IT9021750A1 - Giunzione a tenuta stagna e procedimento di chiodatura di precisione - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda una giunzione, ottenuta per chiodatura, avente delle proprietà di tenuta stagna sulle sezioni di impegno dei chiodi nello spessore dei materiali. L'invenzione si estende anche al procedimento di chiodatura di precisione, utilizzato per realizzare questa giunzione, al corrispondente dispositivo di chiodatura, ed all'articolo di carpenteria realizzato con questa giunzione.

Come è noto, la tecnica di chiodatura o di rivettatura, particolarmente utilizzata nel campo delle costruzioni metalliche, è una tecnica di fissaggio reciproco di due o più elementi stratiformi (come lamiere metalliche e simili), per mezzo di chiodi o rivetti. Tradizionalmente, questa tecnica viene eseguita praticando dei fori (con un trapano, un punzone e simili), nelle singole lamiere, tenute separate e con un numero di fori ciascuna, uguale a quello dei chiodi da applicare. Le lamiere forate vengono quindi accostate in corrispondenza delle superiici di collegamento (ad esempio un bordo) e sovrapposte, ricercando soprattutto la rigorosa coassialità dei fori dei diversi spessori dei materiali messi l'uno sopra l’altro. Attraverso i fori così realizzati, viene fatto passare il gambo dei chiodi, la cui estremità, opposta alla testa, sporge dalla superficie delle lamiere. La fase finale di ottenimento della giunzione, prevede la ribaditura di questa estremità sporgente, contro la superficie di una delle lamiere .

La soluzione nota di chiodatura ora descritta, presenta numerosi e gravi inconvenienti, soprattutto legati alla necessità di dover eseguire la preventiva foratura delle singole lamiere, con lo scopo di creare le sedi per i chiodi. Questa predisposizione dei fori sulle lamiere, infatti, oltre ad allungare il tempo dell'operazione complessiva di chiodatura, rende necessario anche il successivo intervento di sovrapposizione delle lamiere, ricercando l’indispensabile coassialità dei fori. Nel caso di lamiere a spessore elevato, curve o di forma irregolare in genere, quest' ultimo intervento risulta estremamente laborioso, a causa delle evidenti difficoltà che si riscontrano quando si devono accostare dei fori, solitamente di piccole dimensioni, presenti su lastre di materiale, a volte pesanti e anche molto grandi. Queste difficoltà vengono amplificate, in maniera non trascurabile, dal fatto che la coassialità dei fori deve essere ottenuta nella posizione precisa dell’asse di chiodatura, in corrispondenza dell’utensile. Per questo motivo, nel corso delle varie operazioni di chiodatura, è molto facile perdere la precisione nella coassialità dei fori delle singole lamiere sovrapposte. Questo inconveniente si mani festa tanto più spesso, quanto maggiore è il numero delle lamiere sovrapposte, quanto più alto è il numero dei fori ricavati su ciascuna lamiera, e quanto più elevato è lo spessore di queste ultime.

Tale disassamento fra i fori, rende ovviamente più difficile il passaggio dei chiodi nelle lamiere, e può anche essere causa di deformazioni e dell'insorgere di indesiderate tensioni interne ni materiali, che indeboliscono la giunzione.

Per tutti questi motivi, il diametro dei fori delle lamiere è solitamente più grande di quello del gambo dei chiodi inseriti al loro interno, così da creare un certo gioco, sufficiente per compensare i descritti disassamenti.

La presenza di questi giochi all'altezza delle sezioni d'impegno del gambo dei chiodi all’interno dei rispettivi fori delle lamiere ha, dal esulto suo, il non trascurabile svantaggio di rendere difficoltosa la realizzazione, con le attuali tecniche di chiodatura, di giunzioni a tenuta stagna dei chiodi sulle lamiere. Inoltre, anche se in misura ridotta, i giochi del gambo dei chiodi nei fori delle lamiere, lasciano una certa possibilità di scorrimento relativo delle lamiere stesse, sulla superficie di collegamento, e la giunzione risulta più labile, particolarmente in caso di vibrazioni o di sollecitazioni meccaniche di altro tipo.

Lo scopo principale della presente invenzione, è quello di realizzare, per chiodatura, una giunzione che, a differenza di quelle note, presenti la necessaria precisione del collegamento, mantenendo i fori dei singoli spessori dei materiali sovrapposti, in posizione relativa perfettamente coassiale, anche nel caso di superiici curve o irregolari.

Un altro scopo dell’invenzione è quello di realizzare una giunzione, ottenuta per chiodatura, priva di giochi sulla sezione dì impegno dei chiodi nei fori dei materiali sovrapposti.

Un altro scopo dell'invenzione, è quello di realizzare una giunzione atta a garantire un impegno a tenuta stagna dei chiodi all’interno dei fori.

Uh ulteriore scopo dell’invenzione, è quello di fornire una giunzione atta ad assicurare l’efficace serraggio della giunzione stessa, sui materiali da collegare, evitando gli scorrimenti relativi fra i diversi strati, lungo le sezioni della giunzione.

Un ulteriore scopo dell’invenzione, è quello di fornire una giunzione provvista di un elemento di matrice, che forma parte integrante della giunzione stessa.

