IT201800003732A1 - Ruota per veicoli fabbricata mediante saldatura a impulso magnetico. - Google Patents

Ruota per veicoli fabbricata mediante saldatura a impulso magnetico. Download PDF

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Description

DESCRIZIONE DELL’INVENZIONE INDUSTRIALE DAL TITOLO: "Ruota per veicoli fabbricata mediante saldatura a impulso magnetico"
DESCRIZIONE
La presente invenzione si riferisce a una ruota di autoveicolo comprendente un cerchio di lamiera metallica e un disco di materiale metallico assemblati l’uno all’altro.
Nell’ambito delle ruote assemblate sono noti diversi metodi per rendere il cerchio e il disco solidali l’uno all’altro. Fra questi sono noti sistemi di collegamento meccanico quali rivetti o simili, adesivi strutturali o tecniche di saldatura di vario genere.
Uno scopo della presente invenzione è di proporre un metodo alternativo per la realizzazione delle ruote assemblate.
Forma pertanto oggetto dell’invenzione un procedimento per fabbricare una ruota per veicoli, comprendente i passi seguenti:
predisporre un cerchio di lamiera metallica, comprendente sul lato assialmente esterno una flangia esterna, una sede tallone esterna e una protuberanza di ritegno, nonché un canale del cerchio collegato alla sede tallone esterna attraverso la protuberanza di ritegno,
predisporre un disco di materiale metallico, comprendente una parte di copertura e una parte di connessione sporgente assialmente dalla parte di copertura, in cui sulla parte di connessione è ricavato almeno un incavo,
accoppiare a interferenza la parte di connessione del disco con una superficie radialmente interna del cerchio, e
applicare un impulso magnetico per deformare un’area del cerchio rispettivamente sovrapposta all’incavo della parte di connessione, in modo tale che il disco sia trattenuto in rotazione e assialmente da detta area deformata del cerchio.
La presente invenzione ha inoltre per oggetto una ruota ottenuta con un procedimento secondo l’invenzione, e includente
un cerchio di lamiera metallica, comprendente sul lato assialmente esterno una flangia esterna, una sede tallone esterna e una protuberanza di ritegno, nonché un canale del cerchio collegato alla sede tallone esterna attraverso la protuberanza di ritegno, e
un disco di materiale metallico, comprendente una parte di copertura e una parte di connessione sporgente assialmente dalla parte di copertura, in cui sulla parte di connessione è ricavato almeno un incavo,
in cui la parte di connessione del disco è accoppiata a interferenza con una superficie radialmente interna del cerchio, e
in cui il cerchio presenta almeno un’area deformata rispettivamente sovrapposta all’incavo della parte di connessione, in modo tale che il disco sia trattenuto in rotazione e assialmente da detta area deformata del cerchio.
Forme di realizzazione preferite dell’invenzione sono definite nelle rivendicazioni dipendenti, che sono da intendersi come parte integrante della presente descrizione.
Caratteristiche e vantaggi della ruota secondo l’invenzione diverranno più chiari con la seguente descrizione dettagliata di alcune forme di realizzazione del trovato, fatta con riferimento ai disegni allegati, forniti a titolo puramente illustrativo e non limitativo, in cui:
- le figure 1a e 1b sono rispettivamente una vista prospettica e una vista in sezione di un disco di una ruota secondo l’invenzione;
- le figure 2a e 2b sono rispettivamente una vista prospettica e una vista in sezione che mostrano il disco della figura 1a calettato su un cerchio;
- le figure 3a e 3b sono rispettivamente una vista prospettica e una vista in sezione che mostrano la ruota a seguito di saldatura per impulso magnetico;
- la figura 4 è una vista in sezione che rappresenta un modo alternativo per realizzare un incavo nel disco per realizzare la saldatura a impulso magnetico;
- le figure 5 e 6 sono viste prospettiche di un disco e di una ruota secondo una forma di realizzazione in cui il disco è ottenuto per fusione;
- le figure 7 e 8 sono viste prospettiche, rispettivamente complessiva e di dettaglio, di un disco secondo un’ulteriore forma di realizzazione.
Nella seguente descrizione, con direzione assiale si intende una direzione parallela all’asse della ruota. Le indicazioni “interno” ed “esterno”, rispetto alla direzione assiale, sono riferite alla condizione di installazione della ruota sul veicolo, ove “interno” indica “verso il veicolo” ed “esterno” indica “lontano dal veicolo”.
Nei disegni, con 1 è complessivamente indicata una ruota per veicoli secondo l’invenzione.
La ruota 1 comprende un cerchio 2 di lamiera metallica, ad esempio d’acciaio o d’alluminio e realizzato ad esempio per rullatura e saldatura, e un disco 3, che nell’esempio delle figure 1-4 è di lamiera metallica, ad esempio d’acciaio o d’alluminio e realizzato ad esempio per stampaggio e tranciatura. Nell’esempio delle figure 5 e 6 il disco, ancora indicato con 3, è invece di lega d’alluminio e realizzato ad esempio per fusione in stampo.
