IT202000016432A1 - Dispositivo di connessione a espansione e relativo metodo di realizzazione - Google Patents

Description

Titolo: ?DISPOSITIVO DI CONNESSIONE A ESPANSIONE E RELATIVO METODO DI REALIZZAZIONE?

DESCRIZIONE

Campo dell?Invenzione

La presente invenzione si riferisce in generale al settore dei sistemi di fissaggio e riguarda in particolare un connettore a espansione per il fissaggio di un elemento in una cavit? o foro, in particolare per il fissaggio di elementi tubolari metallici.

Stato della Tecnica

Sono noti i connettori del tipo a espansione da inserire all?interno cavit? e fori, sia ricavati in una parete che in cavit? di elementi tubolari, di preferenza di tubi metallici, per il loro fissaggio ad altri tubi o ad altri elementi quali piastre e basi, per esempio di oggetti di arredo, quali piantane e simili.

Si tratta normalmente di elementi in un materiale plastico, deformabili che stabiliscono un fissaggio a tenuta, grazie all?attrito generato tra il connettore e la superficie interna del tubo. Tali connettori presentano usualmente un foro centrale per ricevere e trattenere un elemento di fissaggio, quale una vite, che, quando posta in tensione provoca un?espansione del connettore stesso, che rimane cos? fissato all?interno del foro o del tubo.

Normalmente tali connettori presentano un corpo principale, sostanzialmente tubolare all?interno del quale inserire il gambo di una vite e un elemento di trazione, quale un nottolino, associato alla porzione terminale del gambo della vite e disposto esternamente al corpo principale. Quando la vite viene serrata, parte del nottolino entra nel corpo principale, provocando la sua espansione. Pur avendo una buona tenuta, tale soluzione ? svantaggiosamente formata da due pezzi separati. Questo comporta un difficile riutilizzo del sistema, in quanto una volta tolta la vite, il nottolino si stacca e nella maggior parte delle applicazioni risulta irrecuperabile. In aggiunta tale soluzione non ? idonea a fissare tra loro due tubi, ma si pu? utilizzare solo per il fissaggio di un tubo a una piastra.

In aggiunta le tenuta tra il materiale plastico che costituisce il connettore e il metallo dell?elemento tubolare non sempre ? sufficiente per il carico richiesto.

Scopo e Sommario dell?Invenzione

La presente invenzione ? stata concepita con lo scopo di ovviare agli inconvenienti della tecnica nota, proponendo un dispositivo di connessione o connettore in grado di garantire una tenuta ottimale anche nel caso di carichi elevati.

Un altro scopo ? di fornire un connettore che sia in un blocco unico.

Un ulteriore scopo ? di proporre un connettore, la cui connessione possa essere riutilizzata.

Un altro scopo ancora ? di fornire un connettore che possa essere utilizzato sia per il fissaggio in un foro, per esempio ricavato in una parete, che per il fissaggio di un elemento tubolate a una piastra, o per il fissaggio tra loro di due elementi tubolari.

Un ulteriore scopo ? quello di realizzare un connettore con elevata espansione radiale, in grado di compensare le tolleranze dimensionali degli elementi tubolari ai quali va associato.

Tali scopi sono raggiunti con un dispositivo di connessione, o connettore, a espansione secondo la rivendicazione 1, che comprende un corpo principale, avente almeno due aperture laterali e un elemento di espansione e aggraffaggio a raggiera, avente almeno due bracci ciascuno destinato interagire con una rispettiva apertura laterale per fuoriuscire parzialmente da essa quando posto in trazione, in modo che la sua porzione terminale entri in contatto e si assesti in pressione contro una parete interna di una cavit? nella quale il dispositivo di espansione ? inserito. Vantaggiosamente, le almeno due aperture sono disposte da parti opposte del corpo principale e gli almeno due bracci risultano sfasati di 180? uno rispetto all?altro.