Un ulteriore scopo dell'invenzione, è quello di realizzare un procedimento di chiodatura che sia più rapido, preciso ed efficace di quelli attuali, avente un numero di stadi ridotti e dei tempi più brevi di manipolazione dei materiali.

E’ in particolare uno scopo del procedimento dell’invenzione, quello di rendere immediatamente possibile il fissaggio reciproco della parti stratiformi da unire, senza rendere necessaria la ricerca della coassialità fra i fori.

Un altro scopo dell’invenzione, è quello di realizzare un procedimento di chiodatura, nel quale gli elementi da collegare (ad esempio lamiere) si trovano, fin dall’inizio dell’intervento di chiodatura, nella loro posizione finale di utilizzo, senza necessità di doverle manipolare separatamente, al di fuori del collegamento.

Un ulteriore scopo dell'invenzione, è quello di realizzare un dispositivo di chiodatura, atto a formare una giunzione di più parti di materiali stratiformi, senza l'ausilio di utensili specifici di foratura dello spessore dei singoli strati dei materiali da unire.

Un altro scopo dell'invenzione, è quello di realizzare un dispositivo di chiodatura, provvisto di mezzi atti a ribadire il chiodo, direttamente sulle superfici dei materiali della giunzione, e con i chiodi trattenuti forzati a tenuta stagna all’interno dello spessore di questi materiali.

Un ulteriore scopo dell’invenzione, è quello di realizzare un dispositivo di chiodatura, atto a trattenere temporaneamente un elemento di matrice sull’utensile di chiodatura e a rilasciarlo dopo che il chiodo è stato ribadito sopra di esso.

Questi ed altri scopi, sono ottenuti con la giunzione secondo la presente invenzione , ottenuta per chiodatura e sostanzialmente caratterizzata dal fatto di comprendere:

- almeno due parti sovrapposte di materiale stratiforme, - almeno un chiodo con gambo passante, disposto forzato e a tenuta stagna all'interno dello spessore del materiale della giunzione, e la cui estremità opposta alla testa del chiodo e sporgente da questo spessore, presenta una ribaditura serrata contro la corrispondente superficie esterna delle dette parti sovrapposte di materiale stratiforme.

Conformemente ad un’ulteriore caratteristica della giunzione dell’invenzione, essa comprende inoltre almeno un elemento di matrice, disposto sulla porzione del gambo di chiodo che sporge dalla superficie delle dette parti sovrapposte, detta ribaditura essendo serrata sulla corrispondente superficie esterna della detta matrice.

Secondo ulteriori caratteristiche della giunzione dell’invenzione, detto elemento di matrice è costituito da un corpo anulare con diametro interno uguale o leggermente superiore a quello dell’ estremità sporgente del detto gambo di chiodo, e realizzato di materiale resistente di contrasto.

Rispetto alle giunzioni attualmente note, quella secondo l’ invenzione offre il vantaggio di presentare la corretta coassialità dei fori dei singoli strati dei materiali sovrapposti, eliminando così la possibilità dell'insorgere di tensioni, interne alla giunzione, prodotte dall’inserimento dei chiodi in fori non perfettamente coassiali. Essa, inoltre, non possiede alcun gioco, anche minimo, dei chiodi all’interno dei fori nello spessore dei materiali; la giunzione dell'invenzione realizza pertanto un collegamento a tenuta stagna dei chiodi all’interno dello spessore dei materiali della giunzione, e risulta più stabile e resistente di quelle note.

Il procedimento di chiodatura di cui alla presente invenzione, si caratterizza sostanzialmente per il fatto di prevedere l’ unione di dette almeno due parti sovrapposte di materiale stratiforme, senza necessità di eseguire la loro foratura, preventivamente all’applicazione dei chiodi sulla giunzione.

Secondo una sua ulteriore caratteristica, il procedimento di chiodatura dell'invenzione prevede la formazione delle sedi dei chiodi nello spessore dei materiali della giunzione, direttamente per effetto di penetrazione del gambo dei chiodi attraverso il citato spessore, e in presenza di uno sforzo di contrasto generato da una matrice.

Il procedimento di chiodatura secondo la presente invenzione, si caratterizza ulteriormente per il fatto di prevedere:

la sovrapposizione delle dette parti di materiale stratiforme, in corrispondenza delle loro sezioni da unire,

- il posizionamento, secondo un asse di chiodatura, di un chiodo e di una matrice su un utensile di chiodatura, detto chiodo e detta matrice essendo posizionati contrapposti, all'esterno dei materiali da unire,

- l’applicazione di detta matrice e di detto chiodo, contro le corrispondenti superfici esterne delle dette parti di materiale da unire,

- l’introduzione forzata del gambo del chiodo, contro una reazione di spinta esercitata dalla detta matrice, attraverso il citato spessore dei materiali e all'interno della sua sede nella matrice ,

- l’estrazione della matrice dalla porzione di gambo di chiodo sporgente sopra lo spessore dei materiali,

- la ribaditura di detta porzione di gambo, contro la corrispondente superficie esterna dei detti materiali.

Secondo un’ulteriore caratteristica del procedimento dell'invenzione, il detto utensile di chiodatura viene alimentato con un elemento di matrice, e la ribaditura della porzione sporgente di gambo di chiodo viene realizzata contro la superficie esterna di detto elemento di matrice, il quale viene successivamente liberato dall'utensile e forma parte integrante della giunzione.