Il cerchio 2 comprende convenzionalmente, in successione lungo la direzione assiale dall’interno verso l’esterno e raccordati l’uno all’altro, una flangia interna 21, una sede tallone interna 22, una protuberanza di ritegno interna 23, un canale 24 del cerchio, una protuberanza di ritegno esterna 25, una sede tallone esterna 26 e una flangia esterna 27.
Il disco 3 è preferibilmente del tipo a razze, e comprende una porzione centrale per la connessione ad un mozzo di assale (non illustrato), dalla quale si estende verso l’esterno una pluralità di razze angolarmente distanziate. Le estremità radialmente esterne delle razze sono interconnesse da un anello di collegamento periferico che si estende concentricamente con l'asse della ruota 1. L’anello di collegamento è applicato e fissato a una superficie anulare interna del cerchio 2. Secondo altre forme di realizzazione, il disco potrebbe essere di tipo differente, ad esempio un disco dotato della porzione centrale di connessione, sostanzialmente continuo e dotato di piccole finestre periferiche.
Nel complesso, nel disco 3 si può individuare una parte di copertura 31 disposta sul lato assialmente esterno del cerchio 2, e che nell’esempio illustrato è formata dalla parte centrale del disco, dalle razze e dall’anello periferico che interconnette le razze, e una parte di connessione periferica 32 sporgente assialmente verso l’interno dalla parte di copertura 31 e inserita coassialmente all’interno del cerchio 2, e che nell’esempio delle figure 1-4 è formata dall’anello periferico del disco.
Con riferimento in particolare alle figure 1a e 1b, sulla parte di connessione 32 del disco 3 è ricavata una pluralità di incavi 34, distribuiti nella direzione circonferenziale della parte di connessione. In particolare, gli incavi 34 possono essere distribuiti in modo tale da essere angolarmente equidistanziati l’uno dall’altro. Inoltre, gli incavi 34 possono essere distribuiti in modo tale che ciascun incavo sia angolarmente allineato con una rispettiva razza. Sono tuttavia concepibili altre disposizioni degli incavi 34.
Con riferimento alle figure 2a e 2b, il disco 3 viene calettato a interferenza sul cerchio 2, facendo accoppiare la parte di connessione 32 con una superficie radialmente interna del cerchio 2, in particolare con una superficie interna in corrispondenza del canale 24 del cerchio.
Con riferimento alle figure 3a e 3b, si applica quindi un impulso magnetico per deformare aree 28 del cerchio 2 rispettivamente sovrapposte agli incavi 34 della parte di connessione, in modo tale che il disco 3 sia trattenuto in rotazione e assialmente dalle aree deformate 28 del cerchio 2. Nella figura 3b è schematicamente rappresentata una parte di una bobina elettromagnetica C, disposta coassialmente attorno al cerchio 2 e prevista per generare la forza magnetica M necessaria alla crimpatura/saldatura magnetica dei due componenti. In corrispondenza delle aree deformate 28 del cerchio 2 può aversi anche una vera e propria saldatura fra i due materiali del cerchio 3 e del disco 2. La collisione del materiale accelerato dalla forza magnetica sull’altro può infatti dare origine ad una saldatura per alcune combinazioni di velocità di impatto e di angolo di impatto tra i due materiali. Questo fenomeno è più difficile da ottenere per materiali di spessore elevato.
La funzione degli incavi 34 è pertanto quella di creare dei gap localizzati tra disco e cerchio, necessari per l’applicazione della saldatura o crimpatura magnetica. Gli incavi 34 devono essere di geometria tale da bloccare la rotazione tra i due componenti (trasferimento del carico di rotazione) e anche il movimento assiale (resistenza allo scalettamento). Secondo una forma di realizzazione, è preferibile che il fondo dell’incavo sia privo di tratti piani, o almeno che tali tratti abbiano estensione più breve possibile (considerando il profilo in sezione trasversale dell’incavo).
Nell’esempio delle figure 1-3 gli incavi 34 sono ottenuti per stampaggio. Tale modalità di ottenimento non è tuttavia essenziale. Ad esempio, gli incavi 34 possono essere ottenuti per lavorazione di macchina, come è evidente nella forma di realizzazione della figura 4.
Nelle figure 5 e 6 è rappresentata un’altra forma di realizzazione, che si distingue da quelle delle figure 1-4 per il fatto che il disco è di lega leggera ed è ottenuto mediante un processo di fusione in stampo. A elementi corrispondenti a quelli delle forme di realizzazione precedenti sono stati assegnati gli stessi riferimenti numerici.
Nella forma di realizzazione delle figure 5 e 6, la parte di connessione periferica 32 sporgente assialmente dalla parte di copertura 31 è formata da una parte dell’anello periferico del disco che interconnette le razze.
Come si può vedere in figura 6, quando il disco 3 viene calettato sul cerchio 2, la parte di connessione 32 si accoppia con una superficie radialmente interna del cerchio 2 in corrispondenza della sede tallone esterna 26. Con il processo di crimpatura/saldatura magnetica le aree deformate 28 si vengono pertanto a creare in corrispondenza della sede tallone esterna 26 del cerchio 2.
