio di danni al corpo elastico 3 a causa di questa operazione di inserimento a pressione .

Come risulta dalle forme di esecuzione sopra descritte, nel caso in cui si richiede un funzionamento con elevata rigidità rispetto a un "input" di piccole vibrazioni e una bassa rigidità rispetto ad un "input" di grandi vibrazioni, cioè nel caso in cui si richieda la cosiddetta funzione di "scatto" o "impulso", e per far fronte in modo soddisfacente alle vibrazioni prodotte dal terremoto nel caso di grande ampiezza delle stesse, é preferibile che il rapporto Vp/Ve sia pari a 1.02 o superiore. Inoltre, se il rapporto Vp/Ve si trova nell'intervallo 1.02 sino a 1.07, si ottiene una caratteristica di produzione eccellente.

Nel dispositivo di isolamento delle vibrazioni 5 come quello mostrato nella Fig. 2, nel caso in cui si verifichino diversi terremoti, si potranno formare delle intercapedini anulari tra il corpo elastico 3 e le porzioni periferiche delle superfici superiore e inferiore dell'elemento di piombo cilindrico 4, in modo che la caratteristica di isolamento delle vibrazioni può divenire instabile, a causa delle intercapedini anulari, durante un lungo periodo di utilizzo. Nella presente invenzione, tuttavia, entrambe le porzioni di estremità dell'elemento di piombo a forma di colonna, sono rispettivamente inserite a pressione, all'interno delle due estremità della cavità o porzione cava, le quali estremità sono delimitate dalle superfici periferiche interne delle rispettive piastre spesse, così da impedire la formazione di intercapedini anulari e il deterioramento della caratteristica di isolamento delle vibrazioni .

Inoltre, nel dispositivo di isolamento delle vibrazioni nel quale l'elemento di piombo a forma di colonna é trattenuto dal corpo elastico senza formare un'intercapedine, cosicché il carico di snervamento al taglio Qd dell'elemento di piombo a forma di colonna diviene pari al prodotto dell'area Ap del piano di taglio dell'elemento di piombo a forma di colonna e la tensione di snervamento al taglio di progetto dell'elemento di piombo a forma di colonna, la caratteristica richiesta per il dispositivo può essere calcolata dal rapporto tra il carico di snervamento al taglio Qd dell'elemento di piombo a forma di colonna e il carico di supporto W del corpo elastico, rispetto alla struttura che poggia su questo corpo. Tenendo conto di questo fatto, la presente invenzione é stata realizzata sulla base della conoscenza che se il rapporto Qd/W tra il carico di snervamento al taglio Qd e il carico di supporto W é inferiore a 0.02, allora lo spostamento relativo tra la struttura e la base diviene grande, le onde sismiche secondarie del terremoto continuano per un periodo relativamente lungo, esiste il rischio di risonanza durante le vibrazioni prodotte dal terremoto aventi componenti col periodo lungo, ed esiste il rischio che la struttura sovrastante venga scossa in modo notevole in caso di vento forte come un tifone, mentre se il rapporto Qd/W supera lo 0.08, é difficile allungare il periodo, con il risultato che l'effetto di isolamento delle vibrazioni peggiora. Nel dispositivo di isolamento delle vibrazioni 5, il carico di snervamento al taglio Qd dell'elemento di piombo cilindrico 4, é dato dalla precedente formula (1), e il carico di supporto W del corpo elastico 3 é dato da

dove Ar è l'area della superficie di carico del corpo elastico 3, e corrisponde all'area che é sottoposta alla pressione e che fa parte del corpo elastico 3, su cui agisce il carico normale X applicato al dispositivo di isolamento delle vibrazioni 5, cioè il carico di supporto W; e P costituisce la tensione di compressione media del corpo elastico 3 rispetto al carico normale X applicato sul dispositivo di isolamento delle vibrazioni 5, e un valore di 60 kg/cm<2 >sino a 130 kg/cm circa, viene utilizzato normalmente per il progetto del dispositivo di isolamento delle vibrazioni.

Il rapporto Qd/W é espresso da

,

dove, nel caso si assuma che = 80 kg/cm<2>, e che P = 130 kg/cm<2>, il limite superiore del rapporto Qd/W, cioè il limite superiore di ap/Ar, è di circa 0.12, e se si assume che = 100 kg/cm<2, >e che P = 60 kg/cm<2>, il limite inferiore del rapporto Qd/W cioè il limite inferiore di ap/Ar è di circa 0.01. Il valore della tensione di snervamento al taglio di progetto sopra menzionato, vale nel caso di vibrazioni di 0.5 Hz e per un'ampiezza di deformazione del 50% o oltre.

Cioè, se il rapporto ap/Ar tra l'area ap del piano di taglio dell'elemento di piombo a forma di colonna e l'area Ar della superficie di carico del corpo elastico viene fissato nell'intervallo tra 0.01 e 0.12, l'effetto di isolamento della vibrazione é eccellente, lo spostamento relativo tra la struttura e la base può essere ridotto, le scosse laterali della struttura sovrastante possono essere ridotte anche in caso di vento forte, come un tifone, si può anche ottenere un lungo periodo e si può dire che il rischio di risonanza é eliminato anche nel caso di vibrazioni sismiche con componenti di periodo lungo. Si deve notare che, come risulterà apparente dalle forme di esecuzione di seguito descritte, si é osservato che se il rapporto ap/Ar viene fissato nell'intervallo tra 0.02 e 0.07, é possibile ottenere risultati più vantaggiosi, e nel caso in cui il rapporto ap/Ar viene fissato nell'intervallo tra 0.03 e 0.06, é possibile ottenere risultati ancora più vantaggiosi .

