ITVR930065A1 - Dispositivo frenante, in particolare per barriere di sicurezza paramassi e stradali - Google Patents

Description

DISPOSITIVO FRENANTE, IN PARTICOLARE PER BARRIERE DI

SICUREZZA PARAMASSI E STRADALI

DESCRIZIONE

La presente invenz ione ha per oggetto un dispositivo frenante, in particolare per barriere di sicurezza paramassi e stradali .

E ' noto che nelle zone a rischio di caduta massi e lungo i margini delle strade vengono poste barriere di sicurezza generalmente costituite da funi che sostengono reti metalliche ancorate a montanti infissi nel suolo ad una certa distanza l 'uno dall ' altro. La funzione di queste barriere ? quella di proteggere la sede stradale , centri abitati e similari contro la caduta di massi o neve oppure di trattenere gli autoveicoli in caso di incidenti , perdite di controllo, cedimento dei parapetti o dei guard-rails . A tal fine, le funi sono ancorate ai montanti mediante dispositivi frenanti di vario tipo che servono ad assorbire o trasformare almeno parzialmente l ' energia dinamica dei corpi in energia di deformazione, termica , elastica o elasto-plastica.

Sono noti numerosi dispositivi del tipo sopra indicato, i quali possono essere generalmente divisi in due gruppi. Il primo comprende dispositivi del tipo descritto nel brevetti francese n. 2262 233 ed in quello statunitense n. 1892 222, si basa essenzialmente sullo sfruttamento delle forze elastiche, mediante le quali l'energia cinetica dei corpi viene immagazzinata sotto forma di energia potenziale e parzialmente restituita causando un rimbalzo dei corpi stessi.

Il secondo gruppo comprende dispositivi del tipo descritto ad esempio nel brevetti svizzero n. 542 957, tedesco n. 1 534 528 ed italiano n. 1 074 015, ? essenzialmente basato sullo sfruttamento delle forze di attrito che tendono a dissipare l'energia cinetica dei corpi.

In particolare, il dispositivo descritto nel brevetto italiano n. 1 074 015 ? costituito da uno o pi? morsetti formati da una coppia di piastre metalliche reciprocamente affacciate ed accoppiate mediante un bullone che bloccano per attrito una fune interposta, la quale fa parte di una barriera. Dopo aver avvolto la fune su se stessa in modo da formare un'asola, sui due tratti di fune affiancati si applica almeno un morsetto che esercita una forza frenante pi? o meno accentuata a secondo del momento di serraggio dei bulloni. Quando sulla fune viene esercita una brusca trazione, la fune scorre nel morsetto vincendo la forza d'attrito e richiudendo progressivamente l'asola.

Bench? questo dispositivo risulti semplice e relativamente efficace, esso presenta alcuni inconvenienti, tra i quali si menziona soprattutto la limitata entit? della dissipazione energetica, corrispondente alla completa chiusura dell'asola, e la notevole usura delle piastre, che aumenta velocemente i giochi rispetto alle funi limitando l'impiego del dispositivo praticamente ad una sola volta.

Scopo principale del presente trovato ? quello di eliminare gli inconvenienti sopra lamentati realizzando un dispositivo frenante che consenta una dissipazione energetica soddisfacente per tutte le condizioni imposte dai capitolati, consentendo inoltre, a dissipazione avvenuta, la possibilit? di dissipare ancora una certa quota di energia nel caso che la geometria del sistema lo consenta.

Un altro scopo ? quello di realizzare un dispositivo con caratteristiche di elevata resistenza all'usura ed agli agenti atmosferici, e tale da operare in modo non distruttivo, consentendo cio? un uso ripetuto, eventualmente previo intervento di manutenzione di limitata entit? facilmente effettuabile anche in condizioni operative particolarmente sfavorevoli.

Non ultimo scopo ? quello di concepire un dispositivo frenante ottenibile a partire da materiali e componenti di comune reperibilit? nel commercio o realizzabili in officina con mezzi universali in modo da risultare vantaggioso da un punto di vista puramente economico.

Il trovato raggiunge questi ed altri scopi attraverso un dispositivo frenante, in particolare per barriere di sicurezza paramassi e stradali, caratterizzato dal fatto di comprendere un telaio con un passaggio longitudinale a sviluppo sostanzialmente piano destinato ad alloggiare almeno un tratto di fune, almeno due coppie di rulli affiancati, con assi perpendicolari a detta fune posti verso le estremit? di detto passaggio per guidare scorrevolmente la fune, almeno due, preferibilmente tre rulli mobili con assi paralleli ed in posizioni intermedie rispetto a quelli fissi , mezzi di guida solidali a detto telaio per consentire lo scorrimento controllato degli assi d i dett i rul l i mobi l i lungo una dire z ione longitudinale, mezzi di bloccaggio agenti su detti rulli mobili per contrastarne lo scorrimento lungo detti mezzi di guida, in cui il tratto di fune che si estende tra dette coppie di rul li f issi ? avvolto a zig-zag su detti rulli mobili , in modo tale che esercitando sulla fune una trazione di entit? predeterminata, detti rulli sono obbligati a tras lare contro l ' az ione di detti mez z i di bloccaggio dissipando energia.

