ITMI991352A1 - RETICULAR STRUCTURE WITH LIFTING MECHANISM WITH TIE-RODS IN ALLOYS DETERMINED IN THE SHAPE - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE del Brevetto per Invenzione Industriale di DESCRIPTION of the Patent for Industrial Invention of
Forma oggetto della presente invenzione una struttura reticolare ad innalzamento ed abbassamento, per l’utilizzo come sostegno di coperture flessibili. The subject of the present invention is a reticular structure with raising and lowering, for use as a support for flexible roofs.
Le strutture reticolari sono generalmente formate da travature unite ciascuna a quelle adiacenti da controventi, vale a dire da membrature atte a resistere a carichi sostanzialmente orizzontali. Le travature sono costituite da sistemi di aste complanari, che nella progettazione sono supposte reciprocamente collegate a cerniera, ma in realtà, vengono generalmente collegate fra loro mediante giunti rigidi. Nelle procedure di montaggio tradizionale richieste dalle strutture attuali è indispensabile definire in modo preciso il punto dello spazio in cui deve essere montato ciascun giunto cui collegare le aste ed è necessario l’impiego di un operatore in grado di raggiungere quel punto, che può essere anche ad elevata altezza da terra, ed effettuare il montaggio. The reticular structures are generally formed by beams each joined to the adjacent ones by bracing, that is to say by members capable of resisting substantially horizontal loads. The trusses consist of coplanar member systems, which in the design are supposed to be hinged together, but in reality, they are generally connected to each other by means of rigid joints. In the traditional assembly procedures required by current structures it is essential to precisely define the point of the space where each joint to connect the rods must be mounted and it is necessary to use an operator able to reach that point, which can also be at a high height from the ground, and carry out the assembly.
Si comprende che l’innalzamento di una struttura reticolare attuale comporta un elevato dispendio di tempo e implica anche attrezzature necessarie per raggiungere ogni punto della struttura in via di allestimento con conseguenti problemi di pericolo per gli operatori. It is understood that the raising of a current reticular structure involves a high expenditure of time and also implies the necessary equipment to reach every point of the structure under construction with consequent problems of danger for operators.
Pertanto uno scopo della presente invenzione è quello di superare i problemi sopra accennati realizzando una struttura reticolare che possa essere montata in tutte le sue fasi operative e relativamente a tutte le sue parti a livello del suolo. Una tale struttura, quindi, non richiede l’impiego di ponteggi o di altre attrezzature aeree che, per esempio, sollevino gli operatori ad una certa altezza dal suolo per effettuare il montaggio. Therefore, an object of the present invention is to overcome the problems mentioned above by providing a reticular structure that can be assembled in all its operating phases and in relation to all its parts at ground level. Such a structure, therefore, does not require the use of scaffolding or other aerial equipment which, for example, lift the operators to a certain height from the ground to carry out the assembly.
Un altro scopo della presente invenzione è quello di poter realizzare strutture reticolari di forma e dimensioni diverse senza che questo comporti progettazioni e impiego di opere provvisionali specifiche. Another object of the present invention is that of being able to realize reticular structures of different shapes and sizes without this involving the planning and use of specific provisional works.
Un ulteriore scopo della presente invenzione è quello di ridurre i tempi e i costi di montaggio di strutture similari a quelle tradizionali. A further object of the present invention is to reduce the assembly times and costs of structures similar to traditional ones.
Ancora un altro scopo dell’invenzione è quello di diminuire le eventualità di incidenti per i montatori. Yet another purpose of the invention is to reduce the possibility of accidents for fitters.