Preferibilmente, il connettore comprende almeno tre bracci e tre rispettive aperture sfasati/e di 120? gli uni/ le une rispetto agli altri/alle altre. Ancor pi? preferibilmente il connettore comprende quattro bracci e quattro aperture sfasati/e di 90?.

Di preferenza, il corpo principale comprende una porzione di base e almeno due settori che emergono da essa, ciascuno presentante una rispettiva apertura laterale passante.

Vantaggiosamente la porzione di base comprende un passaggio per l?inserimento di un mezzo di tiraggio.

In una soluzione particolarmente preferita i mezzi di espansione comprendono una porzione centrale dalla quale si estendono a raggiera i bracci; in aggiunta, i bracci sono inclinati, preferibilmente secondo una linea arcuata, rispetto alla porzione centrale e la porzione centrale comprende mezzi di aggancio, quali un foro filettato, che interagiscono con il mezzo di tiraggio per causare l?espansione dei mezzi di espansione.

Di preferenza, i mezzi di espansione sono inseriti nel corpo principale in maniera non rimovibile, con le porzioni terminali di ciascun braccio inserita nella rispettiva apertura laterale. In tal modo i mezzi di espansione costituiscono un unico blocco con il corpo principale e non sono rimovibili da esso.

Vantaggiosamente, quindi, i mezzi di espansione sono disposti all?interno del corpo principale, a differenza dei dispostivi della tecnica nota, che prevedono che i mezzi di espansione siano esterni al corpo principale.

Pertanto e vantaggiosamente, il dispositivo di giunzione non richiede alcuna operazione di assemblaggio da parte dell?utilizzatore, in quanto gi? provvisto dei mezzi di espansione all?interno del corpo principale, anche nella condizione di non utilizzo. Anche quando i mezzi di tiraggio vengono rimossi, il dispositivo di connessione rimane assemblato e pronto per un nuovo utilizzo.

Preferibilmente il corpo principale ? in un unico pezzo. Con la dicitura ?in un unico pezzo? ci si riferisce a un corpo principale che non comprende due o pi? parti separabili una volta unite tra loro, per esempio mediante mezzi di collegamento a incastro, mediante avvitatura o simili. Invece ? considerabile in un unico pezzo, un corpo principale comprendente inizialmente due o pi? parti separate, ma congiunte tra loro in maniera da non poter pi? essere separate una volta unite, per esempio tramite incollaggio, microchiodi, saldatura, o altre tecniche simili.

Vantaggiosamente, poi, il connettore ? completamente a scomparsa una volta inserito nella cavit?, in modo da non modificare l?aspetto estetico dell?elemento al quale ? associato.

Vantaggiosamente ai mezzi di espansione possono essere associati mezzi di tiraggio, per esempio in forma di vite filettata desinata a interagire con il foro filettato per tirare la porzione centrale dei mezzi di espansione e causare un appiattimento dei bracci, diminuendone l?inclinazione, e la conseguente espansione in direzione radiale dei mezzi di espansione stessi, le cui porzioni terminali fuoriescono dalle rispettive aperture entrando in contatto con la parete interna della cavit? e bloccando cos? al suo interno il connettore, per attrito. Questa configurazione permette di aumentare la forza di attrito tra il connettore e la cavit? nella quale ? inserito, semplicemente aumentando la trazione esercitata dai mezzi di tiraggio, per compensare anche eventuali tolleranze della misura della cavit?.

In una soluzione preferita il connettore ? atto a essere inserito in un elemento tubolare per connetterlo a un altro elemento tubolare o a un differente elemento, quale ad esempio un supporto.

Vantaggiosamente il corpo pu? avare una qualsiasi sezione, in base al tubo o alla cavit? al quale deve essere associato; ad esempio il connettore pu? avere sezione sostanzialmente quadrata, circolare, rettangolare o esagonale.

Di preferenza, il corpo principale pu? essere realizzato in un materiale plastico, preferibilmente un polimero e ancor pi? preferibilmente un tecnopolimero, mentre i mezzi di espansione e i mezzi di tiraggio possono essere in un materiale metallico, in particolare in ferro zincato, acciaio inox e simili.

