IT201800011071A1 - Dispositivo modulare di dissipazione dell’energia - Google Patents

Description

DISPOSITIVO MODULARE DI DISSIPAZIONE DELL’ENERGIA

DESCRIZIONE

La presente divulgazione si riferisce in generale ad un dispositivo di dissipazione dell’energia atto a connettere due strutture lungo una direzione longitudinale. In particolare, la presente divulgazione si riferisce ad un dispositivo modulare di dissipazione dell’energia e ad un ammortizzatore comprendente detto dispositivo modulare di dissipazione dell’energia particolarmente per strutture edilizie.

Molte strutture, specialmente di grandi dimensioni quali ponti, viadotti o grattaceli, comprendono dispositivi isolatori o dissipatori atti a modificare la risposta di tali strutture all’azione sismica o di altre azioni dinamiche, quali ad esempio quella del vento.

In particolare, forti venti e terremoti inducono spesso carichi dinamici eccessivi in strutture ponti o viadotti. Al fine di prevenire eventuali danni strutturali, tali forze devono essere ridotte e portate all’interno di limiti di sicurezza. A questo fine, tali strutture comprendono ammortizzatori o dissipatori che riducono tali vibrazioni o forze.

Questo tipo di ammortizzatori sono molto usati anche nell’edilizia nel caso in cui si vogliano vincolare rigidamente più edifici separati tra di loro in caso di evento sismico. Questo permette infatti di ridurre notevolmente lo spazio tra i vari edifici che altrimenti andrebbe dimensionato in modo da tenere conto dei movimenti in contro fase che potrebbero verificarsi sotto azione dinamica, ad esempio durante un terremoto.

Generalmente, tali dispositivi comprendono un cilindro a tenuta stagna riempito con un fluido altamente viscoso, come ad esempio un olio siliconico, e un pistone inserito all’interno di tale cilindro e connesso tramite uno stelo alla struttura sulla quale il dispositivo è installato. Nello specifico, il pistone divide il cilindro in due camere: in caso di movimenti lenti, il fluido può scorrere da una camera all’altra attraverso uno spazio tra il pistone e il cilindro, mentre in caso di rapidi movimenti, la viscosità del fluido aumenta notevolmente, impedendo lo scorrimento del fluido tra le due camere bloccando di conseguenza il movimento interno del dispositivo.

Questo tipo di dispositivi comprende inoltre guarnizioni opportunamente disposte per prevenire perdite tra le due camere del cilindro e verso l’ambiente esterno al cilindro. Inoltre, i dispositivi di ammortizzazione noti possono comprendere valvole di regolazione del flusso del fluido idraulico tra le due camere del cilindro pneumatico. Simili dispositivi, opportunamente modificati, sono utilizzati anche in veicoli quali automobili, camion, veicoli a due ruote, treni. In tale ambito sono spesso utilizzate sospensioni a molle elicoidali che sono caratterizzate da un rischio di rottura elevato o molle ad aria.

I suddetti tipi di dispositivi di ammortizzazione comprendono tuttavia una serie di svantaggi che rendono difficile la loro applicazione a tipologie di strutture o veicoli differenti.

In primo luogo, i dispositivi dell’arte nota sono difficilmente modificabili al fine di sopportare carichi di diversa intensità e/o natura. Ad esempio, la modifica di un dispositivo di ammortizzazione idraulico per la sua installazione in una struttura di diverse dimensioni può ad esempio comportare, oltre ad un notevole aumento delle dimensioni, il cambiamento dei materiali di cui è fatto il cilindro e/o il pistone, un’apposita tipologia di guarnizioni e un diverso tipo di fluido da inserire all’interno del cilindro.

In secondo luogo, specialmente i dispositivi di ammortizzazione di tipo idraulico, sono atti a lavorare principalmente lungo una singola direzione principale.

La presenza delle guarnizioni rappresenta inoltre un grosso inconveniente, soprattutto dovuto al fatto che il materiale di cui sono fatte tende con il tempo ad usurarsi, compromettendo la funzionalità dell’intero dispositivo di ammortizzazione. Ulteriore svantaggio è rappresentato dal fatto che il comportamento ed il funzionamento dei dispositivi di ammortizzazione idraulica non è facilmente prevedibile e non è costante nel tempo. Più in particolare, in uso, la temperatura del fluido contenuto all’interno del cilindro idraulico varia a causa delle forze d’attrito. Cambiamenti della temperatura del fluido idraulico possono influenzare la viscosità del fluido stesso e, di conseguenza, il comportamento e la funzionalità dell’intero dispositivo di ammortizzazione.

Inoltre la presenza delle valvole di regolazione del fluido idraulico aumenta notevolmente la complessità realizzativa e di conseguenza i costi di realizzazione e di manutenzione di tali dispositivi.

Anche i dispositivi di ammortizzazione progettati ed installati in ambito automobilistico sono caratterizzati da diversi svantaggi. Ad esempio, le molle in acciaio devono essere realizzate in una sufficiente durezza affinché possano caricare peri massimi o il peso lordo del veicolo, assicurando tuttavia una sufficiente flessione e trasmissione delle vibrazioni anche a veicolo vuoto o solo parzialmente carico. Tale compromesso risulta tuttavia spesso difficile da trovare. Questo svantaggio è stato tuttavia superato con l’introduzione di molle ad aria, le quali sono caratterizzate da una costante elastica compensante. In altre parole, consentono cambiamenti della costante elastica o della rigidità a seconda della differenza di carico: in veicoli poco o leggermente carichi la pressione nei soffietti risulta bassa, mentre in veicoli completamente carichi la pressione nei soffietti è elevata. Ciò rendere i veicoli su cui sono montate più affidabili e longevi rispetto a quelli che montano molle in acciaio e assicurano maggior comfort di guida. In tale tipologia di molla, il cambiamento di pressione nei soffietti avviene automaticamente per mezzo di valvole con sensori di livello. In definitiva, l’installazione di molle ad aria riduce i tempi di inattività e consente un’altezza di marcia costante che rappresenta per il conducente un maggiore comfort di marcia riducendo il suo affaticamento. L’utilizzo di molle ad aria migliora, inoltre, l’ammortizzazione delle vibrazioni sia in stato carico sia di non carico e riduce il carico sul manto stradale. Tuttavia, è spesso necessario sottoporre il sistema e la molla ad aria ad una costante manutenzione, controllando le condotte dell'aria compressa e le apparecchiature sulla presenza di eventuali perdite; verificando che i supporti dei soffietti non presentino danneggiamenti, deformazioni e spigoli taglienti. Occorre, inoltre, controllare il funzionamento della tenuta ermetica degli ammortizzatori, il fissaggio e il sistema di supporto; verificare periodicamente la corretta coppia di serraggio dei dadi e delle viti; verificare che non ci siano segni di usura sulla sospensione dell’asse, sullo sterzo e sulle traverse ed il corretto funzionamento della valvola livellatrice. La sottoposizione a un costante controllo di tutti gli elementi menzionati aumenta sensibilmente i costi di manutenzione.