Gli scopi sopra accennati vengono raggiunti secondo un primo aspetto della presente invenzione da una struttura reticolare ad innalzamento ed abbassamento, per l’utilizzo come sostegno di coperture flessibili, formata da travature unite ciascuna a quelle adiacenti da controventi, in cui dette travature sono travature articolate costituite da aste collegate tra loro in successione con cerniere cilindriche unite, a coppie alterne, mediante tiranti fatti con leghe metalliche dette a memoria di forma, almeno una delle aste di estremità di ogni travatura articolata essendo provvista di un carrello di scorrimento mobile liberamente sul suolo. Vantaggiosamente, le cerniere cilindriche possono essere di un tipo a bloccaggio e sbloccaggio automatico in e da una desiderata disposizione angolare delle aste ad esse collegate. The objects mentioned above are achieved according to a first aspect of the present invention by a reticular structure with raising and lowering, for use as a support for flexible roofs, formed by beams each joined to those adjacent by bracing, in which said beams are articulated beams consisting of rods connected to each other in succession with cylindrical hinges joined, in alternate pairs, by means of tie rods made with metal alloys called shape memory, at least one of the end rods of each articulated truss being provided with a sliding carriage freely movable on the ground . Advantageously, the cylindrical hinges can be of an automatic locking and unlocking type in and from a desired angular arrangement of the rods connected thereto.
Secondo un altro aspetto dell’invenzione è fornito un procedimento di innalzamento e abbassamento della struttura reticolare di cui alle rivendicazioni precedenti, in particolare per l’utilizzo come sostegno di coperture flessibili, formata da travature articolate, costituite da aste collegate tra loro con cerniere cilindriche, e da controventi, comprendente i seguenti passi di innalzamento: - montaggio in piano delle aste di ogni travatura mediante le relative cerniere cilindriche; According to another aspect of the invention, a raising and lowering method of the reticular structure referred to in the preceding claims is provided, in particular for use as a support for flexible covers, formed by articulated beams, consisting of rods connected to each other with cylindrical hinges , and by bracing, comprising the following steps of raising: - flat assembly of the rods of each truss by means of the relative cylindrical hinges;
-collegamento delle cerniere cilindriche prospicienti le travature adiacenti mediante controventi con cerniere sferiche, per formare una struttura reticolare piana; -connection of the cylindrical hinges facing the adjacent beams by bracing with spherical hinges, to form a flat reticular structure;
-collegamento, à coppie alterne, delle cerniere cilindriche di una stessa travatura mediante relativi tiranti realizzati con leghe a memoria di forma a due vie e preventivamente allungati, con deformazione plastica a temperatura ambiente, della lunghezza necessaria al collegamento di dette cerniere cilindriche in piano; -connection, in alternate pairs, of the cylindrical hinges of the same truss by means of relative tie rods made with two-way shape memory alloys and previously elongated, with plastic deformation at room temperature, of the length necessary for the connection of said cylindrical hinges in plane;
riscaldamento di ogni tirante alla temperatura richiesta per il relativo accorciamento alla lunghezza originaria, onde ottenere la desiderata disposizione angolare di struttura eretta di ogni coppia di aste delimitata dalle cerniere cilindriche vincolanti ogni tirante; heating each tie rod to the temperature required for its shortening to the original length, in order to obtain the desired angular arrangement of the erect structure of each pair of rods delimited by the cylindrical hinges binding each tie rod;
-bloccaggio delle cerniere cilindriche nella disposizione angolare di struttura eretta; - locking of the cylindrical hinges in the angular arrangement of an upright structure;
rilassamento dei tiranti, vincolati alle estremità dalle cerniere cilindriche bloccate, in seguito al loro raffreddamento a temperatura ambiente fino al raggiungimento della suddetta lunghezza di collegamento di dette cerniere cilindriche in piano; relaxation of the tie rods, constrained at the ends by the locked cylindrical hinges, following their cooling to room temperature until the aforementioned connection length of said cylindrical flat hinges is reached;
e comprendente i seguenti passi di abbassamento: and comprising the following lowering steps:
- sbloccaggio delle cerniere cilindriche dalla disposizione angolare di struttura eretta; - appiattimento della struttura anche per il solo peso proprio; - release of the cylindrical hinges from the angular arrangement of upright structure; - flattening of the structure even for its own weight only;