Vantaggiosamente, quindi, il dispositivo di connessione realizza un contatto metallo con metallo, che garantisce una tenuta particolarmente elevata.

La presente invenzione concerne anche un metodo secondo la rivendicazione 9, per la realizzazione di un dispositivo di connessione a espansione. In specifico il metodo prevede di costruire una prima parte di un corpo principale comprendente una porzione di ciascuna di almeno due aperture, di inserire un elemento di espansione all?interno del corpo principale inserendo la porzione terminale di ciascun braccio nella porzione di una rispettiva apertura laterale e di completare la costruzione del corpo principale, in modo che ciascuna porzione terminale risulti all?interno di una rispettiva apertura laterale.

Di preferenza il corpo principale ? realizzato mediante tecnologia additiva, in particolare mediante una stampante 3D, in modo che sia possibile arrestarla dopo la costruzione della prima parte per consentire l?inserimento dei mezzi di espansione e di farla poi ripartire per completare il corpo principale.

In alternativa, il corpo principale pu? essere costruito con tecnologia mista, in specifico costruendo la prima parte del corpo principale con tecnologia a iniezione o mediante stampaggio e poi, una volta inseriti i mezzi di espansione completare il corpo principale mediante tecnica additiva, per esempio mediante stampa 3D.

In un forma di realizzazione alternativa le due parti del corpo principale possono essere costruite come parti separate e poi unite tra loro in modo da non potere essere separate, tramite incollaggio, microchiodi, saldatura, di preferenza saldatura a infrasuoni e simili.

Grazie a un tale metodo di produzione, i mezzi di espansione risultano inglobati nel corpo principale, evitando che si possano separare o possano fuoriuscire da esso.

Breve Descrizione dei Disegni

L?invenzione sar? peraltro ulteriormente illustrata nel seguito della descrizione fatta con riferimento agli allegati disegni indicativi e non limitativi, nei quali: la Figura 1 mostra una vista prospettica di una forma di realizzazione di un dispositivo di connessione secondo la presente invenzione;

la figura 2 mostra una vista in sezione del dispositivo di figura 1;

la Figura 3 mostra una vista prospettica di un primo componente del dispositivo di connessione della figura 1; la Figura 4 mostra una vista prospettica di un secondo componente del dispositivo di connessione della figura 1; la figura 5 mostra una vista in sezione parziale di un esempio di utilizzo del dispositivo di connessione della figura 1;

la figura 6 mostra una fase di fissaggio dell?assieme della figura 5; e

la Figura 7 mostra una vista in sezione del dispositivo di connessione della figura 5.

Descrizione dettagliata dell?Invenzione

Nelle figure, con 1 ? indicato globalmente un dispositivo di connessione o connettore, secondo la presente invenzione.

Il dispositivo di connessione presenta un corpo principale 2 e mezzi di espansione 3 disposti internamente a detto corpo principale.

Il corpo principale comprende una porzione di base 4 e una porzione laterale, di preferenza comprendente almeno due settori 5 emergenti dalla porzione di base. Tale conformazione consente di ridurre la superficie della pozione laterale, riducendo l?attrito da essa esercitato e agevolando quindi l?inserimento del connettore nella cavit? nella quale deve essere alloggiato. In alternativa la porzione laterale potrebbe comprendere una parete laterale continua.

La porzione di base presenta un passaggio 6 per ricevere un mezzo di tiraggio 7, quale una vite filettata, come nell?esempio mostrato nelle figure 5-7. Ciascun settore presenta una rispettiva aperura 8 laterale passante. Infine, ciascun settore pu? presentare un dentello 9, preferibilmente in corrispondenza della sua sommit? e rivolto verso l?interno del corpo principale. Vantaggiosamente i settori possono essere separati tra loro, come mostrato nelle figure.