La presente divulgazione si propone di mettere a disposizione un dispositivo modulare di dissipazione dell’energia che consenta di superare gli inconvenienti sopra citati con riferimento alla tecnica nota e/o di conseguire ulteriori vantaggi. Ciò è ottenuto attraverso un dispositivo modulare di dissipazione dell’energia ed un ammortizzatore come definiti nelle rispettive rivendicazioni indipendenti. Caratteristiche secondarie e forme di realizzazioni particolari dell’oggetto della presente divulgazione sono definite nelle corrispondenti rivendicazioni dipendenti. In una forma di realizzazione il dispositivo modulare di dissipazione dell’energia secondo la presente divulgazione comprende un asse longitudinale ed è configurato per connettere elementi strutturali lungo una direzione longitudinale. Il dispositivo modulare di dissipazione dell’energia comprende una pluralità di prime unità di ammortizzazione disposte impilate in serie lungo la direzione longitudinale. Ciascuna di dette prime unità di ammortizzazione è configurata per deformarsi almeno in direzione longitudinale e comprende almeno una coppia di elementi di supporto per il supporto e il collegamento di un’unità di ammortizzazione con altre unità di ammortizzazione della pluralità di prime unità di ammortizzazione e/o con elementi strutturali che il dispositivo di dissipazione dell’energia è configurato per connettere. Ogni unità di ammortizzazione comprende inoltre almeno un elemento elastico interposto tra detti elementi di supporto e configurato per permettere la deformazione dell’unità di ammortizzazione.

Con l’espressione “modulare” si intende che il dispositivo di ammortizzazione è formato da una pluralità di moduli ciascuno coincidente con una unità di ammortizzazione. I moduli sono uguali fra loro e il loro numero è da scegliere in base alle necessità.

Secondo questo aspetto, il dispositivo di ammortizzazione secondo la presente divulgazione è modulare, vale a dire formato da un determinato numero di unità di ammortizzazione, lungo almeno una prima direzione, coincidente con detta direzione longitudinale, permettendo così di adattare lo stesso tipo di dispositivo a sostenere carichi e/o deformazioni di strutture molto differenti tra loro.

In una forma di realizzazione, ciascuna di dette prime unità di ammortizzazione comprende una prima porzione, o porzione superiore, connessa in direzione longitudinale ad una seconda porzione, o porzione inferiore. La prima porzione, o porzione superiore, comprende un primo elemento di supporto, un primo elemento di accoppiamento configurato per la connessione tra la prima e seconda porzione e un primo elemento elastico configurato per connettere detto primo elemento di supporto con detto primo elemento di accoppiamento. Similmente, la seconda porzione, o porzione inferiore, comprende un secondo elemento di supporto, un secondo elemento di accoppiamento configurato per la connessione tra dette prima e seconda porzione e un secondo elemento elastico configurato per connettere il secondo elemento di supporto con il secondo elemento di accoppiamento.

Secondo un ulteriore aspetto preferito della presente divulgazione, la prima porzione e la seconda porzione sono elementi conformati a tazza o a calotta semisferica. In particolare la prima porzione è un elemento presentante una prima concavità, mentre la seconda porzione è un elemento presentante una seconda concavità. In uso, la prima concavità risulta affacciata verso la seconda concavità. Nello specifico, la prima porzione e la seconda porzione sono conformate e connesse l’un l’altra in modo che l’unità di ammortizzazione formata dall’unione o associazione di dette prima e seconda porzione assuma una struttura o una configurazione ad anello configurata per deformarsi almeno in direzione longitudinale. Tale configurazione della prima e della seconda porzione favorisce la deformazione dell’unità di ammortizzazione in direzione longitudinale, sia in compressione che in estensione.

Ne consegue che preferibilmente due unità di ammortizzazione adiacenti nell’impilamento rivolgono l’una verso l’altra un lato convesso o non concavo delle rispettive prima porzione e seconda porzione.

Secondo un aspetto preferito della presente divulgazione, la prima porzione, o porzione superiore, è connessa alla seconda porzione, o porzione inferiore, per mezzo di primi mezzi di fissaggio. Secondo un ulteriore aspetto preferito, prime unità di ammortizzazione consecutive sono affacciate l’un l’altra in corrispondenza del primo elemento di supporto della prima porzione, o porzione superiore, e/o del secondo elemento di supporto della seconda porzione, o porzione inferiore. Inoltre, il primo elemento di supporto e/o il secondo elemento di supporto comprende/ono secondi mezzi di fissaggio per il fissaggio di prime unità di ammortizzazione consecutive. Ne consegue che unità di ammortizzazione consecutive risultano stabilmente connesse e associate tra loro anche nel caso in cui il dispositivo modulare di dissipazione dell’energia dovesse lavorare a trazione, vale a dire con una forza diretta in allontanamento rispetto all’impilamento di unità di ammortizzazione.