Conformemente ad un'altra caratteristica del procedimento dell'invenzione, la detta penetrazione forzata del gambo di chiodo attraverso lo spessore dei materiali sovrapposti della giunzione realizza l’impegno a tenuta stagna del chiodo all'interno del detto spessore, in assenza di giochi.

Poiché il procedimento dell’invenzione realizza la giunzione direttamente per penetrazione forzata del gambo dei chiodi attraverso lo spessore dei materiali, i quali si trovano già montati nella posizione del collegamento definitivo, l’operazione di allineamento dei fori, descritta con riferimento alla tecnica nota, non è ora più necessaria, e la giunzione ottenuta possiede delle qualità migliorate. Il passaggio dei chiodi attraverso lo spessore dei materiali sovrapposti, realizza infatti la corretta configurazione e disposizione geometriche delle sedi dei chiodi stessi all’interno dei singoli strati, qualunque sia la loro forma e il loro spessore . La forzatura meccanica con la quale viene realizzato il collegamento, permette inoltre di conseguire una migliore solidità della giunzione e la tenuta stagna del collegamento.

Grazie alla eleminazione dello stadio di foratura preventiva delle lamiere, il procedimento dell'invenzione risulta inoltre più veloce e semplice di quelli conosciuti fino ad oggi.

Il dispositivo di chiodatura, formante anch’esso parte della presente invenzione, si caratterizza essenzialmente per il fatto di prevedere mezzi di chiodatura atti a realizzare la penetrazione forzata del gambo del chiodo attraverso il detto spessore dei materiali sovrapposti, e in presenza di uno sforzo di contrasto generato da una matrice, disposta coassiale rispetto al detto gambo e applicata sulla superficie della giunzione, opposta a quella di impegno con la testa del detto chiodo.

Secondo una prima forma di realizzazione, i citati mezzi di chiodatura del dispositivo dell'invenzione, consistono di un punzone matrice, formato da un unico corpo cilindrico, e di un martello disposto coassiale rispetto al citato cilindro e atto a cooperare con esso, per realizzare detta penetrazione forzata dei chiodi attraverso lo spessore dei materiali da unire.

I citati mezzi di chiodatura comprendono inoltre, secondo una ulteriore caratteristica del dispositivo dell’invenzione, un punzone ribaditore e un cilindro premitore, montati assialmente scorrevoli, rispettivamente all’interno ed all'esterno del detto corpo cilindrico.

Conformemente alle caratteristiche di un’altra forma di realizzazione preferita del dispositivo dell'invenzione, i citati mezzi di chiodatura consistono di elementi di trattenimento provvisorio o temporaneo, di almeno un elemento di matrice, in posizione coassiale rispetto ad un martello e atto a cooperare con quest'ultimo, per realizzare la detta penetrazione forzata del chiodo attraverso lo spessore dei materiali da unire.

I citati mezzi di trattenimento temporaneo del detto almeno un elemento di matrice consistono, secondo un'ulteriore caratteristica dell’invenzione, di un corpo cilindrico provvisto, al suo interno, di un punzone ribaditore scorrevole e, in corrispondenza della sua estremità contrapposta al citato martello, di una o più linguette elastiche, a loro volta dotate di appendici sagomate di impegno, in maniera liberato le, con il bordo di detto almeno un elemento di matrice, cosi da trattenerlo temporaneamente.

La citata estremità del detto cilindro del dispositivo dell’ invenzione, è inoltre provvista di una spalla atta a cooperare con le citate linguette elastiche, per trattenere il detto almeno un elemento di matrice.

Conformemente a sue ulteriori caratteristiche, il dispositivo dell’invenzione è inoltre provvisto di un contenitore di matrici e di un dispositivo di alimentazione automatica delle stesse alle citate linguette elastiche, detto dispositivo di alimentazione di matrici comprendendo un braccio mobile, provvisto di una piastrina avente una sede di prelievo di detta almeno una matrice dal citato contenitore e- di alimentazione della stessa alle dette linguette elastiche, detto braccio essendo montato scorrevole su una guida sostenuta da un supporto di ancoraggio del detto dispositivo alimentatore di matrici, al dispositivo di chiodatura. Il dispositivo di chiodatura di cui alla presente invenzione, offre il considerevole vantaggio di mettere a disposizione dei mezzi che realizzano la formazione dei fori per i chiodi, direttamente sotto l’effetto di penetrazione del gambo attraverso lo spessore dei materiali. Questo risultato è reso possibile, secondo l'invenzione, dalla presenza di una matrice, atta a generare uno sforzo di contrasto sull’asse di chiodatura e sulla superficie dei materiali interessati alla penetrazione del chiodo. Tale matrice, a seconda del tipo di giunzione desiderata, può essere estratta dal gambo del chiodo, prima della ribaditura dello stesso, oppure può ricevere detta ribaditura, cosi da entrare a formare parte integrante della giunzione dell'invenzione.