Preferibilmente, il telaio comprende almeno due piastre laterali reciprocamente affacciate ed ancorate mediante perni fissi .

I perni fissi possono presentare una porzione centrale cilindrica e porzioni di estremit? di diametro ridotto inserite in fori calibrati delle piastre.

I rulli fissi sono preferibilmente costituiti da boccole in materiale antifriz ione montate girevolmente sulle porzioni centrali dei perni fissi.

Secondo il trovato , i mezzi di guida possono essere costituiti da intagli longitudinali che si estendono lungo la mezzeria delle piastre rettangolari .

I rulli mobili potranno essere simili ai quelli fissi, con boccole di materiale antifrizione montate su perni mobili aventi porzioni di estremit? inserite con possibilit? di scorrimento longitudinale lungo gli intagli longitudinali.

I mezzi di bloccaggio potranno consistere in bulloni avvitati alle estremit? di detti perni mobili con l'eventuale interposizione di rondelle piatte.

Preferibilmente, il primo tratto di fune ? avvolto a zig-zag attorno a detti rulli mobili ed ? guidato alle estremit? da detti rulli fissi; inoltre tale primo tratto pu? essere affiancato ad un secondo tratto di fune e separato dallo stesso mediante una terza piastra centrale intermedia a quelle laterali.

Mediante un dispositivo del tipo sopra descritto, ? possibile impartire ad una fune semplice o doppia una forza frenante con effetto di dissipazione energetica notevole rispetto allo scorrimento del dispositivo.

La dissipazione si verifica per attrito tra i perni mobili ed il telaio e pu? essere facilmente regolata variando la coppia di serraggio dei bullono posti alle estremit? dei perni di tali rulli .

Cos?, i vari organi del dispositivo sono soggetti a minima usura ed ? possibile un uso ripetuto senza manutenzione apprezzabile, eventualmente sostituendo le rondelle o i bulloni dei rullo mobili.

Inoltre, i materiali utilizzati hanno u costo molto contenuto rendendo il costo del dispositivo estremamente contenuto .

L'invenzione sar? maggiormente comprensibile alla luce della descrizione che segue di una forma di realizzazione del dispositivo secondo il trovato, illustrata a titolo esemplificativo e non limitativo con l'ausilio degli uniti disegni, in cui:

la FIGURA 1 rappresenta una vista generale prospettica di una barriera di sicurezza incorporante un dispositivo frenante secondo il trovato ;

la FIGURA 2 rappresenta una vista prospettica parzialmente in trasparenza del dispositivo frenante illustrato nella Fig. 1;

la FIGURA 3 rappresenta una vista laterale parzialmente sezionata del dispositivo della Fig. 2 in una prima fase operativa;

la FIGURA 4 rappresenta una vista laterale simile a quella della Fig. 3 in una seconda fase operativa ;

la FIGURA 5 rappresenta una vita dall'alto del dispositivo della Fig. 2 parzialmente sezionato secondo la linea di traccia V-V;

la FIGURA 6 rappresenta una vista anteriore del dispositivo della Fig. 2;

la FIGURA 7 rappresenta una vista ingrandita e parzialmente sezionata di un particolare della Fig. 2.

Con riferimento alle citate figure, il dispositivo frenante secondo il trovato, indicato globalmente con il numero di riferimento 1, pu? essere impiegato per trattenere una fune metallica F di una barriera di sicurezza, di cui ? illustrata una porzione nella Fig.l. La barriera pu? essere formata da una rete R sostenuta da una fune F, formante un cappio agganciato ad un supporto S ancorato ad un montante verticale M infisso al suolo.

Il dispositivo 1 comprende un telaio 2 con pareti laterali rigide costituite da due piastre affacciate 3, 4, ad esempio ricavate da due piatti di acciaio aventi uno spessore di alcuni millimetri .

Le due piastre laterali 3, 4 sono rigidamente accoppiate tra loro in modo da risultare affacciate e sostanzialmente parallele, definendo tra loro un passaggio longitudinale 5 di larghezza costante .