Secondo un ulteriore aspetto preferito della presente divulgazione, ciascuna delle prime unità di ammortizzazione sono elementi conformati a disco e comprendono un foro passante posto in corrispondenza dell’asse longitudinale del dispositivo modulare di dissipazione dell’energia. Di conseguenza, secondo questo aspetto preferito, il dispositivo modulare di dissipazione dell’energia può deformarsi non solo parallelamente alla direzione longitudinale, ma anche in modo inclinato in qualsiasi direzione rispetto al suo asse longitudinale.

Secondo un aspetto preferito della presente divulgazione, il dispositivo modulare di dissipazione dell’energia comprende una pluralità di seconde unità di ammortizzazione disposte in serie, in cui le seconde unità di ammortizzazione sono elementi concentrici rispetto alle prime unità di ammortizzazione e rispetto all’asse longitudinale del dispositivo modulare di dissipazione dell’energia.

In altre parole, secondo questo aspetto preferito, il dispositivo di ammortizzazione comprende una seconda pluralità di unità di ammortizzazione, preferibilmente conformate ad anello o a disco e disposte esternamente e concentricamente rispetto alla pluralità di prime unità di ammortizzazione discoidali e rispetto all’asse longitudinale del dispositivo di ammortizzazione. Le seconde unità di ammortizzazione circondano di fatto le prime unità di ammortizzazione.

Ne consegue che, in accordo con tale aspetto preferito della presente divulgazione, il dispositivo di ammortizzazione risulta modulare secondo una seconda direzione, cioè una direzione perpendicolare rispetto alla direzione longitudinale, o una direzione radiale rispetto all’asse longitudinale del dispositivo di ammortizzazione.

Secondo un ulteriore aspetto preferito della presente divulgazione, il dispositivo modulare di dissipazione dell’energia comprende un numero di prime unità di ammortizzazione uguale al numero di seconde unità di ammortizzazione. Vantaggiosamente quindi, la deformazione delle unità di ammortizzazione risulta uniforme per tutta la lunghezza del dispositivo modulare di dissipazione dell’energia. Inoltre, carichi e sollecitazioni si distribuiscono uniformemente sulle prime e seconde unità di ammortizzazione.

Secondo un aspetto ancora più preferito della presente divulgazione, ciascuna delle seconde unità di ammortizzazione del dispositivo modulare di dissipazione dell’energia comprende una prima porzione, o porzione superiore, a sua volta comprendente un primo elemento di supporto, un primo elemento di accoppiamento ed un primo elemento elastico configurato per connettere il primo elemento di supporto con il primo elemento di accoppiamento. Inoltre, ognuna delle seconde unità di ammortizzazione comprende una seconda porzione, o porzione inferiore, a sua volta comprendente un secondo elemento di supporto, un secondo elemento di accoppiamento ed un secondo elemento elastico configurato per connettere detto secondo elemento di supporto con detto secondo elemento di accoppiamento. Inoltre, secondo un ulteriore aspetto preferito, la prima porzione e la seconda porzione di ognuna delle seconde unità di ammortizzazione sono conformate e connesse l’una all’altra in modo che le seconde unità di ammortizzazione assumano una struttura o configurazione ad anello configurata per deformarsi almeno in direzione longitudinale. Vantaggiosamente quindi, le seconde unità di ammortizzazione sono strutturalmente simili o identiche alle prime unità di ammortizzazione. Preferibilmente, la differenza tra le due sta soltanto nella dimensione ed eventualmente nel tipo di elementi elastici. Ne consegue che la realizzazione del dispositivo modulare di dissipazione dell’energia risulta particolarmente semplice, in quanto è sufficiente uno stampo per ogni tipologia di unità di ammortizzazione per realizzare il dispositivo modulare di dissipazione dell’energia secondo la presente divulgazione.

La presente divulgazione ha come ulteriore oggetto un ammortizzatore comprendente un dispositivo modulare di dissipazione dell’energia.

Secondo una forma di realizzazione, l’ammortizzatore secondo la presente divulgazione comprende un cilindro cavo o corpo contenitore configurato per alloggiare un dispositivo modulare e uno stelo almeno parzialmente inserito nel cilindro o corpo contenitore e scorrevole nel cilindro o corpo contenitore stesso. Secondo un aspetto preferito della presente divulgazione il cilindro comprende una prima superficie di base, una seconda superficie di base ed una superficie laterale atta a connettere la prima superficie di base con la seconda superficie di base. Inoltre la prima superficie di base è connessa almeno ad una unità di ammortizzazione del dispositivo di dissipazione dell’energia per mezzo di mezzi di aggancio. Secondo un ulteriore aspetto preferito della presente divulgazione, almeno una unità di ammortizzazione opposta in direzione longitudinale a quella connessa alla prima superficie di base, è connessa allo stelo per mezzo di un elemento di connessione.

Ne consegue che l’ammortizzazione oggetto della presente divulgazione a differenza di quelli dell’arte nota non necessita per esempio di alcun tipo di fluido per lo spostamento dello stelo. Tale compito è infatti svolto dal dispositivo di dissipazione dell’energia.

Ulteriori vantaggi, caratteristiche e le modalità d'impiego dell'oggetto della presente divulgazione risulteranno evidenti dalla seguente descrizione dettagliata di sue forme di realizzazione, presentate a scopo esemplificativo e non limitativo.

È comunque evidente come ciascuna forma di realizzazione dell'oggetto della presente divulgazione possa presentare uno o più dei vantaggi sopra elencati; in ogni caso non è richiesto che ciascuna forma di realizzazione presenti simultaneamente tutti i vantaggi elencati.