Lo stesso vale nel caso in cui una pluralità di elementi di piombo a forma di colonna vengono disposti in un unico corpo elastico.

Più in particolare, nella presente invenzione che comprende anche questo caso, il rapporto ap/Ar tra l'aria totale del piano di taglio dell'elemento di piombo a forma di colonna e l'area Ar della superficie di carico del corpo elastico, viene fissato nell'intervallo suddetto.

Inoltre, la presente invenzione é stata realizzata sulla base della conoscenza che se il volume Vp dell'elemento di piombo a forma di colonna sopra descritto e la capienza Ve della cavità ridotta, viene scelto in base alla relazione fissa sopra menzionata, allora l'elemento di piombo a forma di colonna viene trattenuto senza gioco tra lo strato di materiale elastico e gli strati di materiale rigido che costituiscono il corpo elastico, con il risultato che il carico di snervamento al taglio Qd dell'elemento di piombo a forma di colonna, che soddisfa la formula (l), può essere garantito ed é possibile mettere a disposizione un dispositivo di isolamento delle vibrazioni, il quale é particolarmente eccellente per quanto riguarda la durata, l'effetto di isolamento delle vibrazioni, la resa di produzione, e gli effetti sopra descritti.

Cioè, nel dispositivo di isolamento delle vibrazioni secondo la presente invenzione, oltre al suddetto rapporto delle aree, il rapporto Vp/Ve tra il volume Vp dell'elemento di piombo a forma di colonna inserito nella cavità e la capienza Ve della porzione cava ridotta, si trova nell'intervallo tra 1.02 e 1.12. Anche nel caso di questo dispositivo di isolamento delle vibrazioni, l'elemento di piombo a forma di colonna può deformarsi nella direzione di ciascuno strato di materiale elastico che costituisce il corpo elastico, in maniera tale che la superficie periferica interna del corpo elastico che definisce la cavità, forma una superficie concava nella posizione dello strato di materiale elastico, e una superficie convessa, nella posizione di ciascuno strato di materiale rigido. Nella presente invenzione, come materiale di ogni strato di materiale elastico, é possibile utilizzare gomma naturale, gomma di silicone, gomma a elevato potere ammortizzante, gomma di uretano, gomma di cloroprene o simili, anche se la gomma naturale é preferibile. Come spessore di ciascuno strato di materiale elastico, si può scegliere un intervallo da 1 mm sino a 30 mm circa, nello stato in cui non viene applicato un carico, anche se lo spessore non é limitato a tali valori. Inoltre, come materiale che costituisce lo strato di materiale rigido, é possibile menzionare, tra l'altro, piastre di acciaio, oppure piastre in resina composta rinforzata con fibre o piastre in ebanite rinforzate con fibre, in cui le fibre possono essere fibre di carbonio, fibre di vetro, fibre di aramide o simili, e per quanto riguarda il suo spessore, é preferibile scegliere un intervallo tra 10 mm e 50 mm circa, per ciascuna piastra rigida spessa, e un intervallo tra 1 mm e 6 mm circa, per altri strati, anche se lo spessore non é in particolare limitato a tali valori.

Inoltre, il numero di queste piastre utilizzate non é limitato in modo particolare. Il corpo elastico e l'elemento di piombo a forma di colonna sono preferibilmente costituiti da un corpo anulare e da un corpo cilindrico rispettivamente, oppure da corpi di altre forme, ad esempio un'ellisse o un quadrato. L'elemento di piombo a forma di colonna che é inserito e fatto passare attraverso il corpo elastico, può essere costituito da un unico esemplare. In alternativa, il dispositivo di isolamento delle vibrazioni può essere costruito in modo da comprendere una pluralità di cavità formate in un unico corpo elastico e una pluralità di elementi di piombo a forma di colonna, rispettivamente inseriti in detta pluralità di cavità ossia porzioni cave.

Gli elementi di piombo a forma di colonna all'interno di detta pluralità di porzioni cave non debbono essere disposti tutti nella stessa identica condizione riguardo al rapporto Vp/Ve, e possono essere rispettivamente disposti in differenti condizioni. Inoltre, anche se é preferibile che gli elementi di piombo a forma di colonna soddisfino la suddetta condizione riguardo al rapporto Vp/Ve, alcuni di questi elementi di piombo a forma di colonna possono essere inseriti in maniera tale da non soddisfare alla suddetta condizione riguardo al rapporto Vp/Ve. Inoltre, la presente invenzione é anche applicabile al caso di un sistema di isolamento di vibrazione nel quale almeno uno dei dispositivi di isolamento delle vibrazioni, preferibilmente una pluralità di dispositivi di isolamento delle vibrazioni, del tipo sopra descritto, é disposto tra una struttura e la base, in cui ciascun dispositivo di isolamento delle vibrazioni comprende: un corpo elastico nel quale strati di materiale elastico e strati di materiale rigido si alternano e sono sovrapposti un all'altro; e un elemento di piombo a forma di colonna disposto in almeno una di dette porzioni cave definite dalla superficie periferica interna del corpo elastico. In tale caso, é sufficiente che l'elemento di piombo a forma di colonna venga trattenuto dal corpo elastico senza gioco, in maniera tale che il carico di snervamento al taglio Qd dell'elemento di piombo a forma di colonna divenga uguale al prodotto dell'area ap del piano di taglio dell'elemento di piombo a forma di colonna, con la tensione di snervamento al taglio di progetto dell'elemento di piombo a forma di colonna, e inoltre sarà sufficiente che il rapporto tra l'area totale del piano di taglio dell'elemento di piombo a forma di colonna, e l'area totale della superficie di carico del corpo elastico, sia compreso nell'intervallo tra 0.01 a 0.12.

