ITTV20120128A1

ITTV20120128A1 - STRUCTURE OF REINFORCEMENT.

Info

Publication number: ITTV20120128A1
Application number: IT000128A
Authority: IT
Inventors: Bruno Gasparini
Original assignee: Lacoplast It Srl
Priority date: 2012-07-11
Filing date: 2012-07-11
Publication date: 2014-01-12

Description

Domanda di brevetto di invenzione avente titolo Patent application for an invention entitled

"STRUTTURA DI RINFORZO" "STRUCTURE OF REINFORCEMENT"

DESCRIZIONE DESCRIPTION

Il presente documento sì riferisce ad un sistema di rinforzo alternativo agli attuali sistemi in materiali metallici. Il sistema è costituito da un profilo in materiale plastico o elastomerico con una sede per un'asta rigida che supporta meccanicamente la struttura e che viene inserita nella sede preposta del profilo mediante un sistema a scatto. Dalla sede stessa l’asta non può fuoriuscire grazie al fissaggio ottenuto inserendo due coppie di spine, viti, rivetti, chiodi o inserti rivettati alle estremità del profilo This document refers to an alternative reinforcement system to the current systems in metallic materials. The system consists of a profile in plastic or elastomeric material with a seat for a rigid rod which mechanically supports the structure and which is inserted into the designated seat of the profile by means of a snap system. The rod cannot come out of the seat itself thanks to the fixing obtained by inserting two pairs of pins, screws, rivets, nails or riveted inserts at the ends of the profile