Verrà fatto riferimento alle figure dei disegni allegati, in cui:

- la Figura 1 rappresenta una vista in sezione di un dispositivo modulare di dissipazione dell’energia secondo la presente divulgazione;

- la Figura 2 rappresenta una vista prospettica di un dispositivo modulare di dissipazione dell’energia secondo la presente divulgazione;

- la Figura 3 mostra una vista prospettica di una porzione superiore di una unità di ammortizzazione discoidale secondo la presente divulgazione;

- la Figura 4 mostra una vista laterale della porzione superiore dell’unità di ammortizzazione discoidale della Figura 3;

- la Figura 5 mostra una vista prospettica di una porzione inferiore di una unità di ammortizzazione discoidale secondo la presente divulgazione;

- la Figura 6 mostra una vista laterale della porzione inferiore dell’unità di ammortizzazione discoidale della Figura 5;

- la Figura 7 mostra una vista prospettica di una porzione superiore di una ulteriore unità di ammortizzazione discoidale secondo la presente divulgazione; - la Figura 8 mostra una vista laterale della porzione superiore dell’unità di ammortizzazione discoidale della Figura 7;

- la Figura 9 mostra una vista prospettica di una porzione inferiore di una ulteriore unità di ammortizzazione discoidale secondo la presente divulgazione; - la Figura 10 mostra una vista laterale della porzione inferiore dell’unità di ammortizzazione discoidale della Figura 9;

- la Figura 11 mostra una vista in sezione di un ammortizzatore secondo la presente divulgazione.

Con riferimento alle figure allegate, una forma di realizzazione di un dispositivo modulare di dissipazione dell’energia è indicata con il numero di riferimento 100. Con l’espressione “dispositivo modulare di dissipazione dell’energia” si intende nell’ambito della presente divulgazione un dispositivo configurato per assorbire e dissipare energia, specialmente atto ad essere installato in edifici per dissipare energia in caso di eventi quali terremoti. Tale dispositivo di dissipazione è composto da uno o più unità o moduli tra loro accoppiati in modo che il dispositivo di ammortizzazione possa assumere configurazioni differenti.

Più in particolare, il dispositivo modulare di dissipazione dell’energia 100 secondo la presente divulgazione è configurato per connettere elementi strutturali in una direzione longitudinale. Il dispositivo oggetto della presente divulgazione comprende un asse principale, o asse longitudinale A, preferibilmente parallelo o coincidente rispetto a detta direzione longitudinale. In altre parole, il dispositivo modulare di dissipazione dell’energia 100 è atto ad essere interposto tra elementi strutturali, quali ad esempio componenti di una struttura o eventualmente anche di un veicolo o di un altro mezzo di trasporto, al fine di dissipare l’energia che si trasferisce in tali strutture in caso, ad esempio, di terremoti. Il dispositivo modulare di dissipazione dell’energia 100 può ad esempio essere installato in elementi portanti di edifici o ponti tali da evitare il collasso di tali struttura in conseguenza di azioni sismiche o del vento.

Con particolare riferimento alle Figure 1 e 2, secondo un aspetto della presente divulgazione, il dispositivo modulare di dissipazione dell’energia 100 comprende una pluralità di prime unità di ammortizzazione 1. Ognuna delle prime unità di ammortizzazione 1 della pluralità di prime unità di ammortizzazione è un elemento, preferibilmente discoidale, configurato per deformarsi almeno lungo la direzione longitudinale del dispositivo modulare di dissipazione dell’energia 100. In altre parole, ciascuna unità di ammortizzazione ha una forma piastriforme, o sostanzialmente piatta, avente due facce opposte. La direzione longitudinale di ammortizzazione è ortogonale o è una direzione che passa attraverso ciascuna delle due facce.

Ne consegue che l’unità di ammortizzazione discoidale 1 è preferibilmente un elemento di dissipazione dell’energia configurato per passare da una configurazione indeformata giacente su un piano ideale di appoggio, ad una configurazione deformata che si sposta al di fuori del piano ideale di appoggio. Ancora più preferibilmente, tale almeno una unità di ammortizzazione discoidale 1 è un elemento conformato a disco disposto attorno all’asse longitudinale A del dispositivo modulare di dissipazione dell’energia 100 e avente un foro passante 22 che facilita la deformazione dell’unità di ammortizzazione discoidale 1 anche in direzioni non parallele all’asse longitudinale A e riduce l’ingombro e il peso dell’intero dispositivo modulare di dissipazione dell’energia 100. È altresì evidente al tecnico esperto del ramo che la forma di dette prime unità di ammortizzazione 1 può variare, ad esempio può assumere una geometria quadrata, rettangolare, trapezoidale, triangolare, o una qualsiasi altra forma.

Ciascuna di dette prime unità di ammortizzazione 1 comprende almeno una coppia di elementi di supporto 5, 6 configurati per il supporto e il collegamento di detta unità di ammortizzazione 1 con altre unità di ammortizzazione 1 di detta pluralità di prime unità di ammortizzazione 1 e/o con elementi strutturali che il dispositivo di dissipazione dell’energia 100 è configurato per connettere. Inoltre, ognuna di dette prime unità di ammortizzazione 1 comprende almeno un elemento elastico 10, 11 interposto tra detti elementi di supporto 5, 6 e configurato per permettere la deformazione di tale unità di ammortizzazione 1.

Più nello specifico, come illustrato nelle Figure da 3 a 6, ogni prima unità di ammortizzazione 1 è formata in due pezzi, e comprende una prima porzione 3, o porzione superiore, e una seconda porzione 4, o porzione inferiore ciascuna includente un rispettivo elemento di supporto e elemento elastico.

Le due porzioni conformate e unite l’una all’altra in modo da formare, in uso, una unità di ammortizzazione 1 avente una struttura o configurazione ad anello che permette la deformazione di detta prima unità di ammortizzazione 1 e, di conseguenza, l’assorbimento dell’energia da parte del dispositivo di ammortizzazione 100.