Inoltre, si potrà ottenere il suddetto vantaggio se il rapporto tra l'area totale del piano di taglio dell'elemento di piombo a forma di colonna e l'area totale della superficie di carico del corpo elastico, é compreso nell'intervallo da 0.01 a 0.12, e se il rapporto Vp/Ve tra il volume Vp dell'elemento di piombo a forma di colonna inserito nella cavità e la capienza Ve della cavità (cavità ridotta) nella condizione in cui l'elemento di piombo a forma di colonna non é inserito e un carico viene applicato a un corpo elastico, é compreso tra 1.02 e 1.12. Anche in questo sistema, se il rapporto viene fissato nell'intervallo tra 0.02 e 0.07, é possibile ottenere risultati più vantaggiosi, e se il rapporto viene fissato nell'intervallo da 0.03 a 0.06, é possibile ottenere risultati ancora più vantaggiosi. Se il rapporto Vp/Ve é compreso nell'intervallo da 1.02 a 1.07, é possibile ottenere una caratteristica vantaggiosa di produzione.

Inoltre, nel dispositivo di isolamento delle vibrazioni di questo sistema, in corrispondenza della superficie periferica interna del corpo elastico che definisce la porzione cava, l'elemento di piombo a forma di colonna si deforma nella direzione dello strato di materiale elastico che fa parte del corpo elastico, in maniera tale che viene a formarsi una superficie concava nella posizione di questo strato di materiale elastico, e le superfici convesse vengono formate nelle posizioni degli strati di materiale rigido. Con questo sistema, nel quale sono previsti diversi dispositivi di isolamento delle vibrazioni, non tutti i dispositivi di isolamento delle vibrazioni debbono essere predisposti in modo da soddisfare a una stessa condizione riguardo al rapporto Vp/Ve, e questi dispositivi possono essere anche predisposti in base a condizioni diverse. Inoltre, anche se é preferibile che i dispositivi di isolamento delle vibrazioni soddisfino la suddetta condizione riguardo al rapporto Vp/Ve, alcuni dei dispositivi di isolamento delle vibrazioni possono essere predisposti in modo da non soddisfare alla suddetta condizione riguardo al rapporto Vp/Ve.

In più, nel sistema sopra descritto nel quale almeno un dispositivo di isolamento delle vibrazioni munito dell'elemento di piombo a forma di colonna, é disposto tra la struttura e la base, é possibile che almeno un altro dispositivo di isolamento delle vibrazioni presenti un corpo elastico pieno che non presenta una cavità e nel quale strati di materiale elastico e strati di materiale rigido si alternano e sono disposti uno sopra l'altro, quest'ultimo dispositivo essendo anch'esso disposto tra la struttura e la base, assieme al dispositivo di isolamento delle vibrazioni che presenta l'elemento di piombo a forma di colonna.

In tale sistema, nel quale almeno un dispositivo di isolamento delle vibrazioni é munito di un elemento di piombo a forma di colonna, e almeno un dispositivo di isolamento delle vibrazioni non é munito di un elemento di piombo a forma di colonna ma costituisce un corpo elastico pieno, e tali dispositivi sono disposti tra la struttura e la base, ciascun dispositivo di isolamento delle vibrazioni é costruito in maniera tale che il rapporto soddisfa la condizione suddetta, facendo in modo che l'area totale della superficie di carico del corpo elastico comprenda quella della superficie di carico del corpo elastico pieno che forma il dispositivo di isolamento delle vibrazioni privo dell'elemento di piombo a forma di colonna.

Secondo la presente invenzione, poiché l'elemento di piombo a forma di colonna inserito nella cavità del corpo elastico, può essere trattenuto nel modo desiderato, é possibile prevedere un dispositivo di isolamento delle vibrazioni che rende possibile ottenere una caratteristica di isolamento delle vibrazioni stabile, con una funzione di "impulso", e che é atto a comportarsi in modo adeguato in caso di vibrazioni sismiche di grande ampiezza, detto dispositivo essendo atto ad evitare il deterioramento dello strato del materiale elastico del corpo elastico e dell'elemento di piombo a forma di colonna, ed essendo eccellente in particolare per quanto riguarda la sua durata, l'effetto di isolamento delle vibrazioni e la resa di produzione.