Per fissare un sistema pesante mediante una cornice, come nel caso dei moduli dei pannelli solari, oppure fissare una struttura perché non collassi aprendosi , come nel caso delle strutture laterali dei mobili, oppure nella costruzione di telai per macchine o strutture antiinfortunistica antisfondamento per la protezione delle macchine stesse si utilizzano dei profili metallici che diano sostegno al sistema e nello stesso tempo abbelliscano il pezzo finito. Questi profili vengono montati in modo rapido mediante saldatura, lì dove possibile, oppure mediante sistemi di fissaggio che possano essere rimossi in caso di necessità come le spine e le viti. Presentano degli indiscutibili vantaggi di facilità di realizzazione e di installazione oltre che a dei vantaggi di stabilità strutturale che ne hanno permesso la rapida e la capillare diffusione nei diversi campi di applicazione. Questi profili hanno altresì delle limitazioni di utilizzo di tipo tecnico, estetico e di costo. Da un punto di vista tecnico presentano un peso elevato a causa dell’elevata densità dei metalli che può essere più ridotto nel caso dei profili in alluminio o in leghe leggere ma che ne limita l’uso per diverse applicazioni dove la leggerezza del prodotto è una delle caratteristiche richieste. Inoltre, a causa della elevata capacità di conduzione termica del metallo stesso, questi profili tendono a scaldarsi in presenza di fonti di calore e a trasmetterlo a tutti gli elementi che lo circondano. La capacità di condurre corrente o di generare corrente indotta ne limita notevolmente l'utilizzo lì dove l'isolamento elettrico è una componente indispensabile per il funzionamento o la sicurezza del sistema. Inoltre, nonostante la disponibilità di profili in metalli diamagnetici, questi non possono essere utilizzati per tutte le applicazioni dove la presenza di un campo magnetico può costituire un problema. In alcuni casi l’impiego di questi profili è previsto in presenza di ambienti molto ossidanti o in presenza di sostanze chimiche che ne possono intaccare la struttura. Un classico esempio sono le strutture che si inseriscono in impianti chimici. Anche in questo caso l'utilizzo ne risulta limitato. Un aspetto limitante dell'uso di questi profili è l’utilizzo di guarnizioni o di inserti in materiale elastomerico. L’adesione delle gomme o di plastiche morbide, devono essere fatte in un secondo momento mediante l’incollaggio della parte flessibile. Questa adesione, inoltre, a volte non risulta soddisfacente e comporta il distacco della parte morbida dopo un periodo più o meno lungo di utilizzo del profilo. Un altro aspetto per nulla secondano è quello legato all'estetica del prodotto finito sul quale questi profili sì vanno a posizionare. L'estetica del metallo, infatti, è legata alle caratteristiche superficiali del metallo stesso che possono essere modificate mediante tecniche quali l'anodizzazione, la spazzolatura o la verniciatura ma che in molti casi non soddisfano le esigenze del cliente. Un caso lampante è l'impatto visivo delle cornici in alluminio dei pannelli fotovoltaici che la maggior parte delle case costruttrici cerca di limitare. Infine un aspetto che non può essere considerato secondario è legato all'impatto economico dei profili stessi sul pezzo finito che ne aumentano il costo fino a renderlo non competitivo per il mercato nel quale si va a posizionare. Scopo del presente trovato è quello di ovviare alle problematiche sopra elencate ovvero individuare un sistema di fissaggio portante che ne permetta l'utilizzo lì dove le caratteristiche del metallo rappresentano un limite ovvero dove la struttura deve essere leggera oppure sia isolante in termini di elettricità e trasmissione del calore oppure sia diamagnetica. Lo scopo del seguente brevetto, inoltre, è quello di individuare una soluzione tecnica lì dove l’ambiente di lavoro sia particolarmente aggressivo per una struttura metallica e che ne possa comportare l’ossidazione o la degradazione. Uno scopo del seguente trovato è quello che ottenere dei profili per i quali l'integrazione di una guarnizione può avvenire in modo molto semplice e che il distacco della guarnizione stessa non possa avvenire nemmeno dopo parecchie ore di utilizzo. Un altro scopo ricercato è quello di individuare una soluzione che sia più versatile da un punto di vista estetico e di design con la possibilità di usare materiali che maggiormente rispecchiano i gusti del mercato sia tal quali sia dopo