Più nello specifico, tale struttura o configurazione ad anello dell’unità di ammortizzazione 1 si sviluppa in senso longitudinale e comprende un’estremità superiore e un’estremità inferiore rispetto all’asse longitudinale A del dispositivo di ammortizzazione 100. In altre parole, tali prima e seconda porzione 3, 4 di una prima unità di ammortizzazione 1 sono ciascuna un elemento deformabile conformato preferibilmente a tazza o a calotta semisferica. In altre parole ancora, ciascuna di detta prima e seconda porzione 3, 4 presentano ognuna una concavità. In uso, la concavità della prima porzione 3 è affacciata o rivolta verso la concavità della seconda porzione 4. Detta concavità è inoltre massima quando l’unità di ammortizzazione discoidale 1 è nella prima configurazione, o configurazione non deformata, mentre risulta minima, o al limite nulla, quando l’unità di ammortizzazione discoidale 1 è nella seconda configurazione, o configurazione deformata.

Come detto ciascuna prima porzione 3 e seconda porzione 4 include un rispettivo elemento di supporto e elemento elastico. Più in particolare, la prima porzione 3 comprende un primo elemento di supporto 5 configurato per connettere detta prima porzione 3 con una seconda porzione di una unità di ammortizzazione precedente o successiva rispetto a quella su cui è disposto. Similmente, la seconda porzione 4 comprende un secondo elemento di supporto 6 configurato per connettere la seconda porzione 4 con una prima porzione di una unità di ammortizzazione precedente o successiva rispetto a quella su cui è disposto.

Detto in altre parole, la struttura o configurazione ad anello delle prime unità di ammortizzazione 1 comprende un primo ed un secondo elemento di supporto 5, 6 disposti ad estremità opposte dell’unità di ammortizzazione 1 in direzione longitudinale. In altre parole, il primo elemento di supporto 5 è disposto in corrispondenza dell’estremità superiore dell’unità di ammortizzazione 1, mentre il secondo elemento di supporto 6 è disposto in corrispondenza dell’estremità inferiore dell’unità di ammortizzazione 1. In altre parole ancora, ciascuna di detta prima e seconda porzione 3, 4 comprende un elemento di supporto, rispettivamente 5 e 6 che sostanzialmente costituisce la base dell’elemento conformato a tazza.

Preferibilmente, il primo ed il secondo elemento di supporto 5, 6 sono elementi metallici, preferibilmente piani e conformati a forma di disco o anello. Preferibilmente inoltre, quando il dispositivo modulare di dissipazione dell’energia 100 è in condizione non deformata, detti elementi di supporto 5, 6 risultano sostanzialmente perpendicolari all’asse longitudinale A. Inoltre, detti primo e secondo elemento di supporto 5, 6 sono configurati per supportare una porzione di una prima unità di ammortizzazione 1 e a connettere quest’ultima ad altre prime unità di ammortizzazioni 1, e/o a elementi strutturali che il dispositivo modulare di dissipazione dell’energia 100 è atto a connettere e/o ad eventuali elementi di collegamento o ancoraggio tra il dispositivo modulare di dissipazione dell’energia 100 e un elemento strutturale. Preferibilmente, tale collegamento o ancoraggio, avviene tramite mezzi di connessione quali, ad esempio, viti.

Secondo un aspetto preferito della presente divulgazione, ognuna di dette prime unità di ammortizzazione 1 comprende inoltre almeno un elemento di accoppiamento interposto in direzione longitudinale tra detto primo e secondo elemento di supporto 5, 6. Più nello specifico, detta prima e seconda porzione 3, 4, comprendono ciascuna un elemento di accoppiamento, rispettivamente 7, 8, atto all’unione o connessione della prima porzione 3 con la seconda porzione 4 dell’almeno una unità di ammortizzazione discoidale 1. In altre parole, la prima porzione 3 comprende un primo elemento di accoppiamento 7, mentre la seconda porzione 4 comprende un secondo elemento di accoppiamento 8. Detti primo e secondo elemento di accoppiamento 7, 8 sono configurati per essere disposti affacciati l’un l’altro e per unire o connettere detta prima porzione 3 a detta seconda porzione 4 a formare la struttura o configurazione ad anello dell’unità di ammortizzazione 1. Preferibilmente, il primo e secondo elemento di accoppiamento 7, 8, sono elementi metallici, preferibilmente piani. Preferibilmente inoltre, il primo e secondo elemento di accoppiamento 7, 8 sono elementi conformati a disco o anello di dimensione maggiore rispetto a detti elementi di supporto 5, 6. Ancora più preferibilmente, quando il dispositivo modulare di dissipazione dell’energia 100 è in condizione non deformata, detti primo e secondo elementi di accoppiamento 7, 8 sono disposti sostanzialmente perpendicolarmente all’asse di simmetria A. Secondo una forma di realizzazione della presente divulgazione, la prima e la seconda porzione 3, 4 di ognuna delle prime unità di ammortizzazione 1 sono connesse tramite primi mezzi di fissaggio 9, quali ad esempio viti o mezzi ad incastro del tipo maschio/femmina. In particolare, secondo una forma realizzativa, il primo elemento di accoppiamento 7 comprende una porzione maschio di un mezzo ad incastro del tipo maschio/femmina, mentre il secondo elemento di accoppiamento 8 comprende una porzione femmina di un mezzo ad incastro del tipo maschio/femmina.