I mezzi di espansione 3 comprendono una porzione centrale 10 dalla quale si estendono almeno due bracci 11 emergenti in una direzione radiale R.

Ciascun braccio risulta inclinato rispetto alla porzione centrale e presenta una porzione terminale 12 che viene a giacere su un piano diverso rispetto al piano sul quale giace la porzione centrale, come visibile nella figura 4, nella quale le porzioni terminali dei i mezzi di espansione sono appoggiate su un piano, mentre la porzione centrale risulta in posizione rialzata rispetto ad esse. Vantaggiosamente ciascun braccio presenta un profilo arcuato.

La porzione centrale comprende mezzi di aggancio 13 che interagiscono con il mezzo di tiraggio 7 per causare l?espansione dell?elemento di connessione. I mezzi di tiraggio possono essere in forma di un foro filettato per interagire con la filettatura 7? dei mezzi di tiraggio qualora essi comprendano una vite filettata.

I mezzi di espansione sono inseriti nel corpo principale in modo che la porzione terminale di ciascun braccio sia inserita almeno parzialmente nell?apertura 8 di un rispettivo settore 5, come mostrato, ad esempio, nelle figure 1 e 2.

Il corpo principale pu? avere sezione sostanzialmente circolare, oppure quadrata, come mostrato nelle figure, rettangolare o qualsiasi altra sezione corrispondente alla sezione di un foro o della cavit? di un elemento al quale va associato. Di preferenza il corpo principale ? realizzato in un materiale metallico, in un materiale plastico, oppure e preferibilmente in un polimero e ancor pi? preferibilmente un tecnopolimero, quale poliamminide, acrilonitrile butadiene stirene (ABS), polilattato (PLA), poliuretano termoplastico (TPU) e simili. Vantaggiosamente, infatti, i tecnopolimeri sono polimeri dotati di elevate caratteristiche fisico-meccaniche di rigidit?, tenacit?, duttilit?, lavorabilit?, resistenza a temperature elevate, a carichi statici e dinamici e all'invecchiamento.

Preferibilmente, i mezzi di espansione sono realizzati in un materiale metallico, in particolare in ferro zincato, acciaio inox e simili, e possono avere diversi spessori a seconda del carico che dovranno sopportare.

In un soluzione preferita i mezzi di espansione sono inglobati del corpo principale, in modo da non potersi separare da esso e sono atti a ricevere e trattenere i mezzi di tiraggio 7, che possono essere di preferenza una vite filettata di tiraggio. Per garantire che i mezzi di espansione rimangano al suo interno, il corpo principale ? costituito da un unico pezzo e/o non presenta parti separabili per consentire l?inserimento/la rimozione dei mezzi di tiraggio.

I mezzi di tiraggio interagendo con la porzione centrale dei mezzi di espansione, provocano uno spostamento della porzione centrale stessa nella direzione D indicata dalle frecce delle figure 6 e 7. Dal momento, per? che i bracci non possono spostarsi nella stessa direzione, in quanto trattenuti ciascuno dalla rispettiva apertura, essi si appiattiscono su se stessi, diminuendo la loro inclinazione ed espandendosi verso l?esterno nella direzione radiale D, realizzando cos? una tenuta con la parete interna del foro o della cavit?. In altre parole i mezzi di espansione vengono ad appiattirsi su se stessi, con la porzione terminale di ciascun braccio che viene a scorrere nella relativa apertura entrando in contatto con la parete interna della cavit? dell?elemento tubolare. La forza di attrito generata dal contatto metallo/metallo ? molto elevata e risulta maggiore del contatto metallo/polimero che si ha nei normali giunti a espansione.