ulteriore decorazione o verniciatura. Infine uno scopo da non sottovalutare è quello di ovviare all’alto costo di particolari profili in metallo che rendono poco competitivo il prodotto finito al quale vengono applicati. To fix a heavy system by means of a frame, as in the case of solar panel modules, or to fix a structure so that it does not collapse by opening, as in the case of the side structures of furniture, or in the construction of frames for machines or shatterproof accident prevention structures for protection of the machines themselves, metal profiles are used to support the system and at the same time embellish the finished piece. These profiles are assembled quickly by welding, where possible, or by means of fixing systems that can be removed if necessary such as pins and screws. They have indisputable advantages of ease of construction and installation as well as advantages of structural stability that have allowed their rapid and widespread diffusion in the various fields of application. These profiles also have technical, aesthetic and cost limitations of use. From a technical point of view they have a high weight due to the high density of the metals which can be more reduced in the case of aluminum profiles or light alloys but which limits their use for various applications where the lightness of the product is a of the required characteristics. Furthermore, due to the high thermal conduction capacity of the metal itself, these profiles tend to heat up in the presence of heat sources and to transmit it to all the elements that surround it. The ability to conduct current or generate induced current considerably limits its use where electrical insulation is an indispensable component for the operation or safety of the system. Furthermore, despite the availability of diamagnetic metal profiles, these cannot be used for all applications where the presence of a magnetic field can be a problem. In some cases, the use of these profiles is foreseen in the presence of highly oxidizing environments or in the presence of chemical substances that can affect the structure. A classic example is the structures that fit into chemical plants. Also in this case the use is limited. A limiting aspect of the use of these profiles is the use of gaskets or inserts in elastomeric material. The adhesion of rubbers or soft plastics must be done later by gluing the flexible part. Moreover, this adhesion is sometimes not satisfactory and involves the detachment of the soft part after a more or less long period of use of the profile. Another aspect that is not secondary at all is that linked to the aesthetics of the finished product on which these profiles are positioned. The aesthetics of the metal, in fact, is linked to the surface characteristics of the metal itself which can be modified by techniques such as anodizing, brushing or painting but which in many cases do not meet the customer's needs. A clear case is the visual impact of the aluminum frames of photovoltaic panels that most manufacturers try to limit. Finally, an aspect that cannot be considered secondary is linked to the economic impact of the profiles themselves on the finished piece, which increase its cost until it is not competitive for the market in which it is positioned. The purpose of the present invention is to obviate the problems listed above or to identify a load-bearing fixing system that allows its use where the characteristics of the metal represent a limit or where the structure must be light or insulating in terms of electricity and transmission. of heat or is diamagnetic. Furthermore, the purpose of the following patent is to identify a technical solution where the working environment is particularly aggressive for a metal structure and which may lead to oxidation or degradation. An object of the following invention is that of obtaining profiles for which the integration of a gasket can take place in a very simple way and that the detachment of the gasket itself cannot occur even after several hours of use. Another object sought is to identify a solution that is more versatile from an aesthetic and design point of view with the possibility of using materials that better reflect the tastes of the market both as they are and after further decoration or painting. Finally, a purpose not to be underestimated is to obviate the high cost of particular metal profiles that make the finished product to which they are applied uncompetitive.