Secondo un ulteriore aspetto della presente divulgazione, ciascuna delle prime unità di ammortizzazione 1 comprende almeno un elemento elastico interposto tra gli elementi di supporto 5, 6 e configurato per permettere la deformazione dell’unità di ammortizzazione 1. Preferibilmente, ogni unità di ammortizzazione 1 comprende due elementi elastici 10, 11 ciascuno configurato per connettere un elemento di supporto 5, 6 ad un elemento di accoppiamento 7, 8 e per consentire la deformazione dell’unità di ammortizzazione discoidale 1. Più in particolare, la prima porzione 3 dell’unità di ammortizzazione 1 comprende un primo elemento elastico 10 configurato per connettere il primo elemento di supporto 5 con il primo elemento di accoppiamento 7. Similmente, la seconda porzione 4 dell’unità di ammortizzazione 1, comprende un secondo elemento elastico 11 configurato per connettere il secondo elemento di supporto 6 con il secondo elemento di accoppiamento 8. Secondo una forma di realizzazione della presente divulgazione, il primo e secondo elemento elastico 10, 11 sono elementi elastici conformati a disco o ad anello, preferibilmente posti ai vertici della struttura o configurazione ad anello dell’unità di ammortizzazione, come illustrato in Figura 1. Preferibilmente, detti primo e secondo elemento elastico 10, 11 sono elementi in gomma armata, ancor più preferibilmente elementi composti di una gomma naturale (NR) o gomma cloroprenica (CR). In questo modo, la struttura o configurazione ad anello di ognuna delle prime unità di ammortizzazione 1 può deformarsi lungo almeno la direzione longitudinale del dispositivo modulare di dissipazione dell’energia 100. Inoltre, la forma e la disposizione degli elementi elastici descritti e illustrati in Figura 1 e 2 permettono deformazioni dell’unità di ammortizzazione 1 anche in direzioni non parallele alla direzione longitudinale del dispositivo modulare di dissipazione dell’energia 100. In pratica, detti primo e secondo elemento elastico 10, 11 permettono la variazione della concavità di detta prima e seconda porzione 3, 4. Ne consegue che ogni prima unità di ammortizzazione 1 può passare dalla prima configurazione, o configurazione non deformata, alla seconda configurazione, o configurazione deformata, o viceversa, tramite la deformazione dell’unità di ammortizzazione 1 che avviene grazie alla presenza degli elementi elastici 10, 11. Come anticipato, il dispositivo modulare di dissipazione dell’energia 100 comprende una pluralità di prime unità di ammortizzazione disposte in serie, o impilate, lungo la direzione longitudinale. Più nello specifico, prime unità di ammortizzazione consecutive sono affacciate l’una all’altra in corrispondenza del primo elemento 5 di supporto della prima porzione 4, o porzione superiore, e/o del secondo elemento di supporto 6 della seconda porzione 5, o porzione inferiore. In altre parole, la prima porzione 4, o porzione superiore, di una di dette prime unità di ammortizzazione 1, comprende un primo elemento di supporto 5 che in uso risulta affacciato e connesso con un secondo elemento di supporto 6 di una seconda porzione 5, o porzione inferiore, di una unità di ammortizzazione 1 successiva. In particolare, il primo elemento di supporto 5 e/o il secondo elemento di supporto 6 comprendono secondi mezzi di fissaggio per il fissaggio di prime unità di ammortizzazione consecutive. Preferibilmente, tali secondi mezzi di fissaggio sono posti in detto primo elemento di supporto 5 della prima porzione 3 e/o in detto secondo elemento di supporto 6 della seconda porzione 4 e preferibilmente comprendono viti. In alternativa, detti secondi mezzi di fissaggio comprendono elementi ad incastro del tipo maschio/femmina.

Ne consegue che, il dispositivo modulare di dissipazione dell’energia può comprendere una pluralità di prime unità di ammortizzazione 1 impaccate l’una sopra all’altra in direzione longitudinale. Secondo tale aspetto, il dispositivo di ammortizzazione 100 risulta modulare secondo una prima direzione corrispondente alla direzione longitudinale. Ne consegue che il numero di prime unità di ammortizzazione 1 può variare a seconda del carico e delle sollecitazioni che il dispositivo modulare di dissipazione dell’energia 100 deve sopportare.

Secondo un altro aspetto della presente divulgazione, il dispositivo modulare di dissipazione dell’energia 100 può comprendere una pluralità di seconde unità di ammortizzazione 20. Preferibilmente, le seconde unità di ammortizzazione 20 sono unità di ammortizzazione strutturalmente simili o identiche alle prime unità di ammortizzazione 1 sopra descritte, ma con dimensioni differenti. Ne consegue che il numero di prime unità di ammortizzazione 1 e di seconde unità di ammortizzazione 20 possono variare a seconda del carico e delle sollecitazioni che il dispositivo modulare di dissipazione dell’energia 100 deve sopportare.

Ad esempio, come illustrato nelle Figure da 7 a 10, ciascuna delle seconde unità di ammortizzazione comprende una prima porzione 23, o porzione superiore, comprendente a sua volta un primo elemento di supporto 25, un primo elemento di accoppiamento 27 e un primo elemento elastico 30. Inoltre, ciascuna delle seconde unità di ammortizzazione 20 comprende una seconda porzione 24, o porzione inferiore, comprendente a sua volta un secondo elemento di supporto 26, un secondo elemento di accoppiamento 28 e un secondo elemento elastico 31. Detta prima e seconda porzione 23, 24 delle seconde unità di ammortizzazione 20 sono conformate e connesse l’una all’altra in modo da formare, in uso, un’unità di ammortizzazione 20 avente una struttura o configurazione ad anello configurata per deformarsi almeno in direzione longitudinale. Preferibilmente, tali elementi sono elementi conformati a disco o ad anello con un diametro differente, ad esempio maggiore, rispetto a quelli della prima unità di ammortizzazione 1.

Inoltre, come nel caso delle prime unità di ammortizzazione 1, la prima e la seconda porzione 23, 24 delle seconde unità di ammortizzazione 20 sono connesse in corrispondenza degli elementi di accoppiamento 27, 28 per mezzo di primi elementi di fissaggio 29. Inoltre, seconde unità di ammortizzazione consecutive 20 sono affacciate l’una all’altra in corrispondenza di detti elementi di supporto 25, 26 e fissate per mezzo di secondi mezzi di fissaggio.