Nelle figure 5, 6 e 7 ? mostrato un esempio di utilizzo di un connettore in accordo con la presente invenzione, per fissare un elemento tubolare 14 a un elemento di supporto 15. Una volta inserito il connettore all?interno di una cavit?, nel presente esempio all?interno di una estremit? dell?elemento tubolare 14, agendo sui mezzi di tiraggio 7, per esempio avvitandoli, nel caso di una vite, la porzione centrale dei mezzi di espansione viene tirata nella direzione D mostrata dalle rispettive frecce, in modo da modificare, nel senso di diminuire l?inclinazione dei bracci e provocare un movimento verso l?esterno delle loro porzioni terminali che vengono a entrare in contatto con la superficie interna dell?elemento tubolare.

Grazie alle caratteristiche sopra descritte, in particolare alla configurazione a raggiera dei mezzi di espansione e alla configurazione in un unico blocco comprendente corpo principale e mezzi di espansione, la presente invenzione presenta i seguenti vantaggi:

? l?alloggiamento per i mezzi di espansione ? all?interno del corpo principale, formando un unico blocco, non removibile;

? non sono richieste operazioni di assemblaggio da parte dell?utilizzatore; e

? il connettore rimane correttamente assemblato anche a seguito della rimozione della vite, permettendo lo smontaggio e rimontaggio del connettore.

La presente invenzione concerne anche un metodo per la realizzazione del dispositivo di connessione 1. Secondo tale metodo viene realizzata una prima porzione del corpo principale, comprendente parte di ciascun settore e parte di ciascuna delle aperture laterali, successivamente i mezzi di espansione vengono inseriti in modo che ciascuna porzione terminale sia inserita nella parte della rispettiva apertura laterale e infine viene completata la restante parte del corpo principale, in modo da inglobare la porzione terminale di ciascun braccio dei mezzi di espansione nella rispettiva apertura laterale del copro principale.

La fase di realizzare la prima porzione pu? comprendere la porzione di base e una prima parte di ciascun settore comprendente una prima parte delle rispettiva apertura.

Di preferenza, la costruzione del corpo ? realizzata mediante tecnologia additiva e in specifico mediante stampante 3D, in modo da poter inserire i mezzi di espansione prima che la stampante 3D ultimi la realizzazione del corpo principale.

In alternativa il connettore pu? essere realizzato interamente mediante tecnologia a iniezione, oppure pu? essere realizzato con tecnologia mista, per esempio realizzando la prima porzione del corpo mediante iniezione e realizzando la rimanente parte con tecnica additiva.

Il corpo principale potrebbe anche essere inizialmente costituito da due pezzi separati, uniti tra di loro in maniera non pi? rimovibile tramite incollaggio o meccanicamente attraverso microchiodi, oppure tramite saldatura, di preferenza saldatura a ultrasuoni, o simili, per ottenere un corpo unico.

Alla presente invenzione, nelle forme di realizzazione illustrate e descritte, allo scopo di soddisfare esigenze contingenti e specifiche, un tecnico del ramo potr? apportare numerose variazioni e modifiche, tutte per altro comprese nell?ambito di protezione dell?invenzione come definito dalle seguenti rivendicazioni.

Claims (10)

RIVENDICAZIONI

1. Un dispositivo di connessione (1) a espansione comprendente un corpo principale (2) e mezzi di espansione (3) associati a detto corpo principale, detto dispositivo di espansione essendo caratterizzato dal fatto che il corpo principale comprende almeno due aperture laterali (8) e dal fatto che i mezzi di espansione comprendono almeno due bracci (11), ciascuno comprendente una rispettiva porzione terminale (12), inserita in una rispettiva apertura laterale di dette almeno due aperture e movibile nella rispettiva apertura laterale, in modo da emergere almeno parzialmente da essa, quando i mezzi di espansione vengono attivati mediante mezzi di tiraggio (7).

2. Dispositivo di connessione (1) secondo la rivendicazione 1, in cui il corpo principale (2) comprende una porzione di base (4) e una porzione laterale, che pu? comprendere almeno due settori (5), emergenti da detta porzione di base, in ciascuno dei quali ? ricavata una rispettiva apertura laterale di dette almeno due aperture laterali, e in cui detta porzione di base (4) presenta almeno un passaggio (6) atto a ricevere un mezzo di tiraggio (7).