- smontaggio in piano delle cerniere sferiche dei controventi fra le travature e delle cerniere cilindriche delle aste di ogni travatura articolata. - disassembly of the spherical hinges of the bracing between the beams and of the cylindrical hinges of the rods of each articulated beam.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione saranno meglio evidenziati dalla seguente dettagliata descrizione, data a solo titolo indicativo e non limitativo, di una sua forma realizzativa, con riferimento ai disegni allegati, in cui si mostra: Further characteristics and advantages of the present invention will be better highlighted by the following detailed description, given only as an indication and not of limitation, of an embodiment thereof, with reference to the attached drawings, which show:
in figura 1: una vista in pianta dall’alto di una struttura reticolare secondo linvenzione a pianta poligonale centrale; in figure 1: a top plan view of a reticular structure according to the invention with a central polygonal plan;
in figura 2: una vista in pianta dall’alto di una struttura reticolare secondo l’invenzione a pianta quadrata; in figure 2: a top plan view of a reticular structure according to the invention with a square plan;
in figura 3: una vista laterale schematica della struttura della figura 2 in una fase di montaggio completato a terra; in figure 3: a schematic side view of the structure of figure 2 in a completed assembly phase on the ground;
in figura 4: una vista laterale schematica della struttura della figura 2 in una fase intermedia di innalzamento da terra; in figure 4: a schematic side view of the structure of figure 2 in an intermediate step of raising from the ground;
in figura 5: una vista laterale schematica della struttura della figura 2 in una fase terminale di innalzamento, dopo il bloccaggio delle cerniere cilindriche fra le aste; in figure 5: a schematic side view of the structure of figure 2 in a terminal raising phase, after locking the cylindrical hinges between the rods;
in figura 6: una vista laterale schematica ingrandita di una porzione della struttura della figura 5; in figure 6: an enlarged schematic side view of a portion of the structure of figure 5;
in figura 7: una vista prospettica schematica di uno spicchio della struttura della figura 1 in relative fasi di innalzamento corrispondenti a quelle delle figure da 3 a 5; in figure 7: a schematic perspective view of a segment of the structure of figure 1 in relative raising phases corresponding to those of figures 3 to 5;
in figura 8: una vista prospettica schematica della struttura della figura 1 in una fase di innalzamento completato. in figure 8: a schematic perspective view of the structure of figure 1 in a completed raising phase.
Con riferimento alle figure 1 e 2 sono mostrati due esempi di piante per una struttura reticolare secondo là presente invenzione. With reference to Figures 1 and 2, two examples of plants for a reticular structure according to the present invention are shown.
Nella figura 1 è mostrata una pianta poligonale centrale di una struttura reticolare che nell’ innalzamento è mostrata nelle figure 7 e 8 mentre nella figura 2 è mostrata una pianta a quattro lati, in particolare quadrata, e fasi di innalzamento di questa struttura sono mostrate nelle figure da 3 a 6. In figure 1 a central polygonal plan of a reticular structure is shown which in the elevation is shown in figures 7 and 8 while in figure 2 a four-sided plan, in particular square, is shown and phases of elevation of this structure are shown in the figures 3 to 6.
Si comprende tuttavia che altre forme di piante possono essere adottate. However, it is understood that other forms of plants can be adopted.
Con riferimento alla figura 1 nella struttura reticolare montata ma poggiata in pianò, indicata complessivamente con 1, sono contrassegnate genericamente con 10 aste di travature articolate ad andamento diametrale e con 11 controventi o membrature di controventatura ad andamento circonferenziale. Nella figura 7 uno spicchio di pianta 12 (figura 1) è mostrato nella figura 7 in scala ingrandita in prospettiva con lo stesso numero di riferimento, e con 12’ e rispettivamente 12” in due fasi successive di innalzamento della struttura reticolare 1. With reference to Figure 1 in the reticular structure mounted but resting on the floor, indicated as a whole with 1, they are generically marked with 10 rods of articulated trusses with a diametrical course and with 11 braces or bracing members with a circumferential course. In figure 7 a segment of plan 12 (figure 1) is shown in figure 7 on an enlarged perspective scale with the same reference number, and with 12 'and 12' respectively in two successive stages of raising the reticular structure 1.