Ne consegue che, secondo tale forma di realizzazione, il dispositivo modulare di dissipazione dell’energia secondo la presente divulgazione, oltre ad una pluralità di prime unità di ammortizzazione 1, può comprendere una pluralità di seconde unità di ammortizzazione 20 disposte in serie e concentriche rispetto alla pluralità di prime unità di ammortizzazione 1 e rispetto all’asse longitudinale A del dispositivo modulare di dissipazione dell’energia 100. Di conseguenza, il dispositivo di ammortizzazione 100 secondo la presente divulgazione risulta modulare, oltre che in una direzione parallela alla direzione longitudinale, anche in una seconda direzione, perpendicolare rispetto a detta direzione longitudinale. Nel caso in cui detta pluralità di prime unità di ammortizzazione 1 e detta pluralità di seconde unità di ammortizzazione siano unità di ammortizzazione conformate a disco con foro passante in corrispondenza dell’asse longitudinale A o ad anello, detta seconda direzione è una direzione radiale.

Preferibilmente, come illustrato nella Figura 1, il numero di prime unità di ammortizzazione 1 è uguale al numero di seconde unità di ammortizzazione 20.

La presente divulgazione ha come ulteriore oggetto un ammortizzatore comprendente un dispositivo modulare di dissipazione dell’energia 100. Con il termine “ammortizzatore” si intende nell’ambito della presente divulgazione un dispositivo atto a smorzare un’oscillazione o rallentare un movimento relativo tra due corpi, quali ad esempio due componenti di un veicolo o di una struttura quale un ponte. In particolare, l’ammortizzatore secondo la presente divulgazione comprende il dispositivo modulare di dissipazione dell’energia 100, differenziandosi quindi dagli ammortizzatori pneumatici o idraulici della tecnica nota.

Nello specifico, con particolare riferimento alla figura 11, una forma di realizzazione di un ammortizzatore secondo la presente divulgazione è indicato con il riferimento 1000.

L’ammortizzatore 1000 comprende un cilindro 200 cavo, o corpo contenitore, uno stelo 300 almeno parzialmente inserito nel cilindro 200 e scorrevole nel cilindro 200 stesso e un dispositivo modulare di dissipazione dell’energia 100.

Il cilindro 200 comprende una prima e una seconda superficie di base, rispettivamente 210 e 220 e una superficie laterale 230 configurata per connettere la prima superficie di base 210 alla seconda superficie di base 220. Inoltre, il cilindro 200 è configurato per alloggiare il dispositivo modulare di dissipazione dell’energia 100. Il dispositivo modulare di dissipazione dell’energia 100 è connesso alla prima superficie di base 210 tramite mezzi di aggancio 110. Più nello specifico, detti mezzi di aggancio 110 connettono la prima superficie di base 210 almeno ad una unità di ammortizzazione 1, 20 del dispositivo di dissipazione dell’energia 100.

Inoltre, almeno una unità di ammortizzazione 1, 20, opposta in direzione longitudinale all’unità di ammortizzazione 1, 20 connessa alla prima superficie di base 210 del cilindro 200, è connessa con lo stelo 300.

Più nello specifico, lo stelo 300 comprende preferibilmente un corpo cilindrico allungato lungo una direzione longitudinale e avente una prima e una seconda estremità. In corrispondenza della prima estremità lo stelo 300 è connesso al dispositivo modulare di dissipazione dell’energia 100 tramite un elemento di connessione 310. Preferibilmente, l’elemento di connessione 310 è un elemento filettato atto a connettersi con lo stelo 300, in particolare ad essere avvitato entro lo stelo 300. A sua volta, l’elemento di connessione 310 è connesso ad una prima e ad una seconda unità di ammortizzazione di una pluralità di prime unità di ammortizzazione 1 e di una pluralità di seconde unità di ammortizzazione 2. La seconda estremità dello stelo 300, opposta a detta prima estremità, è invece configurata per essere connessa a una componente di un veicolo o di una struttura sul quale l’ammortizzatore è destinato ad essere installato.

Similmente, la prima superficie di base 210 del cilindro 200 comprende un elemento 240 configurato per la connessione con una ulteriore componente di un veicolo o di una struttura sul quale l’ammortizzatore è destinato ad essere installato.

L'oggetto della presente divulgazione è stato fin qui descritto con riferimento a sue forme di realizzazione. È da intendersi che possano esistere altre forme di realizzazione che afferiscono al medesimo nucleo inventivo, tutte rientranti nell'ambito di protezione delle rivendicazioni qui di seguito esposte.