3. Dispositivo di connessione (1) secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui i mezzi di espansione comprendono una porzione centrale (10) dalla quale si estendono a raggiera detti almeno due bracci (11), in cui detti almeno due bracci sono inclinati rispetto a detta porzione centrale e preferibilmente presentano una forma arcuata e in cui detta porzione centrale comprende mezzi di aggancio (13) che interagiscono con il mezzo di tiraggio (7) per causare l?espansione dei mezzi di espansione dell?elemento di connessione, detti mezzi di aggancio potendo essere in forma di un foro filettato destinato a interagire con una filettatura (7?) di detti mezzi di tiraggio.

4. Dispositivo di connessione (1) secondo la rivendicazione 1, 2 o 3, in cui detti mezzi di espansione sono inseriti nel corpo principale in maniera non rimovibile, detto corpo principale essendo realizzato in un unico pezzo e potendo comprendere almeno due dentelli (9) ciascuno ricavato in corrispondenza dell?estremit? di un rispettivo settore (5), per trattenere i mezzi di espansione (3) all?interno del corpo principale.

5. Dispositivo di connessione (1) secondo una delle rivendicazioni 1-4, in cui il corpo principale ? sagomato e dimensionato per poter essere inserito in una cavit?, in particolare all?interno di un elemento tubolare (14) di qualsiasi dimensione e sezione per connetterlo a un altro elemento tubolare o a un elemento diverso, quale un elemento di supporto (15) e in cui nella condizione di lavoro i mezzi di tiraggio interagiscono con i mezzi di aggancio (13) dei mezzi di espansione, tirando la porzione centrale in una direzione (D) e provocando un appiattimento dei bracci (10) di detti mezzi di espansione, con una corrispondente espansione in una direzione radiale (R) delle porzioni terminali di detti bracci, dette porzioni terminali entrando in contatto con la parete interna di detta cavit? per un fissaggio del dispositivo di connessione in detta cavit?.

6. Dispositivo di connessione (1) secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui il corpo principale ha sezione sostanzialmente circolare, quadrata, rettangolare, esagonale e simili.

7. Dispositivo di connessione (1) secondo una delle rivendicazioni precedenti e in cui detto corpo principale ? realizzato in un materiale plastico, preferibilmente un polimero e ancor pi? preferibilmente un tecnopolimero, quale poliamminide, acrilonitrile butadiene stirene, polilattato, poliuretano termoplastico e simili.

8. Dispositivo di connessione (1) secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui i mezzi di espansione sono in un materiale metallico, in particolare in ferro zincato, acciaio inox e simili.

9. Un metodo per la realizzazione di un dispositivo di connessione (1) a espansione comprendente un corpo principale (2) provvisto di almeno due aperture laterali (8) e di un passaggio (6) per l?inserimento di un mezzo di tiraggio (7), e mezzi di espansione (3), associati a detto corpo principale e comprendenti una porzione centrale (10), provvista mezzi di aggancio (13), e almeno due bracci (11), che si estendono a raggiera a partire da detta porzione centrale e provvisti di rispettive porzioni terminali (12), ciascuna destinata a essere inserita in una rispettiva apertura laterale (8), detto metodo comprendendo le fasi di:

a) realizzare una prima porzione di detto corpo principale, comprendente una parte di ciascuna di dette almeno due aperture laterali;

b) inserire la porzione terminale di ciascun braccio dei mezzi di espansione in detta parte di una rispettiva di dette almeno due aperture laterali; e

c) completare la restante parte del corpo principale, in modo da inglobare al suo interno i mezzi di espansione.

10. Metodo secondo la rivendicazione 9, in cui il corpo principale ? interamente realizzato mediante tecnologia additiva, di preferenza mediante una stampante 3D, oppure in cui la fase a) ? realizzata mediante iniezione e la fase c) con tecnica additiva, di preferenza mediante una stampante 3D.