La presente soluzione viene espressa e caratterizzata nella rivendicazione indipendente elencate alla fine del presente documento. Le rivendicazioni dipendenti espongono altre caratteristiche del presente trovato. In accordo con gli scopi sopra descritti è stata individuata una soluzione costituita da un profilo in materiale plastico o elastomerico nel quale viene inserito un elemento di rinforzo costituito da una barra. Elemento di novità è rappresentato dalla facilità di inserimento della barra stessa che viene inserita a pressione con un sistema a scatto e che viene obbligata in questa posizione mediante il fissaggio dell’estremità del profilo con delle coppie di spine o di viti o di rivetti. Il profilo, che può essere realizzato in una gamma molto ampia di materiali polimerici, in sezione presenta una cavità nella quale viene ospitata la barra di rinforzo. La scelta del tipo di plastica o gomma è dettata dalle prestazioni che deve avere il pezzo finale. Se le caratteristiche cercate sono semplicemente di tipo estetico, la scelta può ricadere su plastiche con prestazioni non molto elevate ma facilmente decorabilì (es. PVC, ABS, PMMA), Nel caso le prestazioni siano più elevate ci si può spostare verso polimeri più tecnici fino ad arrivare a plastiche di altissime prestazioni meccaniche o termiche (per es. PEEK). Infine, se le caratteristiche richieste riguardano la possibilità di assorbire urti, il profilo può essere realizzato in materiale morbido o semirigido con proprietà elastiche, come un PU, un TPV oppure una gomma vulcanizzata. La forma della cavità è legata alla sezione della barra scelta che può variare dalla semplice barra con sezione circolare a quella a sezione quadrata, triangolare, esagonale, ovale o altre forme a piacere. Sopra la cavità che ospita la barra è presente una gola o restringimento costituito dalla sede dei sistemi di fissaggio che, come già accennato, possono essere ad esempio viti o spine. La barra entra nella cavità a pressione e, una volta posizionati ì sistemi di fissaggio, non ha più lo spazio fisico per poter uscire nuovamente attraverso la gola. Il tipo di barra da utilizzare dipende dalle caratteristiche del prodotto finale. Lì dove la portata e la meccanica richiesti per il sistema sono elevati è necessario usare una barra metallica ma, nel caso sia necessario un isolamento elettrico, magnetico o la semplice resistenza chimica la barra può essere realizzata in materiale plastico, magari rinforzato mediante fibre di natura diversa (vetro, aramidiche, dì carbonio...). Un’altra soluzione attuabile è l'utilizzo di una semplice barra di legno. La parte esterna del profilo può avere delle finiture tali da permettere di inserirlo come parte di design del pezzo finito. La plastica o la gomma può quindi essere presentata tal quale (magari in un’ottica di riduzione costi) o decorata. Le decorazioni possono essere le più varie e possono spaziare dalla cubicatura alla verniciatura a all’applicazione di una decorazione hot-foil all'incisione al laser. Il metodo di realizzazione del profilo polimerico viene scelto in base alle dimensioni del pezzo e al costo finale che il pezzo stesso deve avere. La tecnologia principe è sicuramente l'estrusione che permette la realizzazione di grandi quantità di prodotto con costi di processo abbastanza contenuti. Ma è possibile ottenere il pezzo per stampaggio, soprattutto in presenza di dimensioni limitate, per lavorazione meccanica o per sinterizzazione. Il fissaggio del sistema di rinforzo alla struttura finale può essere fatto mediante fissaggio interno, nel qual caso verranno utilizzate delle spine, oppure fissando il profilo esternamente alla struttura alla quale si va ad agganciare mediante viti o rivetti o inserti rivettati. Infine l’inserimento dì una parte elastomerica o morbida aggiuntiva che funga da guarnizione può avvenire, anche se non necessariamente, nel processo di produzione del pezzo principale. Per esempio questo viene realizzato nell'estrusione mediante la coestrusione della parte morbida e l’attacco tra i due materiali può essere tale che il pezzo finito può lavorare anni senza che si crei distacco tra le parti. E’ altresì possibile aggiungere la guarnizione per semplice incollaggio in un secondo momento. The present solution is expressed and characterized in the independent claim listed at the end of this document. The dependent claims disclose other characteristics of the present invention. In accordance with the purposes described above, a solution has been identified consisting of a profile made of plastic or elastomeric material in which a reinforcing element consisting of a bar is inserted. An element of novelty is represented by the ease of insertion of the bar itself which is inserted by pressure with a snap system and which is forced into this position by fixing the end of the profile with pairs of pins or screws or rivets. The profile, which can be made in a very wide range of polymeric materials, in section has a cavity in which the reinforcing bar is housed. The choice of the type of plastic or rubber is dictated by the performance that the final piece must have. If the characteristics you are looking for are simply of an aesthetic type, the choice may fall on plastics with not very high performance but easily decoratable (eg PVC, ABS, PMMA). If the performance is higher, you can move towards more technical polymers up to to reach plastics with very high mechanical or thermal performance (eg PEEK). Finally, if the required characteristics concern the possibility of absorbing shocks, the profile can be made of soft or semi-rigid material with elastic properties, such as a PU, a TPV or a vulcanized rubber. The shape of the cavity is linked to the section of the chosen bar which can vary from a simple bar with a circular section to a square, triangular, hexagonal, oval or other shape as desired. Above the cavity that houses the bar there is a groove or narrowing constituted by the seat of the fixing systems which, as already mentioned, can be for example screws or pins. The bar enters the pressure cavity and, once the fastening systems have been positioned, it no longer has the physical space to be able to exit again through the groove. The type of bar to be used depends on the characteristics of the final product. Where the capacity and mechanics required for the system are high, it is necessary to use a metal bar but, if electrical, magnetic insulation or simple chemical resistance is required, the bar can be made of plastic material, perhaps reinforced with natural fibers. different (glass, aramid, carbon ...). Another feasible solution is the use of a simple wooden bar. The external part of the profile can have finishes that allow it to be inserted as a design part of the finished piece. The plastic or rubber can therefore be presented as it is (perhaps with a view to reducing costs) or decorated. The decorations can be the most varied and can range from cubication to painting to the application of a hot-foil decoration to laser engraving. The method of making the polymeric profile is chosen based on the size of the piece and the final cost that the piece itself must have. The main technology is certainly extrusion which allows the production of large quantities of product with fairly low process costs. But it is possible to obtain the piece by molding, especially in the presence of limited dimensions, by mechanical processing or by sintering. The fixing of the reinforcement system to the final structure can be done by internal fixing, in which case pins will be used, or by fixing the profile externally to the structure to which it is attached by means of screws or rivets or riveted inserts. Finally, the insertion of an additional elastomeric or soft part that acts as a gasket can take place, although not necessarily, in the production process of the main piece. For example, this is achieved in extrusion by coextruding the soft part and the attachment between the two materials can be such that the finished piece can work for years without creating detachment between the parts. It is also possible to add the gasket for simple gluing at a later time.