Le aste 10 sono collegate tra di loro mediante cerniere cilindriche di estremità contrassegnate genericamente con 13. I controventi 11 sono solidali alle cerniere di estremità prospicienti mediante cerniere sferiche non mostrate in dettaglio. The rods 10 are connected to each other by means of cylindrical end hinges generically marked 13. The bracing 11 are integral with the facing end hinges by means of spherical hinges not shown in detail.
Come mostrato nella figura 7 con riferimento alle due posizioni 12’ e 12” dello spicchio di struttura, sottostanti alle aste sono tiranti collegati a coppie alterne di cerniere 13. I tiranti sono contrassegnati genericamente con 14. Secondo la presente invenzione i tifanti sono fatti di leghe metalliche dette a memoria di forma. Come è noto queste leghe (binarie di nichel e titanio o ternarie di rame, zinco e alluminio, ma anche di altri metalli) hanno la proprietà di variare le loro caratteristiche (dimensioni, forma, resistenza) a seconda delle condizioni di utilizzo (temperatura, potenziale elettrico, deformazioni meccaniche). In breve i pezzi realizzati con quéste leghe, una volta deformati ad una certa temperatura, conservano la loro deformazione fino a quando vengono riscaldati o sollecitati elettricamente. À questo punto essi “ricordano” la loro forma originale e riprendono lo stato (dimensioni, forma e proprietà) che avevano quando erano stati forgiati. Nel procedimento secondo l’invenzione i tiranti sono fatti di leghe metalliche a memoria di forma del tipo a due vie per cui i tiranti, una volta raffreddati o venuto meno l’effetto elettrico, tendono a rilassarsi per riassumere forma, dimensioni e altre proprietà tipiche del loro stato deformato. Pertanto la struttura reticolare viene montata in piano, al suolo collegando le aste 10 di ogni travatura mediante le relative cerniere cilindriche. Le cerniere cilindriche 13 prospicienti le travature adiacenti sono collegate mediante controventi 11 tramite cerniere sferiche (non mostrate nei disegni) per formare una struttura reticolare piana. A coppie alterne le cerniere cilindriche 13 di una stessa travatura sono unite mediante i relativi tiranti 14 realizzati con leghe a memoria di forma a due vie e preventivamente allungati, con deformazione plastica a temperatura ambiente, della lunghezza necessaria al collegamento delle stesse cerniere cilindriche in piano. As shown in figure 7 with reference to the two positions 12 'and 12 "of the segment of the structure, underneath the rods there are tie rods connected to alternate pairs of hinges 13. The tie rods are generically marked with 14. According to the present invention, the fans are made of shape memory metal alloys. As is known, these alloys (binary of nickel and titanium or ternary of copper, zinc and aluminum, but also of other metals) have the property of varying their characteristics (size, shape, resistance) depending on the conditions of use (temperature, electric potential, mechanical deformations). In short, the pieces made with these alloys, once deformed at a certain temperature, retain their deformation until they are heated or electrically stressed. At this point they "remember" their original shape and resume the state (size, shape and properties) they had when they were forged. In the process according to the invention, the tie rods are made of shape memory metal alloys of the two-way type so that the tie rods, once cooled or the electrical effect ceases, tend to relax to resume shape, dimensions and other typical properties of their deformed state. Therefore, the reticular structure is mounted flat on the ground by connecting the rods 10 of each truss by means of the relative cylindrical hinges. The cylindrical hinges 13 facing the adjacent beams are connected by braces 11 by means of spherical hinges (not shown in the drawings) to form a flat reticular structure. In alternate pairs the cylindrical hinges 13 of the same truss are joined by means of the relative tie rods 14 made with two-way shape memory alloys and previously elongated, with plastic deformation at room temperature, of the length necessary for the connection of the cylindrical hinges in the plane .