Queste ed altre caratteristiche e vantaggi della presente invenzione, risultano dalla descrizione che segue, riferita ad alcune forme preferite di esecuzione della stessa, che sono illustrate, a titolo di esempi non limitativi, nelle figure delle allegate tavole di disegni. In esse:

- le figure 1 e 2 illustrano, rispettivamente in prospettiva e in sezione verticale, una prima forma di realizzazione della giunzione dell’invenzione,

- le figure 3 e 4 illustrano, rispettivamente in prospettiva e in sezione verticale, una seconda forma di realizzazione della giunzione dell'invenzione,

la figura 5 illustra in prospettiva l'elemento di matrice della giunzione delle figure 3 e 4,

- le figure 6 a 9 illustrano le fasi del procedimento di realizzazione della giunzione delle figure 1 e 2,

- le figure 10 a 15 illustrano le fasi del procedimento di realizzazione della giunzione delle figure 3 e 4,

- la figura 16 illustra, in vista prospettica d'insieme, un esempio di realizzazione della macchina chiodatrice per l’ottenimento della giunzione della presente invenzione,

- la figura 17 illustra, in sezione parziale, il particolare del dispositivo di chiodatura della macchina di figura 17, per la realizzazione della giunzione delle figure 1 e 2,

- la figura 18 illustra, in sezione parziale, il particolare del dispositivo di chiodatura della macchina di figura 17, per la realizzazione della giunzione delle figure 3 e 4,

- la figura 19 illustra, in sezione trasversale, il dettaglio dei mezzi di trattenimento temporaneo della matrice sulla superficie di chiodatura del dispositivo di figura 18,

- le figure 20 a 22 illustrano le differenti fasi di alimentazione automatica delle matrici al dispositivo della figura 18.

La giunzione 1 illustrata alle figure 1 e 2, comprende due parti sovrapposte di materiale stratiforme, superiore 2 e inferiore 3 che, nell’esempio illustrato, sono formate da lamiere metalliche. Queste sono fissate l'una sul corpo dell'altra, per mezzo di chiodi o rivetti 4, anch'essi di materiale metallico (alluminio, rame, acciaio inox), scelto in funzione del materiale e dello spessore delle lamiere da unire.

Nel collegamento illustrato, il gambo 5 dei chiodi è forzato a tenuta stagna, all’interno dello spessore delle lamiere sovrapposte, e l'estremità del chiodo 4, opposta rispetto alla testa 7, presenta una ribaditura 6 che è schiacciata contro la superficie superiore della lamiera 2.

Come risulta dalla figura 2, che illustra una sezione su un piano verticale che contiene l'asse del chiodo 4, la parete del gambo 5 dei chiodi aderisce perfettamente e completamente contro la corrispondente parete della sua sede nello spessore delle lamiere. Il chiodo 4 risulta quindi trattenuto forzato all’interno dello spessore dei materiali delle lamiere e realizza, come già si è detto, un collegamento a tenuta stagna.

Nella forma di realizzazione delle figure 3 e 4, la giunzione 8 comprende, oltre al chiodo 4 già decritto nella precedente versione delle figure 1 e 2, anche un elemento di matrice 9, illustrato in figura 5. Nell’esempio considerato, l’elemento di matrice 9 consiste di un corpo anulare 10, di materiale metallico simile a quello dei chiodi 4 (e, in generale, di materiale resistente), provvisto di un foro interno 11, avente forma e dimensioni sostanzialmente uguali a quelle della sezione di gambo 5 che sporge dalla giunzione (figura 4).

In questa forma di realizzazione, la matrice 9 viene posizionata coassiale rispetto al chiodo 4, e applicata sulla superficie superiore della lamiera 2, ovvero la parte di lamiera dalla quale è chiamato a sporgere il gambo 5 del chiodo. L’estremità sporgente di quest'ultimo, è destinata ad alloggiarsi all'interno del foro 11 della-matrice 9, e presenta una ribaditura 6 realizzata sul corpo della matrice stessa.

Anche in quest'ultima forma di realizzazione, il gambo 5 dei chiodi è trattenuto, forzato a tenuta stagna, all'interno dello spessore delle lamiere, in totale assenza di qualsiasi gioco.

Le fasi del procedimento di realizzazione della giunzione 1 delle figure 1 e 2, verranno descritte qui di seguito, con riferimento alle figure da 6 a 9.

Le lamiere 2 e 3, messe sovrapposte in corrispondenza delle loro superfici di collegamento, vengono posizionate sull'utensile, così che risultano attraversate, nel senso dello spessore, dall’asse di chiodatura 15. Quest'ultimo, che può essere selezionato nella posizione dell’utensile illustrata alla figura 6, è definito dall’asse del chiodo 4 e dal punzone matrice 13, formato da un corpo cilindrico 12, disposti sul dispositivo di chiodatura in modo coassiale. Nella forma di realizzazione illustrata, il chiodo 4 è posizionato, con il gambo rivolto verso la superficie libera della lamiera stessa, sul lato inferiore della lamiera sottostante 3, ed è alloggiato nella sede di un martello inferiore 19, facente parte di un alimentatore di chiodi (non illustrato). Sul lato opposto della giunzione, ovvero quello superiore, che presenta la lamiera 2 con faccia rivolta verso l'alto, 1' utensile di chiodatura presenta un punzone matrice 13

Come verrà meglio spiegato nel seguito, il punzone matrice 13 dell'utensile di chiodatura, ha la funzione di creare uno sforzo di contrasto, rispetto a quello di penetrazione del chiodo attraverso lo spessore delle lamiere, così da facilitarne il perforamento. À questo fine, il punzone matrice 13 presenta un foro centrale 18, disposto coassiale rispetto al chiodo 4, e avente forma e dimensioni sostanzialmente uguali a quelle della sezione (orizzontale, negli esempi illustrati) del gambo 5 destinato ad alloggiarsi entro di esso. La corretta penetrazione dei chiodi attraverso lo spessore delle lamiere, è conseguita per mezzo di un punzone o martello 19, prima descritto (figura 6).