Claims (16)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo modulare di dissipazione dell’energia (100) avente un asse longitudinale (A) e configurato per connettere elementi strutturali lungo una direzione longitudinale, detto dispositivo modulare di dissipazione dell’energia (100) comprendendo una pluralità di prime unità di ammortizzazione (1) disposte impilate in serie lungo detta direzione longitudinale, in cui ciascuna di dette prime unità di ammortizzazione (1) è configurata per deformarsi almeno in direzione longitudinale e comprende almeno una coppia di elementi di supporto (5, 6) configurati per il supporto e il collegamento di detta unità di ammortizzazione (1) con altre unità di ammortizzazione (1) di detta pluralità di prime unità di ammortizzazione (1) e/o con elementi strutturali che il dispositivo di dissipazione dell’energia (100) è configurato per connettere e almeno un elemento elastico (10, 11) interposto tra detti elementi di supporto (5, 6) e configurato per permettere la deformazione di detta unità di ammortizzazione (1).
2. 2. Dispositivo modulare di dissipazione dell’energia (100) secondo la rivendicazione 1, in cui ciascuna di dette prime unità di ammortizzazione (1) include una prima porzione (3), o porzione superiore, connessa in direzione longitudinale ad una seconda porzione (4), o porzione inferiore; in cui la prima porzione (3), o porzione superiore, comprende un primo elemento di supporto (5) di detti elementi di supporto (5, 6), un primo elemento di accoppiamento (7) configurato per la connessione tra dette prima e seconda porzione (3, 4) e un primo elemento elastico (10) configurato per connettere detto primo elemento di supporto (5) con detto primo elemento di accoppiamento (7) ed in cui la seconda porzione (4), o porzione inferiore, comprende un secondo elemento di supporto (6) di detti elementi di supporto (5, 6), un secondo elemento di accoppiamento (8) configurato per la connessione tra dette prima e seconda porzione (3, 4) e un secondo elemento elastico (11) configurato per connettere detto secondo elemento di supporto (6) con detto secondo elemento di accoppiamento (8).
3. 3. Dispositivo modulare di dissipazione dell’energia (100) secondo la rivendicazione precedente, in cui detta prima porzione (3), o porzione superiore, e detta seconda porzione (4), o porzione inferiore, di ognuna delle prime unità di ammortizzazione (1) sono conformate e connesse l’un l’altra in modo che ognuna di dette prime unità di ammortizzazione (1) assuma una struttura o configurazione ad anello configurata per deformarsi almeno in direzione longitudinale.
4. 4. Dispositivo modulare di dissipazione dell’energia (100) secondo la rivendicazione 2 o 3, in cui detta prima porzione (3), o porzione superiore, e detta seconda porzione (4), o porzione inferiore, sono elementi conformati a tazza o a calotta semisferica, in cui detta prima porzione (3), o porzione superiore, presenta una prima concavità e detta seconda porzione (4), o porzione inferiore, presenta una seconda concavità; detta prima concavità essendo, in uso, affacciata verso detta seconda concavità.
5. 5. Dispositivo modulare di dissipazione dell’energia (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 4, in cui detta prima porzione (3) è connessa a detta seconda porzione per mezzo di primi mezzi di fissaggio (9).
6. 6. Dispositivo modulare di dissipazione dell’energia (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni dalla 2 alla 5, in cui prime unità di ammortizzazione (1) consecutive sono affacciate l’un altra in corrispondenza di detto primo elemento di supporto (5) della prima porzione (3), o porzione superiore, e/o di detto secondo elemento di supporto (6) della seconda porzione (4), o porzione inferiore.
7. 7. Dispositivo modulare di dissipazione dell’energia (100) secondo la rivendicazione precedente, in cui detto primo elemento di supporto (5) della prima porzione (3), o porzione superiore, e/o detto secondo elemento di supporto (6) della seconda porzione (4), o porzione inferiore comprende/ono secondi mezzi di fissaggio per il fissaggio di prime unità di ammortizzazione (1) consecutive.
8. 8. Dispositivo modulare di dissipazione dell’energia (100) secondo la rivendicazione precedente, in cui detti secondi mezzi di fissaggio sono posti in detto primo elemento di supporto (5) della prima porzione (3), o porzione superiore, e/o in detto secondo elemento di supporto (6) della seconda porzione (4), o porzione inferiore.
9. 9. Dispositivo modulare di dissipazione dell’energia (100) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui ciascuna delle prime unità di ammortizzazione (1) è un elemento conformato ad anello o a disco comprendente un foro passante posto in corrispondenza dell’asse longitudinale (A) del dispositivo modulare di dissipazione dell’energia (100).
10. 10. Dispositivo modulare di dissipazione dell’energia (100) secondo la rivendicazione 6 o 7, comprendente una pluralità di seconde unità di ammortizzazione (20) disposte impilate in serie lungo detta direzione longitudinale, in cui le seconde unità di ammortizzazione sono disposte concentriche rispetto, e intorno, alle prime unità di ammortizzazione (1) e rispetto a detto asse longitudinale (A) del dispositivo modulare di dissipazione dell’energia (100).
11. 11. Dispositivo modulare di dissipazione dell’energia (100) secondo la rivendicazione precedente, in cui il numero di prime unità di ammortizzazione (1) è uguale al numero di seconde unità di ammortizzazione (20).
12. 12. Dispositivo modulare di dissipazione dell’energia (100) secondo la rivendicazione 10 o 11, in cui ognuna di dette seconde unità di ammortizzazione (20) comprende una prima porzione (23), o porzione superiore, a sua volta comprendente un primo elemento di supporto (25), un primo elemento di accoppiamento (27) e un primo elemento elastico (30) configurato per connettere detto primo elemento di supporto (25) con detto primo elemento di accoppiamento (27) ed in cui ognuna di dette seconde unità di ammortizzazione (20) comprende una seconda porzione (24), o porzione inferiore, comprendente a sua volta un secondo elemento di supporto (26), un secondo elemento di accoppiamento (28) e un secondo elemento elastico (31) configurato per connettere detto secondo elemento di supporto (26) con detto secondo elemento di accoppiamento (28).
13. 13. Dispositivo modulare di dissipazione dell’energia (100) secondo la rivendicazione precedente, in cui detta prima porzione (23), o porzione superiore, e detta seconda porzione (24), o porzione inferiore, di ognuna delle seconde unità di ammortizzazione (20) sono conformate e connesse l’una all’altra in modo che ognuna di dette seconde unità di ammortizzazione (20) assuma una struttura o configurazione ad anello configurata per deformarsi almeno in direzione longitudinale.
14. 14. Ammortizzatore (1000) comprendente un cilindro (200) cavo o un corpo contenitore configurato per alloggiare un dispositivo modulare di dissipazione dell’energia (100) secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni; l’ammortizzatore (1000) comprendendo inoltre uno stelo (300) almeno parzialmente inserito nel cilindro (200) o nel corpo contenitore, e scorrevole nel cilindro (200) o nel corpo contenitore stesso.
15. 15. Ammortizzatore (1000) secondo la rivendicazione precedente, in cui il cilindro (200) comprende una prima superficie di base (210), una seconda superficie di base (220) ed una superficie laterale (230) atta a connettere detta prima superficie di base (210) a detta seconda superficie di base (220) ed in cui la prima superficie di base (210) è connessa almeno ad una unità di ammortizzazione (1, 20) del dispositivo di dissipazione dell’energia (100) per mezzo di mezzi di aggancio (110).
16. 16. Ammortizzatore (1000) secondo la rivendicazione precedente, in cui almeno una unità di ammortizzazione (1, 20) del dispositivo di dissipazione dell’energia (100), opposta in direzione longitudinale a detta unità di ammortizzazione (1, 20) connessa alla prima superficie di base (210), è connessa allo stelo (300) per mezzo di un elemento di connessione (310).