Inoltre, secondo la presente invenzione, poiché il rapporto tra l'area totale del piano di taglio dell'elemento di piombo a forma di colonna e l'area Ar della superficie di carico del corpo elastico, viene fissato in un determinato intervallo, é possibile ottenere un dispositivo di isolamento delle vibrazioni che é eccellente nell'effetto di isolamento delle vibrazioni, che rende possibile ridurre lo spostamento relativo tra la struttura e la base, e che é atto ad ammortizzare le scosse secondarie che seguono il sisma verificatosi in un periodo precedente, che riduce le scosse laterali della struttura sovrastante anche nel caso di vento forte come un tifone, e che ottiene un periodo sufficientemente lungo per dimostrare l'effetto di isolamento delle vibrazioni ed eliminare il rischio di risonanza delle vibrazioni sismiche con componenti di periodo lungo.

Qui di seguito, verrà data una descrizione della presente invenzione facendo riferimento a delle sue forme d'esecuzione mostrate nei disegni. Si deve notare che la presente invenzione non é limitata a queste forme di esecuzione.

Fig. 1 é una vista prospettica di un dispositivo di isolamento delle vibrazioni secondo la presente invenzione ;

Fig. 2 é una vista in sezione del dispositivo di isolamento delle vibrazioni mostrato in Fig. 1;

Fig. 3 é un diagramma per spiegare il funzionamento del dispositivo di isolamento delle vibrazioni;

Fig. 4 é una diagramma per spiegare il funzionamento del dispositivo di isolamento delle vibrazioni;

Fig. 5 é una diagramma per spiegare il funzionamento del dispositivo di isolamento delle vibrazioni;

Fig. 6 é una vista in sezione parziale e ingrandita del dispositivo di isolamento delle vibrazioni mostrato in Fig. 1;

Fig. 7 é una vista in sezione di una forma di realizzazione preferita della presente invenzione; Fig. 8 é un diagramma che mostra l'effetto prodotto dalla realizzazione mostrata in Fig. 7;

(Fig. 8: l'ascissa indica i valori del rapporto delle aree ap/Ar;

l'ordinata indica il rapporto di trasmissione di energia)

Fig. 9 é un diagramma che mostra l'effetto prodotto dalla realizzazione mostrata in Fig. 7;

Fig. 10 é un diagramma che mostra l'effetto prodotto dalla realizzazione mostrata in Fig. 7;

Fig. 11 é un diagramma che mostra l'effetto prodotto dalla realizzazione mostrata in Fig. 7; e

Fig. 12 é un diagramma che mostra l'effetto prodotto dalla realizzazione mostrata in Fig. 7.

(Figg. 9 sino a 12, (a), (b) e (c):

in ascissa sono riportati i valori dello spostamento orizzontale in millimetri;

in ordinata sono riportati i valori della forza orizzontale in toni).

Il dispositivo di isolamento delle vibrazioni 5 secondo questa realizzazione, mostrato in Fig. 7, comprende un corpo elastico anulare 3 nel quale strati di materiale elastico costituiti da piastre elastiche anulari 1, da una parte, e strati di materiale rigido costituiti da sottili piastre di acciaio rigido anulari 2, e piastre 15, 16 di acciaio rigido anulari e spesse, dall'altra, sono sovrapposti e si alternano; il dispositivo comprende inoltre un elemento di piombo cilindrico 4 che é inserito senza gioco in una porzione cava 12 definita da una superficie periferica interna cilindrica 9 del corpo elastico 3, piastre a flangia 18 e 19 che sono rispettivamente collegate alle piastre di acciaio 15 e 16 tramite bulloni 17; e chiavette 20 per fissare le piastre a flangia 18 e 19 e le piastre d'acciaio 15 e 16, le une rispetto alle altre, nella direzione di taglio (direzione F) in corrispondenza della superficie inferiore e della superficie superiore dell'elemento di piombo cilindrico 4. La porzione cava 12, entro la quale l'elemento di piombo cilindrico 4 é inserito senza gioco, non é soltanto delimitata dalla superficie periferica interna 9, ma anche da una superficie superiore 21 della chiavetta inferiore 20 e dalla superficie inferiore 22 della chiavetta superiore 20.

Nel dispositivo di isolamento delle vibrazioni 5, le piastre di acciaio 15 e 16 sono disposte in maniera da essere inglobate negli strati di materiale elastico sui lati delle superfici terminali superiore e inferiore del corpo elastico 3. Una porzione di estremità inferiore 23 dell'elemento di piombo cilindrico 4 é inserita senza gioco nella porzione di estremità inferiore della porzione cava 12, che é definita dalla superficie periferica interna della piastra di acciaio 15, mentre una porzione di estremità superiore 24 dell'elemento di piombo cilindrico 4 é inserita senza gioco nella porzione di estremità superiore della porzione cava 12, che é definita dalla superficie periferica interna della piastra di acciaio 16. Questo dispositivo di isolamento delle vibrazioni 5 viene utilizzato nella condizione in cui il lato della piastra a flangia 18 é collegato alla base 10 e il lato della piastra a flangia 19 é collegato alla struttura 11. In questo esempio, 25 piastre elastiche anulari 1 in gomma naturale, ciascuna di spessore pari a 5 mm, sono state utilizzate per formare gli strati di materiale elastico, mentre 22 piastre di acciaio anulari 2, ciascuna dello spessore di 2.3 mm, e delle piastre di acciaio anulari 15 e 16, ciascuna dello spessore di 31 mm, sono state utilizzate per formare gli strati di materiale rigido.