Più precisamente, una volta selezionato l'asse di chiodatura 15 (figura 6), il cilindro 12 preme, con la matrice 13, contro la superficie superiore della lamiera 2. Contemporaneamente, il punzone 19 provoca la penetrazione del gambo del chiodo 5 attraverso lo spessore delle lamiere, fino a farlo fuoriuscire dal foro 18 della matrice 13 (figura 8). Con il punzone 19 ancora premuto contro la testa del chiodo 4, la matrice 13 viene sfilata dalla porzione sporgente del gambo del chiodo. Il gambo viene a sua volta ribadito sulla superficie della lamiera 2, ad opera del punzone ribaditore 16, che giunge sul corpo del chiodo, scendendo solidale al punzone matrice 13. Vantaggiosamente, l’operazione di ribaditura viene eseguita anche con l'ausilio di un dispositivo premitore 17, il quale agisce contro la lamiera 2, così da trattenerla conti’o la sottostante lamiera 3 (figura 9).

Lo stesso effetto di tenuta senza giochi del gambo dei chiodi nello spessore dei materiali della giunzione, viene ottenuto con il procedimento delle figure 10 a 15, adatto per realizzare la giunzione delle figure 3 e 4.

In questo procedimento, come illustrato alla figura 10, il dispositivo a cilindro 12 dell'utensile di chiodatura, è inizialmente privo della matrice. Quest'ultima, che nell'esempio di realizzazione illustrato e costituita dall’elemento anulare 9 di figura 5, viene alimentata al cilindro 12, nella fase di figura 11, in cui si esegue la selezione dell’asse di chiodatura. I successivi stadi, illustrati nelle figure 12 e 13, corrispondono alle operazioni di applicazione dei chiodi, già descritte con riferimento alle figure 7 ed 8 del procedimento descritto più sopra. A differenza del metodo precedente tuttavia, quello delle figure 14 e 15 non sfila la matrice dalla porzione del gambo di chiodo che sporge dalla lamiera 2. In questo caso, infatti, il chiodo viene ribadito direttamente sulla matrice 9, trattenuta aderente alla lamiera superiore. Il prodotto finale di questa lavorazione, che è illustrato alla figura 15, è quello descritto precedentemente ed illustrato alle figure 3 e 4.

La macchina chiodatrice utilizzata per realizzare la giunzione descritta, è illustrata alla figura 16, e contraddistinta dal numero di riferimento 20. Essa comprende un'incastellatura 21 dotata degli organi elettrici, pneumatici e meccanici di funzionamento della macchina stessa. Questa è inoltre dotata, frontalmente, di un gruppo di chiodatura 22, costituito da un dispositivo (non illustrato) di rovesciamento dei chiodi, con il gambo in posizione verticale e rivolto verso l'alto, da un dispositivo 24 di posizionamento dei chiodi sull’asse di chiodatura, e da un dispositivo di chiodatura, comprendente un martello o punzone inferiore 25 e un gruppo superiore 26 di matrice e ribaditore. I chiodi 24 vengono caricati in un alimentatore automatico 27, montato sul lato posteriore della macchina, e di qui convogliati verso il gruppo di chiodatura 22, lungo guide di discesa (non illustrate). Il citato dispositivo di rovesciamento, riceve i chiodi 4, provenienti dalle guide, trattenendoli per la testa. Esso provvede poi a rovesciarli con il gambo rivolto verso l’alto, portandoli in corrispondenza del dispositivo di posizionamento 24. Quest’ultimo provvede a convogliare i chiodi, sempre in posizione verticale e con gambo rivolto verso l’alto, in direzione del martello 25 ovvero in corrispondenza dell'asse di chiodatura.

Nella forma di realizzazione della giunzione 1 delle figure 1 e 2, ovvero del procedimento delle figure 6 a 9, il gruppo di ribaditore e matrice 26, è del tipo illustrato alla figura 17. Esso consiste sostanzialmente di un cilindro 12, che costituisce il punzone matrice 13. Un punzone ribaditore 16 è inoltre alloggiato scorrevole all'interno del cilindro 12, all'esterno del quale è invece montato, coassiale e scorrevole, un cilindro premitore 17. Il foro 18 del punzone matrice 13, illustrato alle figure 7 e 17, possiede un diametro sostanzialmente uguale a quello del gambo dei chiodi.

Nella fase di alimentazione dei chiodi al dispositivo di chiodatura, e di selezione dell'asse di chiodatura (figura 6 del procedimento), il cilindro 12 è sollevato dalla superficie delle lamiere e il punzone matrice 13 è disposto coassiale rispetto al chiodo 4. Nella successiva fase di figura 7 del procedimento, il cilindro 12 viene abbassato, fino a premere la matrice 13 contro la superficie da rivettare. In seguito (figura 8 del procedimento) , il martello inferiore 25 provoca la penetrazione forzata del chiodo 4 attraverso lo spessore delle lamiere, contro l’azione di contrasto prodotta dal punzone matrice 13. La ribaditura (figura 9 del procedimento), viene conseguita abbassando il premitore 17 contro la superficie della lamiera 2, sollevando il cilindro 12 (e quindi la matrice 13) dalla superficie da cui sporge il gambo del chiodo, fino a sfilare completamente la matrice 13 da quest' ultimo. Infine, per azione di discesa solidale del punzone ribaditore 16 e del punzone matrice 13 contro questa parte sporgente di gambo del chiodo, si realizza la descritta ribaditura 6, al di sotto (in figura 9 del procedimento) della matrice 13.