Tra le due piastre 3, 5 ? interposta una terza piastra centrale 6, di forma simile e spessore leggermente inferiore alle prime due. Anche la piastra centrale 6 ? rigidamente accoppiata a quelle laterali 3 , 4 in modo da risultare parallela ed equidistante suddividendo il passaggio longitudinale 5 in due passaggi parziali 5', 5", di larghezza sufficiente ad alloggiare scorrevolmente rispettivi tratti di fune F' e F" . Questi potranno costituire l'andata ed il ritorno di un'asola collegata al supporto S ancorato al montante M della barriera.

A titolo indicativo, le funi impiegate potranno essere del tipo a trefoli e gherlini in acciaio con anima metallica o tessile, e con diametro esterno compreso tra 5 e 20 mm . Con funi in acciaio 6x19 con anima metallica e diametro esterno di 18 miti ? , si otterr? una sezione resistente di 148 min<2 >, un carico di rottura di circa 226 KN e massa lineare di 1,26 Kg/m.

Il collegamento tra le piastre 3, 4, 6 potr? essere ottenuto mediante perni fissi 7 in acciaio, disposti verso gli angoli delle piastre.

In particolare, ogni perno 7 potr? essere formato da una porzione centrale 8 di forma generalmente cilindrica e porzioni di estremit? 9 anch'esse cilindriche di diametro inferiore a quella centrale. Sulle piastre 6, 3, 4 sono previsti corrispondenti fori 10, 10' , 10" per l'inserimento della porzione centrale 8 e delle porzioni laterali 9. Per bloccare assialmente le piastre laterali 3, 4, sulle porzioni di estremit? 9 del corpo sono ricavati fori con filettature interne 11 nei quali sono avvitati bulloni 12 a testa esagonale. Il foro 10 della piastra centrale 6 presenta un diametro leggermente inferiore alla porzione centrale 8 del perno 7 in modo da realizzare un montaggio a leggera interferenza.

Le porzioni centrali 8 dei perni 7 supportano girevolmente rulli fissi 13, costituiti da boccole 14 in bronzo o altro materiale antifrizione, con distanza relativa minima maggiore del diametro massimo della fune F, in modo da consentire la guida senza attrito dei tratti F ' , F" -Il telaio presenta inoltre una serie di rulli mobili 15 paralleli ai primi , generalmente in numero dispari e preferibilmente non superiore a tre, di cui uno disposto verso il centro delle piastre ed altri due disposti simmetricamente verso le loro estremit? longitudinali .

I rulli 15 possono essere strutturalmente identici a quelli fissi, e potranno comprendere un perno 16 con una poz ione centra le 17 e con porz ioni di estremit? 18 di diametro ridotto bloccate assialmente da bulloni di estremit? 20 a testa esagonale . Sulla porzione centrale 17 sono montate girevolmente boccole 19 in bronzo o altro materiale antifrizione. Per consentire la mobilit? longitudinale dei perni 15 , le loro porzioni di estremit? 18 potranno essere montate scorrevolmente in fessure o asole longitudinali 21 , 21 ' , 21" r icavate rispettivamente nel la piastra centrale 6 e nelle piastre laterali 3 , 4 , in modo da realizzare mezzi di guida.

In particolare, la larghezza delle fessure 21 ' , 21" sar? leggermente superiore al diametro delle porzioni di estremit? 18 e quella della fessura 21 sar? leggermene superiore al diametro del corpo centrale 17 del perno.

I tratti di fune F' , F" , guidati alle estremit? dai rulli fissi 13, potranno essere avvolti a zig-zag sulle boccole 19 dei rulli mobili 15, preferibilmente con andamento ondulato alternato, cio? con una cresta opposta ad un fondo, come evidenziato con una linea tratteggiata nella Fig. 3.

Quando sulla barriera di sicurezza si eserciteranno carichi dinamici esterni, questi eserciteranno sulla fune F una trazione T che sar? trasmessa ai tratti F' , F". A tale forza corrisponder? uno spostamento della fune con una determinata velocit? e ed energia cinetica. L'energia sar? trasmessa ai rulli 15, come schematicamente illustrato nella Fig. 5, causando lo spostamento verso il centro dei rulli mobili pi? esterni, e mantenendo il rullo mobile centrale in posizione sostanzialmente fissa, accentuando la curvatura dei tratti di fune F' , F" tra questi rulli .

Per dissipare l'energia in gioco, sono previsti mezzi di bloccaggio agenti sui rulli mobili 15, ad esempio costituiti dalla superficie di contatto tra le teste dei bulloni 20 ed i bordi delle fessure longitudinali 20, 21' , 21". In alternativa, tra tali superfici potranno essere interposte rondelle in adatto materiale. Serrando pi? o meno i bulloni 20, sar? possibile aumentare o diminuire la forza di attrito e quindi la quantit? di energia dissipata. Per ridurre l'usura, lungo le fessure e sotto le teste dei bulloni potr? essere deposto del grasso o del lubrificante .