Per produrre il dispositivo di isolamento delle vibrazioni 5, secondo la presente invenzione, le piastre elastiche anulari 1 e le piastre di acciaio 2 vengono sovrapposte, facendo si che si alternino, e le piastre di acciaio anulari 15 e 16 vengono disposte sulla superficie inferiore e sulla superficie superiore dell'insieme di piastre sovrapposte, e queste piastre vengono fissate una all'altra mediante il legame realizzato dalla vulcanizzazione o simili, all'interno di uno stampo, esercitando della pressione, e preparando così il corpo elastico anulare 3. Successivamente, per introdurre l'elemento di piombo cilindrico 4 nella cavità 12, il piombo viene inserito a pressione nella porzione cava 12 del corpo elastico 3. L'inserimento a pressione del piombo viene effettuato premendo il piombo nella porzione cava 12, per mezzo di un pistone idraulico o simili, in maniera tale che l'elemento di piombo cilindrico 4 viene trattenuto dal corpo elastico 3 nella porzione cava, senza gioco. Dopo l'inserimento a pressione del piombo, la chiavetta 20 e le piastre a flangia 18 e 19 vengono collegate. A tale proposito, durante la formazione del corpo elastico 3 mediante vulcanizzazione all'interno dello stampo sottopressione, é preferibile formare uno strato di rivestimento cilindrico 25 in maniera tale da coprire le superfici periferiche esterne delle piastre di acciaio 2, 15 e 16. Lo spessore dello strato di rivestimento in questo esempio era di 10 mm.

Inoltre, durante il processo di formazione sopra descritto, uno strato di rivestimento cilindrico, simile allo strato di rivestimento cilindrico 25 ma molto più sottile rispetto a quest'ultimo, può essere formato, essendo reso fluido per coprire le superfici periferiche interne delle piastre di acciaio 2, 15 e 16, come parte delle piastre elastiche 1, sul loro lato periferico interno.

Nel dispositivo di isolamento delle vibrazioni 5, come quello mostrato nella Fig. 7, dove l'altezza del corpo elastico 3 era di 240 mm nella condizione di assenza di carico, variando il rapporto Ap/Ar, l'energia vibrazionale Es in partita alla struttura 11 dall'energia vibrazionale Eb della base 10, é stata determinata per ogni valore del rapporto ap/Ar. La relazione ottenuta tra il rapporto ap/Ar e il rapporto di trasmissione dell'energia Es/Eb, di questo dispositivo di isolamento delle vibrazioni 5, é mostrato in Fig. 8.

A tale proposito, questo rapporto di trasmissione dell'energia é stato determinato, fissando la pressione sulla superficie del dispositivo di isolamento delle vibrazioni 5, al valore di 80 kg/cm<2>, fissando inoltre il modulo di elasticità al taglio G della piastra elastica 1, al valore di 6 kg/cm , e utilizzando come inputs le onde sismiche di El Centro, le onde sismiche di Tokachi Offing, le onde sismiche di Hachinohe, e le onde sismiche di Taft, ed effettuando calcoli statistici rispetto a queste.

Come risulta dalla Fig. 8, se il rapporto ap/Ar é compreso tra 0.01 e 0.12, il rapporto di trasmissione dell'energia Es/Eb diventa uguale a 1/2 o inferiore, e si comprenderà che l'energia vibrazionale della base 10 viene ammortizzata in modo sufficiente e viene trasmessa alla struttura 11. Inoltre, é stato anche confermato che se il rapporto ap/Ar é superiore a 0.12, allora il rapporto risposta-accelerazione (risposta/ input) diviene approssimativamente uguale al 50% o oltre.

Inoltre, si é anche trovato che se il rapporto ap/Ar é inferiore a 0.01, lo spostamento relativo tra la struttura 11 e la base 10 avviene in misura tale da non essere inferiore a due sino a tre volte lo spostamento nel caso, ad esempio, del rapporto preferito ap/Ar = 0.05, per cui il suddetto valore del rapporto é inutilizzabile praticamente.

Inoltre, nel caso in cui il rapporto ap/Ap é compreso nell'intervallo tra 0.02 e 0.07 e nell'intervallo tra 0.03 e 0.06, come risulta dalla Fig. 8, si può vedere che é possibile ottenere rapporti di trasmissione dell'energia ancora più vantaggiosi Es/Eb.

Ora, un carico normale pari a 57 toni (pressione piana di 30 kgf/cm<2>) sino a 342 tonf (pressione piana di 180 kgf/cm<2>) é stato applicato al dispositivo di isolamento delle vibrazioni 5, come quello mostrato nella Fig. 7, nel quale il diametro esterno delle piastre di acciaio 2, 15 e 16, era pari a 500 mm, mentre il diametro interno di queste piastre era pari a 90 mm, e la relazione tra lo spostamento orizzontale e la forza orizzontale é stata determinata tramite esperimento. Ciò é mostrato nelle Figg.