- Il dispositivo dell’invenzione, illustrato alla figura 17, presenta un cannotto fisso 50 di guida di un'asta cilindrica 51. Qjesta è a sua volta fissata al premitore 17, per mezzo di una filettatura 54. All'interno dell'asta cilindrica 51, è alloggiata scorrevole un’altra asta cilindrica 52, che comanda il cilindro 12 del punzone matrice 13. In particolare, l'asta 52 è avvitata sul cilindro 12, in corrispondenza della filettatura 55, ed è richiamata verso l'alto, da una molla (non illustrata).

L’azionamento del punzone ribaditore 16 e del punzone matrice 13, viene effettuato per mezzo dell'asta cilindrica 53, a sua volta alloggiata scorrevole nell'asta 52. L'asta 53 agisce contemporaneamente, con la sua estremità inferiore 56, sulle corrispondenti superfici libere di contatto del cilindro 12 e del punzone 16. All’interno dell’alloggiamento del punzone ribaditore 16 nel cilindro 12, è prevista una molla 57, montata coassiale sullo stesso ribaditore 16, atta ad agire, alla sua estremità superiore, contro la testa 58 del punzone 16 e, all’estremità opposta, sul fondo 59 di questo alloggiamento. L’azione dell’asta 52, determina l’abbassamento del cilindro 12 nella posizione di figura 7 del procedimento, mentre la molla 57 mantiene sollevato il punzone ribaditore 16. Successivamente il cilindro 52 è richiamato verso l'alto dalla molla (non illustrata), dopo che il chiodo 4 ha forato le lamiere. Infine l’asta 53 comanda la discesa solidale del punzone ribaditore 16 e del cilindro 12 che costituisce il punzone matrice 13, cosi da realizzare la chiodatura descritta con riferimento alla figura 9.

Nella forma di realizzazione della giunzione 8 delle figure 3 e 4, ovvero del procedimento delle figure 10 a 15, il dispositivo dell’invenzione è del tipo illustrato alle figure 18 a 21. Esso comprende un cilindro 12a, internamente al quale è comandato a scorrere assialmente il punzone ribaditore 16. L'estremità inferiore del cilindro 12a è provvista di una o più linguette elastiche 29 trattenute sul corpo del cilindro 12a per mezzo di una vite 30. Le linguette elastiche 29 possiedono il tratto inferiore 31, ovvero quello rivolto verso la superficie da rivettare, disposto ripiegato ad L verso l'interno del clindro 12a, ovvero in direzione del ribaditore 16. L'estremità inferiore del cilindro 12a, all’interno della quale sono alloggiate le estremità ripiegate 31 delle linguette 29, presenta anche una spalla 32, la cui funzione verrà spiegata più avanti.

Il dispositivo di chiodatura ora descritto, possiede inoltre un dispositivo 34 di alimentazione automatica delle matrici 9. Il dispositivo 34 è fissato, per mezzo di un manicotto 33, al supporto fisso 43, che guida l'asta 44 di sostegno del cilindro 12a. Il dispositivo 34 comprende un braccio verticale 35 fissato al manicotto 33. Questo braccio verticale, supporta una guida orizzontale 36, un braccio mobile 38, scorrevole sulla guida 36 e comandato da un pistone (non illustrato in figura), e un raccoglitore 37 delle matrici. Quest’ultimo consiste, in particolare, di un corpo contenitore, alla cui estremità superiore aperta vengono caricate la matrici, che sono poi prelevate dall'estremità inferiore all'altezza della spalla 32 del cilindro 12a. Il braccio mobile 38, è sagomato sostanzialmente ad L, il cui tratto orizzontale è costituito da una piastrina 41 di tipo intercambiabile. L’estremità anteriore della piastrina 41, possiede una sede 42 di prelievo delle matrici 9 dal raccoglitore 37 e di convogllamento delle stesse al cilindro 12a.