Gli incavi 34 necessari per la saldatura magnetica possono essere ottenuti utilizzando dei sottosquadri nello stampo di fusione impiegato per la realizzazione del disco 3. In alternativa, anche in questo caso gli incavi 34 possono essere ottenuti per lavorazione di macchina sul disco 3.
Secondo altre forme di realizzazione può anche essere presente un solo incavo sulla parte di connessione 32 del disco. In tal caso l’incavo dovrà estendersi di una misura inferiore a 360°. In altre parole, l’incavo dovrà avere un’estensione nella direzione circonferenziale inferiore a quella del perimetro della parte di connessione 32.
Un ulteriore forma di realizzazione è mostrata nelle figure 7 e 8. A elementi corrispondenti a quelli delle forme di realizzazione precedenti sono assegnati gli stessi riferimenti numerici.
In tale forma di realizzazione, ciascun incavo 34 ha un’estensione nella direzione assiale maggiore della sua estensione nella direzione circonferenziale (nella forma di realizzazione delle figure precedenti avveniva l’opposto). Nel seguito, tali incavi 34 verranno anche indicati come incavi assiali.
In più, è previsto un incavo 35, nel seguito incavo circonferenziale, che si estende sull’intero perimetro della parte di connessione 32 del disco e interseca e interconnette gli incavi trasversali 34.
Naturalmente sono possibili altre forme di realizzazione, ad esempio una forma di realizzazione in cui l’incavo 35 ha un’estensione inferiore a quella del perimetro della parte di connessione 32 oppure è addirittura assente, oppure forme di realizzazione che prevedono incavi assiali combinati con incavi del tipo rappresentato nelle figure da 1 a 6, eventualmente intersecantisi gli uni agli altri.

Claims (9)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Procedimento per fabbricare una ruota per veicoli, comprendente i passi seguenti: predisporre un cerchio (2) di lamiera metallica, comprendente sul lato assialmente esterno una flangia esterna (27), una sede tallone esterna (26) e una protuberanza di ritegno (25), nonché un canale (24) del cerchio collegato alla sede tallone esterna (26) attraverso la protuberanza di ritegno (25), predisporre un disco (3) di materiale metallico, comprendente una parte di copertura (31) e una parte di connessione (32) sporgente assialmente dalla parte di copertura (31), in cui sulla parte di connessione (32) è ricavato almeno un incavo (34), accoppiare a interferenza la parte di connessione (32) del disco (3) con una superficie radialmente interna del cerchio (2), e applicare un impulso magnetico per deformare un’area (28) del cerchio (2) sovrapposta all’incavo (34) della parte di connessione (32), in modo tale che il disco (3) sia trattenuto in rotazione e assialmente da detta area deformata (28) del cerchio (2).
  2. 2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, in cui detto almeno un incavo comprende una pluralità di incavi (34), distribuiti nella direzione circonferenziale della parte di connessione (32) del disco, e in cui una pluralità di aree (28) del cerchio vengono deformate sugli incavi (34) del disco per trattenere il disco (3) al cerchio (2).
  3. 3. Procedimento secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui il cerchio (2) e il disco (3) sono inoltre saldati l’uno all’altro in corrispondenza delle aree deformate (28) del cerchio (2).
  4. 4. Procedimento secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui le aree deformate (28) del cerchio (2) sono disposte in corrispondenza della sede tallone esterna (26).
  5. 5. Procedimento secondo una delle rivendicazioni da 1 a 4, in cui le aree deformate (28) del cerchio (2) sono disposte in corrispondenza del canale (24) del cerchio.
  6. 6. Ruota (1) per veicoli ottenuta con un procedimento secondo una delle rivendicazioni precedenti, e includente un cerchio (2) di lamiera metallica, comprendente sul lato assialmente esterno una flangia esterna (27), una sede tallone esterna (26) e una protuberanza di ritegno (25), nonché un canale (24) del cerchio collegato alla sede tallone esterna (26) attraverso la protuberanza di ritegno (25), e un disco (3) di materiale metallico, comprendente una parte di copertura (31) e una parte di connessione (32) sporgente assialmente dalla parte di copertura (31), in cui sulla parte di connessione è ricavato almeno un incavo (34), in cui la parte di connessione (32) del disco (3) è accoppiata a interferenza con una superficie radialmente interna del cerchio (2), e in cui il cerchio (2) presenta almeno un’area deformata (28) rispettivamente sovrapposta all’incavo (34) della parte di connessione (32), in modo tale che il disco (3) sia trattenuto in rotazione e assialmente da detta area deformata (28) del cerchio (2).
  7. 7. Ruota secondo la rivendicazione 6, in cui il cerchio (2) e il disco (3) sono inoltre saldati l’uno all’altro in corrispondenza delle aree deformate (28) del cerchio (2).
  8. 8. Ruota secondo la rivendicazione 6 o 7, in cui le aree deformate (28) del cerchio (2) sono disposte in corrispondenza della sede tallone esterna (26).
  9. 9. Ruota secondo la rivendicazione 6 o 7, in cui le aree deformate (28) del cerchio (2) sono disposte in corrispondenza del canale (24) del cerchio.
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