9 sino a 12. Nelle Figg. 9 sino a 12, (a) mostra il caso in cui lo spostamento laterale (spostamento orizzontale) di tutte le piastre elastiche l del dispositivo di isolamento delle vibrazioni 5 era pari al 10%, mentre (b) e (c) mostrano il caso in cui lo spostamento laterale di queste piastre era rispettivamente uguale al 50% e al 100%. Il rapporto Vp/Ve nel caso in cui il carico normale di 57 tonf (pressione piana di 30 kgf/cm ) é stato applicato, come mostrato in Fig. 9, era pari a 1.03. Il rapporto Vp/Ve nel caso in cui il carico normale era di 114 tonf (pressione piana di 60 kgf/cm<2>), é stato applicato, come mostrato in Fig. 10, era pari a 1.00. Il rapporto Vp/Ve nel caso di applicazione di un carico normale di 228 tonf (pressione piana di 120 kgf/cm<2>) , come mostrato nella Fig. 11, era pari a 1.02. Il rapporto Vp/Ve nel caso di applicazione di un carico normale di 342 tonf (pressione piana di 180 kgf/cm<2>), come mostrato in Fig. 12, era uguale a 1.111. Il rapporto ap/Ar nei casi precedenti era uguale a 0.03.

Come risulta dalle Figg. 9, 11 e 12, nel caso in cui il rapporto Vp/Ve é pari a 1.02 o oltre, é possibile far fronte in un modo soddisfacente a dei terremoti di ampiezza elevata, per i quali viene richiesta in particolare la funzione di impulso (scatto).

Inoltre, come risulta dalla Fig. 10, nel caso in cui il rapporto Vp/Ve é compreso tra 1.00 e 1.02, allora si può dire che la funzione di impulso non può essere ottenuta in modo soddisfacente.

A tale proposito si é trovato che se il rapporto Vp/Ve é uguale a 1.07 o minore, allora l'inserimento a pressione del piombo nella porzione cava 12, é facilitato durante la produzione, e non si incontra troppa difficoltà. Inoltre, anche se si é fatto un tentativo per inserire a pressione il piombo nella porzione cava 12, cosicché il rapporto Vp/Ve risultava superiore a 1.12, si é trovato che era difficile effettuare questa operazione senza provocare danni al corpo elastico 3.