Nella posizione di figura 18, corrispondente alla figura 10 del procedimento, il cilindro 12a del dispositivo dell'invenzione è sollevato, in modo che la spalla 32 della sua estremità inferiore, si trovi alla stessa altezza della sezione di uscita o di prelievo delle matrici 9 dal raccoglitore 37. La piastrina 41 del braccio mobile 38, si trova posizionata con la sede 42 sotto il raccoglitore 37, sull'uscita delle matrici 9 da quest’ultimo. In questa posizione illustrata del braccio 38, una matrice 9 è già almeno parzialmente ospitata nella sede 42 della piastrina 41. Con l’avviamento del ciclo di chiodatura, il braccio 38 scorre in avanti nel disegno, lungo la guida 36: la matrice 9, alloggiata nella sua sede 42 nella piastrina 41 del braccio 38, viene prelevata dai raccoglitore 37 e spinta contro la spalla 32 del cilindro 12a, allargando le linguette elastiche 29: l’interferenza così realizzata contro le estremità ripiegate 31 delle linguette, determina il bloccaggio della matrice 9, in corrispondenza del suo bordo esterno (figure 20 a 22). Il braccio 38 viene quindi riportato nella sua posizione iniziale (figura 21). Questa posizione del cilindro 12 del ribaditore, corrisponde a quella illustrata in figura 11 del procedimento. Successivamente, si ha la discesa della matrice 9 (per abbassamento del cilindro 12a) e la salita del chiodo 4 (per sollevamento del martello del gruppo 25), sulle superfici da chiodare (figura 12 del procedimento), la spinta del chiodo attraverso lo spessore delle lamiere, sotto 1' azione di contrasto della matrice 9 (figura 13 del procedimento), e la ribaditura del chiodo contro la matrice 9 (figura 14 del procedimento). A operazione di ribaditura conclusa, il cilindro 12aviene sollevato dalla giunzione, lasciando su di essa la matrice 9 (figura 15). La liberazione di quest'ultima dal gruppo ribaditore, è in particolare resa possibile dal sollevamento del cilindro 12a e dall'azione elastica delle linguette 29, che si sfilano dalla matrice, la- quale resta a sua volta trattenuta dalla ribaditura sul gambo del chiodo.

L’eliminazione dello sfrido, ovvero del materiale di tranciatura delle lamiere 2 e 3,. viene effettuata, per effetto di un getto di aria compressa alimentata da un tubo 61, attraverso una sfinestratura 60 dei cilindro 12a, nella fase di figura 13 del procedimento .

Durante tutti questi interventi, il braccio 38 dell'alimentatore delle matrici, è rimasto fermo nella posizione di partenza, in attesa dell’inizio di un nuovo ciclo di chiodatura.

Ovviamente all'invenzione, come ora descritta ed illustrata, è possibile apportare delle modifiche, per realizzare varianti che, tuttavia, rientrano nel presente ambito di tutela. Così, ad esempio, le linguette elastiche 29 potrebbero essere sostituite da un qualsiasi altro mezzo, atto a consentire il trattenimento temporaneo delle matrici,sul gruppo ribaditore. La disposizione relativa delle singole parti del gruppo di ribaditura, potrebbe essere diversa da quella illustrata, così come altrettanto differenti potrebbero essere la forma e la disposizione delle parti che costituiscono l'alimentatore automatico delle matrici. Inoltre la forma e le dimensioni delle matrici, potrebbero essere differenti da quelle illustrate e descritte, ciò che è particolarmente consentito dalle caratteristiche di intercambiabilità della piastrina 41 dell'alimentatore di matrici 34.

Claims (19)