Ogni tirante 10 viene riscaldato alla temperatura richiesta per il relativo accorciaménto alla lunghezza originaria. Si ottiene così la desiderata disposizione angolare di struttura eretta 12’ di ogni coppia di aste delimitata dalle cerniere cilindriche vincolanti ogni tirante. Each tie rod 10 is heated to the temperature required for the relative shortening to the original length. Thus, the desired angular arrangement of an upright structure 12 'of each pair of rods delimited by the cylindrical hinges binding each tie rod is obtained.
Una volta raggiunta questa struttura eretta, le cerniere cilindriche 13 vengono bloccate, manualmente o automaticamente a seconda del tipo, nella disposizione angolare raggiunta. Once this erect structure has been reached, the cylindrical hinges 13 are locked, manually or automatically according to the type, in the angular arrangement reached.
Poiché i tiranti 14 sono di leghe metalliche a memoria di forma del tipo a due vie, in seguito al loro raffreddamento a temperatura ambiente, si rilassano formando gli archi mostrati nella figura 6, con riferimento alla struttura a pianta -quadrata 2. Nel procedimento secondo la presente invenzione, l’abbassamento della struttura reticolare avviene dopo lo sbloccaggio, manuale o automatico, delle cerniere cilindriche dalla disposizione angolare di struttura eretta. Poiché i tiranti sono nella loro condizione rilassata, la struttura si appiattisce anche per il solo peso proprio ed è quindi agevole procedere allo smontaggio in piano delle cerniere sferiche dei controventi fra le travature e delle cerniere cilindriche delle aste di ogni travatura articolata. Nell’esempio della figura 2 nella struttura reticolare 2, analogamente montata ma poggiata in piano come la struttura 1 sono contrassegnate genericamente con 20 travature articolate ad andamento trasversale e con 21 controventi o membrature di controventatura ad andamento longitudinale. Facendo riferimento alle figure da 3 a 6 è mostrata una travatura sottoposta a un’operazione di innalzamento come precedentemente descritto per la struttura reticolare a pianta poligonale centrale. Su un’estremità ogni travatura è previsto un carrello 15 liberamente mobile al suolo (che non è mostrato, ma che è presente anche nella struttura reticolare delle figure 7 e 8). Since the tie rods 14 are of shape memory metal alloys of the two-way type, following their cooling to room temperature, they relax forming the arcs shown in Figure 6, with reference to the square-plan structure 2. In the process according to the present invention, the lowering of the reticular structure takes place after the manual or automatic release of the cylindrical hinges from the angular arrangement of the erect structure. Since the tie rods are in their relaxed condition, the structure flattens even due to its own weight alone and it is therefore easy to disassemble the spherical hinges of the bracing between the beams and the cylindrical hinges of the rods of each articulated beam. In the example of Figure 2 in the reticular structure 2, similarly mounted but resting flat like the structure 1, they are generically marked with 20 articulated beams with transversal course and with 21 bracing or longitudinal bracing members. Referring to figures 3 to 6, a truss is shown subjected to a raising operation as previously described for the central polygonal reticular structure. On one end of each truss there is a carriage 15 freely movable on the ground (which is not shown, but which is also present in the reticular structure of figures 7 and 8).
Le cerniere cilindriche sono contrassegnate con 13. Per la struttura 2 valgono le stesse considerazioni per l’innalzamento e l’abbassamento fatte per la struttura. The cylindrical hinges are marked with 13. For structure 2 the same considerations for raising and lowering made for the structure apply.
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