Anche se nel dispositivo di isolamento delle vibrazioni 5 le piastre d'acciaio 15 e 16 e le piastre a flangia 18 e 19 vengono formate separatamente, il dispositivo di isolamento delle vibrazioni può essere ottenuto formando piastre rigide spesse in un corpo unico con le piastre a flangia 18 e 19.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo di isolamento delle vibrazioni comprendente un elemento di piombo a forma di colonna; un corpo elastico nel quale strati di materiale elastico e strati di materiale rigido vengono sovrapposti e si alternano tra di loro; una porzione cava che é definita da almeno una superficie periferica interna di detto corpo elastico e nella quale viene inserito senza gioco detto elemento di piombo a forma di colonna, in cui gli strati di materiali rigido comprendono una coppia di piastre rigide spesse che sono rispettivamente disposte su entrambi i lati terminali superficiali di detto corpo elastico, e una porzione di estremità di detto elemento di piombo a forma di colonna essendo inserito senza gioco in corrispondenza di un'estremità di detta porzione cava, definita dalla superficie periferica interna di una di dette piastre rigide spesse che formano tale coppia, mentre un'altra porzione di estremità di detto elemento di piombo a forma di colonna essendo disposta senza gioco in corrispondenza dell'altra estremità della porzione cava, definita dalla superficie periferica interna dell'altra piastra rigida spessa di detta coppia, e in cui il rapporto Vp/Ve tra il volume Vp di detto elemento di piombo a forma di colonna disposto nella porzione cava, e la capienza Ve di detta porzione cava nella condizione in cui l'elemento di piombo a forma di colonna non é inserito e non viene applicato un carico a detto corpo elastico, é compreso tra 1.02 e 1.12.
2. Dispositivo di isolamento delle vibrazioni secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il rapporto Vp/Ve é compreso tra 1.02 e 1.07.
3. Dispositivo di isolamento delle vibrazioni secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che la superficie periferica interna di detto corpo elastico che definisce detta porzione cava, presenta una superficie concava nella posizione in cui si trova uno strato di materiale elastico, in quanto detto elemento di piombo a forma di colonna, si inserisce deformandosi nello strato di materiale elastico di detto corpo elastico.
4. Dispositivo di isolamento delle vibrazioni secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 3, caratterizzato dal fatto che la superficie periferica interna di detto corpo elastico che definisce la porzione cava, forma una superficie convessa nella posizione in cui si trova ciascuno strato di materiale rigido, in quanto detto elemento di piombo a forma di colonna, deformandosi, penetra nello strato di materiale elastico di detto corpo elastico.
5. Dispositivo di isolamento delle vibrazioni comprendente un corpo elastico nel quale strati di materiale elastico e strati di materiale rigido vengono sovrapposti e si alternano tra di loro; e comprendente inoltre almeno un elemento di piombo a forma di colonna disposto all'interno di detto corpo elastico, in maniera da passare attraverso tale corpo, detto elemento di piombo a forma di colonna essendo trattenuto in assenza di gioco nella direzione di taglio, da detto corpo elastico, il carico di snervamento al taglio Qd di detto elemento di piombo a forma di colonna essendo uguale al prodotto tra un'area ap del piano di taglio di detto elemento di piombo a forma di colonna e la tensione di snervamento al taglio di progetto di detto elemento di piombo a forma di colonna, il rapporto tra l'area totale del piano di taglio di detto elemento di piombo a forma di colonna e l'area Ar della superficie di carico di detto corpo elastico, essendo compreso tra 0.01 e 0.12.
6 . Dispositivo di isolamento delle vibrazioni secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che il rapporto é compreso tra 0.02 e 0.07.
7. Dispositivo di isolamento delle vibrazioni secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che il rapporto é compreso tra 0.03 e 0.06.
8. Dispositivo di isolamento delle vibrazioni secondo una qualunque delle rivendicazioni da 5 a 7, caratterizzato dal fatto che gli strati di materiale rigido comprendono una coppia di piastre rigide spesse che sono rispettivamente disposte in corrispondenza di entrambe le estremità di detto corpo elastico, e una porzione di estremità di detto elemento di piombo a forma di colonna é disposta in assenza di gioco in corrispondenza della porzione di estremità di detta porzione cava, quest'ultima essendo definita dalla superficie periferica interna di una piastra rigida spessa che forma detta coppia, mentre l'altra porzione di estremità di detto elemento di piombo a forma di colonna essendo inserita in assenza di gioco in corrispondenza dell'altra porzione di estremità della porzione cava, che é definita dalla superficie periferica interna dell'altra piastra rigida spessa che forma detta coppia di piastre rigide.
9. Dispositivo di isolamento delle vibrazioni comprendente almeno un elemento di piombo a forma di colonna,- un corpo elastico nel quale strati di materiale elastico e strati di materiale rigido vengono sovrapposti e si alternano tra loro,· e almeno una porzione cava che é definita da almeno una superficie periferica interna di detto corpo elastico e nella quale viene disposto in assenza di gioco detto elemento di piombo a forma di colonna, in cui il rapporto tra l'area totale del piano di taglio di detto elemento di piombo a forma di colonna e l'area Ar della superficie di carico di detto corpo elastico, si trova nell'intervallo tra 0.01 e 0.12, mentre il rapporto Vp/Ve tra il volume Vp di detto elemento di piombo a forma di colonna disposto nella porzione cava, e la capienza Ve della porzione cava, nella condizione in cui detto elemento di piombo a forma di colonna non é inserito e un carico viene applicato al corpo elastico, é compreso tra I.02 e 1.12.
10. Dispositivo di isolamento delle vibrazioni secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che il rapporto é compreso nell'intervallo da 0.02 a 0.07.
11. Dispositivo di isolamento delle vibrazioni secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che il rapporto é compreso tra 0.03 e 0.06.
12. Dispositivo di isolamento delle vibrazioni secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 9 a il, caratterizzato dal fatto che il rapporto Vp/Ve é compreso tra 1.02 e 1.07.
13. Dispositivo di isolamento delle vibrazioni secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 9 a 12, caratterizzato dal fatto che la superficie periferica interna di detto corpo elastico che definisce la porzione cava, forma una superficie concava nella posizione di uno strato di materiale elastico, in quanto detto elemento di piombo a forma di colonna, deformandosi, penetra nello strato di materiale elastico di detto corpo elastico.
14. Dispositivo di isolamento delle vibrazioni secondo una qualunque delle rivendicazioni da 9 a 13, caratterizzato dal fatto che la superficie periferica interna di detto corpo elastico che definisce ossia delimita la porzione cava, forma una superficie convessa nella posizione di ciascuno strato di materiale rigido, in quanto detto elemento di piombo a forma di colonna penetra deformandosi all'interno di detto strato di materiale elastico del corpo elastico.
15. Dispositivo di isolamento delle vibrazioni secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 9 a 14, caratterizzato dal fatto che detti strati di materiale rigido comprendono una coppia di piastre rigide spesse, rispettivamente disposte su entrambe le superfici di estremità di detto corpo elastico, una porzione di estremità di detto elemento di piombo a forma di colonna essendo disposta senza gioco in corrispondenza di una estremità della porzione cava, che é definita dalla superficie periferica interna di una piastra rigida spessa che forma detta coppia di piastre rigide spesse, mentre l'altra porzione di estremità di detto elemento di piombo a forma di colonna essendo disposta senza gioco all'interno dell'altra porzione di estremità di detta porzione cava, che é definita dalla superficie periferica interna dell'altra di dette piastre rigide spesse che formano tale coppia.
16. Sistema di isolamento delle vibrazioni comprendente almeno un dispositivo di isolamento delle vibrazioni, detto dispositivo di isolamento delle vibrazioni essendo composto da: un corpo elastico nel quale strati di materiale rigido e strati di materiale elastico vengono sovrapposti uno all'altro e si alternano tra loro; almeno un elemento di piombo a forma di colonna, inserito attraverso detto corpo elastico, in cui detto elemento di piombo é trattenuto nella direzione di taglio da detto corpo elastico, senza gioco, in maniera tale che un carico di snervamento al taglio Qd di detto elemento di piombo a forma di colonna, diviene uguale al prodotto di un'area ap del piano di taglio di detto elemento di piombo a forma di colonna con la tensione di snervamento al taglio di progetto di detto elemento di piombo a forma di colonna, in cui il rapporto