1. RIVENDICAZIONI 1. Giunzione caratterizzata dal fatto di comprendere: - almeno due parti sovrapposte (2,3) di materiale stratiforme - almeno un chiodo (4) con gambo (5) passante, disposto forzato e a tenuta stagna all'interno dello spessore del materiale della giunzione, e la cui estremità, opposta alla testa (7) del detto chiodo e sporgente da questo spessore, presenta una ribaditura (6) serrata contro la corrispondente superficie esterna delle dette parti sovrapposte di materiale stratiforme.
2. 2. Giunzione secondo la rivendicazione 1, in cui essa comprende, inoltre, almeno un elemento di matrice (9), disposto sulla porzione del detto gambo di chiodo, che sporge dalla superficie delle dette parti sovrapposte, detta ribaditura essendo serrata sulla corrispondente superficie esterna della detta matrice.
3. 3. Giunzione secondo la rivendicazione 2, in cui detto elemento di matrice, è costituito da un corpo anulare (10), avente un foro (11) con diametro -interno uguale o leggermente superiore a quello dellestremità sporgente del detto gambo di chiodo, e realizzato di materiale resistente di contrasto.
4. 4. Procedimento di chiodatura per realizzare la giunzione secondo una delle rivendicazioni 1 a 3, caratterizzato dal fatto di prevedere l’unione di dette almeno due parti sovrapposte di materiale stratiforme, senza necessità di eseguirà la loro foratura, preventivamente all’applicazione dei chiodi sulla giunzione.
5. 5. Procedimento secondo la rivendicazione 4, in cui si prevede la formazione delle sedi dei detti chiodi nello spessore dei materiali della giunzione, direttamente per effetto di penetrazione del gambo dei chiodi attraverso il citato spessore, e in presenza di uno sforzo di contrasto generato da una matrice.
6. 6. Procedimento secondo la rivendicazione 5, in cui esso prevede : - la sovrapposizione delle dette parti di materiale stratiforme, in corrispondenza delle loro sezioni da unire, il posizionamento, secondo un asse di chiodatura, di un chiodo e di ima matrice su un dispositivo di chiodatura, detto chiodo e detta matrice essendo posizionati contrapposti, all' esterno dei materiali da unire, - l'applicazione di detta matrice e di detto chiodo, contro le corrispondenti superi ici esterne delle dette parti di materiale da unire, - l’introduzione forzata del gambo del chiodo, contro una reazione di spinta esercitata dalla detta matrice, attraverso il citato spessore dei materiali e all’interno della sua sede nella matrice , - l’estrazione della matrice dalla porzione di gambo di chiodo sporgente sopra lo spessore dei materiali, - la ribaditura di detta porzione di gambo di chiodo, contro la corrispondente superficie esterna dei detti materiali.
7. 7. Procedimento secondo la rivendicazione 6, in cui detta matrice viene alimentata al dispositivo di chiodatura, e in cui la ribaditura della porzione di gami» di chiodo che sporge sopra il detto spessore dei materiali, viene realizzata contro la superficie esterna di detto elemento di matrice, il quale viene successivamente liberato dal dispositivo di chiodatura, così da formare parte integrante della giunzione.
8. 8. Procedimento secondo una delle rivendicazioni 4 a 7, in cui la detta penetrazione forzata del gambo di chiodo attraverso lo spessore dei materiali sovrapposti della giunzione, realizza l’impegno a tenuta stagna del chiodo all’interno del detto spessore , in assenza di giochi.
9. 9. Dispositivo di chiodatura per la realizzazione del procedimento secondo una delle rivendicazioni 4,5,6,7, o 8, destinato alia realizzazione della giunzione secondo una delle rivendicazioni 1, 2 o 3, caratterizzato dal fatto di prevedere mezzi di chiodatura atti a realizzare la penetrazione forzata del gambo del chiodo attraverso il detto spessore dei materiali sovrapposti e in presenza di uno sforzo di contrasto generato da una matrice, disposta coassiale rispetto al detto gambo e applicata sulla superficie della giunzione, opposta a quella di impegno con la testa del detto chiodo.
10. 10. Dispositivo secondo la rivendicazione 9, in cui i citati mezzi di chiodatura consistono di un punzone matrice (13), formato da un unico corpo cilindrico (12), e di un martello (25), disposto coassiale rispetto al citato cilindro, e atto a cooperare con esso, per realizzare detta penetrazione forzata dei chiodi attraverso lo spessore dei materiali da unire.
11. 11. Dispositivo secondo la rivendicazione 10, in cui i citati mezzi di chiodatura comprendono, inoltre, un punzone ribaditore (16) e un cilindro premitore (17), montati assialmente scorrevoli, rispettivamente all'interno ed all’esterno del detto corpo cilindrico (12 ).
12. 12. Dispositivo secondo la rivendicazione 11, in cui un’asta cilindrica (51) è prevista fissata al detto cilindro premitore 117), un’asta cilindrica (52), montata assialmente scorrevole all’interno della detta asta (51), è fissata al detto punzone matrice 113), e un'asta cilindrica (53), a sua volta alloggiata scorrevole entro detta asta (52), si impegna, in corrispondenza della sua estremità (56), sulle corrisponddenti superfici libere di contatto del detto cilindro (12) e del detto punzone ribaditore (16), così da provocare la discesa solidale di questi ultimi, una molla (57) essendo alloggiata coassiale sul detto punzone (16) e agendo nel senso del sollevamento di quest’ultimo rispetto al citato cilindro (12).
13. 13. Dispositivo secondo la rivendicazione 9, in cui detti mezzi di chiodature, consistono di elementi di trattenimento provvisorio o temporaneo di almeno un elemento di matrice (9), in posizione coassiale rispetto ad un martello (25) e atto a cooperare con quest’ultimo, per realizzare la detta penetrazione forzata del chiodo attraverso lo spessore dei materiali da unire.
14. 14. Dispositivo secondo la rivendicazione 13, in cui i citati mezzi di trattenimento temporaneo del detto almeno un elemento di matrice (9), consistono di un corpo cilindrico (12a) provvisto, al suo interno, di un punzone ribaditore (16) scorrevole e, in corrispondenza della sua estremità contrapposta al citato martello, di una o più linguette elastiche (29), a loro volta dotate di appendici sagomate (31) di impegno, in maniera liberabile, con il bordo di detto almeno un elemento di matrice, cosi da trattenerlo temporaneamente.
15. 15. Dispositivo secondo la rivendicazione 14, in cui la citata estremità del detto cilindro (12), è inoltre provvista di una spalla (32) atta a cooperare con le citate linguette elastiche, per trattenere i.1 detto almeno un elemento di matrice.
16. 16. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni 9,13,14 o 15, in cui è inoltre previsto un contenitore di matrici (37) e un dispositivo (34) di alimentazione automatica delle stesse alle citate linguette elastiche, detto dispositivo di.alimentazione di matrici comprendendo un braccio mobile (38), provvisto di una piastrina (41), avente una sede (42) di prelievo di detta almeno una matrice dal citato contenitore (37), e di alimentazione della stessa alle dette linguette elastiche, detto braccio (38) essendo montato scorrevole su una guida (36) sostenuta da un supporto (35,33) di ancoraggio del detto dispositivo alimentatore di matrici (34) al dispositivo di chiodatura.
17. 17. Dispositivo secondo la rivendicazione 16, in cui detta piastrina (41) è di tipo intercambiabile.
18. 18. Dispositivo secondo la rivendicazione 14, in cui detto corpo cilindrico (12a) presenta una sfinestratura (60) di eliminazione del materiale di. tranciatura.
19. 19. Articolo di carpenteria, caratterizzato dal fatto di consistere di almeno due parti sovrapposte di materiale, unite con la giunzione secondo una delle rivendicazioni 1 a 3, ottenuta con il procedimento e realizzata con il dispositivo secondo una delle restanti rivendicazioni di cui sopra.