Queste ed altre caratteristiche del presente trovato appariranno chiare dalla seguente descrizione di una forma preferenziale di realizzazione, fornita a titolo esemplificativo e non limitativo, con riferimento agli annessi disegni: These and other characteristics of the present invention will become clear from the following description of a preferential embodiment, provided by way of non-limiting example, with reference to the attached drawings:

Fig 1 Sezione di profilo plastico con cavità rotonda (1 A) atta a contenere una barra di sezione circolare. Sono individuabili le due sedi di inserimento delle spine (1B e 1C) che vanno a costituire la gola attraverso la quale l’asta deve passare per andarsi a posizionare nella sede finale. Le due sedi di fissaggio, inoltre, una volta fissate le spine, impediscono l'allargamento della gola e pertanto impediscono la successiva fuoriuscita dell'asta. Fig 1 Plastic profile section with round cavity (1 A) suitable for containing a bar with a circular section. The two insertion seats for the pins (1B and 1C) are identifiable, which constitute the groove through which the rod must pass in order to position itself in the final seat. Furthermore, once the pins have been fixed, the two fixing seats prevent the throat from widening and therefore prevent the rod from coming out later.

Fig. 2 Sezione del profilo plastico con l’asta posizionata nell'apposita cavità (2 A). Fig. 2 Section of the plastic profile with the rod positioned in the appropriate cavity (2 A).

Fig, 3 Esploso del sistema di fissaggio del profilo illustrato in fig. 2 alla struttura finale. Nel disegno è possibile notare il pezzo in plastica con l’asta di rinforzo già inserita (3 A), le spine di fissaggio (3B e 3C) e le componenti della struttura da rinforzare (3D e 3E). E’ possibile notare le linee tratteggiate relative alle sedi di fissaggio delle spine presenti sia nel profilo sia nella struttura da rinforzare. Fig, 3 Exploded view of the profile fixing system illustrated in fig. 2 to the final structure. In the drawing you can see the plastic piece with the reinforcement rod already inserted (3 A), the fixing pins (3B and 3C) and the components of the structure to be reinforced (3D and 3E). You can see the dotted lines relating to the pin fastening seats present both in the profile and in the structure to be reinforced.

Il fissaggio risulta estremamente semplice e rapido e viene fatto inserendo le spine per pressione nelle apposite sedi. Fastening is extremely simple and quick and is done by inserting the pressure pins into the appropriate seats.

Claims

CLAIMS 1. Reinforcement structure consisting of a profile in plastic or elastomeric material characterized in that it provides a longitudinal cavity (detail 1A of Fig 1) at the length of the profile suitable for containing a reinforcing rod (detail 2A of Fig 2) and two seats (detail 1B and 1C of Fig 1) designed to house fastening systems of the reinforcing structure to the final structure to be reinforced. Said cavity is partially open on one side longitudinally to the length of the profile to allow the insertion of the reinforcing rod and the two ends of the opening are delimited by the seats of the fixing systems of the reinforcing structure. The width of the opening is between 20 and 80% of the width of the underlying cavity and preferably between 40 and 60% of the width of said cavity. The aforementioned seats move by widening the opening of the cavity in the presence of an external force that pushes for the insertion or extraction of the reinforcement rod and spontaneously return to the original position in an elastic way after the passage of the rod. The displacement of the seats and the widening of the opening of the cavity in order to insert or remove the rod from the cavity itself is prevented by inserting the fixing systems in the appropriate seats which blocks the displacement of the seats themselves and therefore prevents the widening of the opening for the exit of the rod.

2. Reinforcement structure as per claim 1 characterized by the fact that the material used for the profile that houses the rod can be plastic, for example; PVC, polyolefins (PE and PP), acetal polymer (POM), ABS, polymethyl methacrylate (PMMA), polycarbonate (PC), polyamides (eg PA 6, PA 6.6), PEEK, WPG. The material can also be of the elastomeric type or a rubber of either the thermoplastic type (TPV, TPE, PU ...) or vulcanized elastomer (EPDM, CR, NBR, NR ....)

3. Reinforcement structure according to the preceding claims characterized in that the plastic or rubber profile can be made by extrusion, molding, sintering or mechanical processing. If necessary, the profile can undergo a subsequent vulcanization step.

4. Reinforcement structure as per the preceding claims, characterized in that the addition of any soft elements that act as a gasket can be made directly in the phase of making the main piece or added at a later time.

5. Reinforcement structure as per the previous claims characterized by the fact that the rod or reinforcing element can have different sections for example circular, triangular, square, hexagonal, oval or other suitable shapes. The choice of section depends on the shape of the containment cavity.

6. Reinforcement structure as per the previous claims characterized by the fact that the materials with which the rod can be built range from metal, to simple wood up to plastic rods or other polymeric materials used as such or reinforced.

7. Reinforcement structure as per the preceding claims characterized in that the fastening system of the profile to the final structure can be of various kinds, ie screws, pins, rivets, nails or riveted inserts.