Sono state condotte alcune prove sperimentali su barriere funicolari essenzialmente costituite da una fune di acciaio di lunghezza pari a circa 52m e diametro 12 mm con anima tessile, con estremi ancorati a due vincoli fissi solidali alla roccia, e con una dispositivo frenante interposto tra la fune ed uno dei vincoli, lanciando contro tale barriera un veicolo di massa complessiva pari a circa 3.000 Kg con velocit? di impatto media di circa 5,8 m/s. Considerando trascurabile il contributo dell'energia elastica della fune, si pu? affermare che l'energia media dissipata dal dispositivo frenante ? pari a circa:

Ed ? ? 3000 x 5 , 832 ? 50.983 Nm = KNm

Il valore medio degli scorrimenti misurati in prove eseguite con lo stesso dispositivo ? risultato pari a:

?5 = 2 m.

La corrispondente forza media esercitata sul dispositivo frenante ? pari a:

Fm = 51 KNm/2m = 25,5 KN.

Bench? il dispositivo frenate sia stato descritto con particolare riferimento ad una forma di realizzazione preferita, ? evidente che esso potr? essere realizzato in forme alternative mediante modifiche e varianti di quella preferita ricadenti nell'ambito di tutela definito nelle rivendicazioni allegate e che si intendono tutte ugualmente protette.

Claims (11)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo frenante, in particolare per barriere di sicurezza paramassi e stradali, caratterizzato dal fatto di comprendere: - un telaio (2) con almeno un passaggio longitudinale (5, 5', 5") destinato ad alloggiare almeno un tratto di fune (F, F', F") solidale ad una barriera di sicurezza; - almeno due coppie di rulli fissi (13), con assi affiancati posti verso le estremit? di detto passaggio (5, 5', 5") per guidare scorrevolmente la fune (F, F', F"); - almeno due rulli mobili (15) con assi paralleli ed in posizioni intermedie rispetto a quelli fissi (13) ; - mezzi di guida (21, 21' 21") solidali a detto telaio (2) per consentire lo scorrimento controllato degli assi di detti rulli mobili (15) lungo una direzione longitudinale; - mezzi di bloccaggio (20) agenti su detti rulli mobili per contrastarne lo scorrimento lungo detti mezzi di guida (21, 21', 21"); - in cui il tratto di fune (F<1>, F") che si estende tra dette coppie di rulli fissi (13) ? avvolto a zig-zag su detti rulli mobili (15), in modo tale che esercitando sulla fune una trazione (T) di entit? predeterminata, detti rulli mobili (15) sono obbligati ad avvicinarsi reciprocamente contro l'azione di detti mezzi di bloccaggio (20) dissipando energia.
2. 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto telaio (2) comprende almeno due piastre laterali (3, 4) reciprocamente affacciate ed ancorate mediante perni fissi (7) .
3. 3. Dispositivo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che dette piastre laterali (3, 4) hanno profilo sostanzialmente rettangolare con detti perni fissi (7) disposti verso gli angoli di detto profilo.
4. 4. Dispositivo secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detti perni fissi (7) presentano una porzione centrale (8) cilindrica e porzioni di estremit? (9) di diametro ridotto inserite in fori (101, 10") calibrati di dette piastre (3 , 4) .
5. 5. Dispositivo secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che detti rulli fissi (13) sono costituiti da boccole (14) in materiale antifrizione montate girevolmente sulle porzioni centrali (8) di detti perni fissi (7) .
6. 6. Dispositivo secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di guida (21' , 21") sono costituiti da intagli longitudinali che si estendono lungo la mezzeria di dette piastre laterali (3, 4).
7. 7. Dispositivo secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che detti rulli mobili (15) sono simili ai quelli fissi (13) , con boccole di materiale antifrizione (19) montate su perni mobili (16) aventi porzioni di estremit? (18) inserite con possibilit? di scorrimento longitudinale lungo detti intagli longitudinali (21', 21") .
8. 8. Dispositivo secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di bloccaggio consistono in bulloni (20) avvitati alle porzioni di estremit? (18) di detti perni mobili (16) con l'eventuale interposizione di rondelle di contatto.
9. 9. Dispositivo secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che detta fune (F) comprende un primo tratto (F1 ) ed un secondo tratto (FM) tra loro affiancati e separati da una terza piastra centrale (6) interposta tra quelle laterali (3 , 4) .
10. 10. Dispositivo secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che detto primo (F1) e detto secondo tratto (F" ) sono avvolti a zig-zag su detti rulli mobili (15) in modo contrapposto.
11. 11. Dispositivo secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che i rulli mobili (15) sono in numero di tre.