tra l'area totale del piano di taglio di detto elemento di piombo a forma di colonna con l'area totale della superficie di carico di detto corpo elastico, é compreso tra 0.01 e 0.12.
17. Sistema di isolamento delle vibrazioni secondo la rivendicazione 16, caratterizzato dal fatto che il rapporto é compreso nell'intervallo da 0.02 a 0.07.
18. Sistema di isolamento delle vibrazioni secondo la rivendicazione 16, caratterizzato dal fatto che il rapporto é compreso tra 0.03 e 0.06.
19. Sistema di isolamento delle vibrazioni secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 16 a 18, caratterizzato dal fatto che in detto dispositivo di isolamento delle vibrazioni, gli strati di materiale rigido comprendono una coppia di piastre rigide spesse che vengono disposte rispettivamente su entrambe le superfici terminali di detto corpo elastico, e dal fatto che una porzione terminale di detto elemento di piombo a forma di colonna viene disposta senza gioco in corrispondenza di una porzione di estremità di detta porzione cava, che é definita da una superficie periferica interna di una di dette piastre rigide spesse che formano una coppia, mentre l'altra porzione di estremità dell'elemento di piombo a forma di colonna, é inserita senza gioco in corrispondenza dell'altra porzione di estremità della porzione cava, la quale é definita dalla superficie periferica interna dell'altra piastra rigida spessa che forma detta coppia.
20. Sistema di isolamento delle vibrazioni secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 16 a 19, comprendente inoltre almeno un altro dispositivo di isolamento delle vibrazioni che prevede un corpo elastico pieno, nel quale strati di materiale elastico e strati di materiale rigido sono sovrapposti e si alternano tra loro, in cui la superficie totale della superficie di carico di detto corpo elastico, costituisce un valore che comprende la superficie di carico di questo corpo elastico che fa parte di detto ulteriore dispositivo di isolamento delle vibrazioni, in numero uguale all'unità o superiore .
21. Sistema di isolamento delle vibrazioni, comprendente almeno un dispositivo di isolamento delle vibrazioni, detto dispositivo di isolamento delle vibrazioni comprendendo un corpo elastico nel quale strati di materiale elastico e strati di materiale rigido sono sovrapposti e si alternano tra loro; e un elemento di piombo a forma di colonna che é disposto in almeno una porzione cava definita da una superficie periferica interna del corpo elastico, in cui il rapporto tra l'area totale del piano di taglio di detto elemento di piombo a forma di colonna, e l'area totale della superficie di carico del corpo elastico, é compreso tra 0.01 e 0.12, mentre il rapporto Vp/Ve tra il volume Vp di detto elemento di piombo a forma di colonna disposto nella porzione cava, e la capienza Ve della porzione cava, nella condizione in cui detto elemento di piombo a forma di colonna non é inserito e un carico é applicato a detto corpo elastico, é compreso tra 1.02 e 1.12.
22. Sistema di isolamento delle vibrazioni secondo la rivendicazione 21, caratterizzato dal fatto che il rapporto é compreso nell'intervallo da 0.02 a 0.07.
23. Sistema di isolamento delle vibrazioni secondo la rivendicazione 21, caratterizzato dal fatto che il rapporto é compreso nell'intervallo da 0.03 a 0.06.
24. Sistema di isolamento delle vibrazioni secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 21 a 23, caratterizzato dal fatto che il rapporto Vp/Ve é compreso tra 1.02 e 1.07.
25. Sistema di isolamento delle vibrazioni secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 21 a 24, caratterizzato dal fatto che in detto dispositivo di isolamento delle vibrazioni, la superficie periferica interna di detto corpo elastico che delimita la porzione cava, forma una superficie concava nella posizione di uno strato di materiale elastico, in quanto detto elemento di piombo a forma di colonna penetra, deformandosi, all'interno dello strato di materiale elastico di detto corpo elastico.
26. Sistema di isolamento delle vibrazioni secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 21 a 25, caratterizzato dal fatto che in detto dispositivo di isolamento delle vibrazioni, la superficie periferica interna di detto corpo elastico che delimita la porzione cava, forma una superficie convessa nella posizione di ciascuno strato di materiale rigido, in quanto detto elemento di piombo a forma di colonna penetra, deformandosi, all'interno di detto strato di materiale elastico facente parte di detto corpo elastico.
27. Sistema di isolamento delle vibrazioni secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 21 a 26, caratterizzato dal fatto che in detto dispositivo di isolamento delle vibrazioni, gli strati di materiale rigido comprendono una coppia di piastre rigide spesse che sono disposte rispettivamente su entrambe le superfici di estremità di detto corpo elastico, ed una porzione di estremità di detto elemento di piombo a forma di colonna, é disposta senza gioco in corrispondenza di una porzione di estremità di detta porzione cava, la quale é definita da una superficie periferica interna di una di dette due piastre rigide spesse, mentre l'altra porzione di estremità di detto elemento di piombo a forma di colonna é disposta senza gioco nell'altra porzione di estremità di detta porzione cava, la quale é definita da una superficie periferica interna della seconda piastra rigida spessa che forma detta coppia.
28. Sistema di isolamento delle vibrazioni secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 21 a 27, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno un altro dispositivo di isolamento delle vibrazioni che prevede un corpo elastico pieno, nel quale strati di materiale elastico e strati di materiale rigido sono sovrapposti e si alternano tra loro, in cui l'area totale della superficie di carico di ciascun corpo elastico costituisce un valore che comprende quello della superficie di carico di detto corpo elastico incluso in questo altro dispositivo di isolamento delle vibrazioni, che é presente in numero di uno o più elementi.