ITAR970019A1 - Procedimento per la formatura di imbutiture profonde a basso stiramento del metallo nei telai per personal computer - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

L'invenzione concerne un procedimento per la formatura di imbutiture profonde nei telai per personal computer, mediante cui realizzare bugnature sporgenti di appoggio e di ancoraggio nonché superfici notevolmente rientranti o sporgenti.

Nella costruzione dei personal computer sono utilizzati telai in lamiera metallica, normalmente di acciaio. Al loro interno, in vicinanza della base, alloggiano circuitene elettroniche montate su una scheda sostenuta in posizione sollevata sulla base del telaio da riporti di metallo. Essi recano un foro assiale filettato atto ad accoppiarsi con una vite mediante cui bloccare ad essi la scheda con la circuiteria elettronica. Recano infine un contorno, almeno in corrispondenza della base, conformato e dimensionato in modo adatto per accoppiarsi a pressione con un corrispondente foro sulla lamiera costituente la base o, più in generale, una superficie del telaio portante metallico. Tale procedimento comporta la realizzazione sul telaio di fori calibrati per l'alloggiamento dei riporti, la produzione o l'acquisto degli stessi ed il loro inserimento a pressione nei fori calibrati, in modo tale che essi rimangano stabilmente fissati al telaio affinchè conservino rigorosamente la loro collocazione per consentire il corretto posizionamento in essi della scheda elettronica e l'applicazione per ogni riporto di una vite con cui stabilizzare nel telaio la scheda elettronica medesima. La realizzazione del foro e l'applicazione del riporto a pressione in esso sono operazioni che richiedono una elevata precisione, affinché il loro accoppiamento a pressione e l'orientamento dei riporti sia particolarmente stabile nel tempo. L'accoppiamento deve cioè essere tale da non consentire alcun movimento dei riporti, particolarmente quando essi sono piuttosto lunghi e quindi quando la scheda elettronica deve stare in posizione elevata sul telaio che la contiene, per consentire con precisione e senza alcuna azione correttiva, l'applicazione delle viti di bloccaggio eseguita spesso con l’ausilio di robot allo scopo di ridurre i costi di assemblaggio.

Attualmente, su una fiancata del telaio metallico dei Personal Computer noti c'è una ampia apertura chiusa da un elemento in lamiera con struttura scatolare, provvista di una pluralità di fori e di asole denominato "pannello schede". La sua costruzione comporta ancora la realizzazione dell'ampio foro nel telaio, la realizzazione di una struttura scatolare in lamiera di acciaio distinta e il loro accoppiamento e fissaggio con punti di saldatura. Tutto ciò costituisce una lavorazione complessa che concorre sensibilmente a definire l’elevato costo globale del telaio.

Scopo della presente invenzione è quello di individuare un procedimento che consenta di operare deformazioni plastiche del telaio metallico atto ad alloggiare le circuitene elettriche ed elettroniche dei personal computer. In un caso, dette deformazioni sono rivolte ad eliminare l'utilizzo dei riporti destinati a fungere da elementi distanziatori e di sostenimento della scheda elettronica applicata parallelamente alla base del telaio medesimo, in un altro caso, dette deformazioni sono rivolte ad eliminare la necessità di applicazione della lamiera di acciaio a struttura scatolare originante il "pannello schede". Un procedimento che consenta l'ottenimento di tali risultati sarà particolarmente vantaggioso per una pluralità di motivi: nel primo caso consentirà di eliminare i riporti di appoggio e sostenimento che hanno un proprio costo, richiedono una specifica organizzazione per il loro acquisto o per la loro produzione, per il loro immagazzinamento e per il loro utilizzo nelle linee di montaggio. La realizzazione sulla base del telaio di sporgenze equivalenti ai riporti assicurerà la stabilità della posizione dei punti di ancoraggio e quindi il corretto posizionamento della scheda elettronica in essi. Consentirà inoltre il sicuro allineamento dei fori di fissaggio sulla scheda elettronica con quelli sulle sporgenze.

Nel secondo caso saranno eliminati gli svantaggi dovuti all’utilizzo di una struttura scatolare d'acciaio distinta, quindi facilitati i problemi di produzione, di immagazzinamento e di messa in linea di produzione come sopra detto per i riporti. Inoltre consentirà di eliminare i problemi connessi alla giunzione per saldatura del telaio metallico portante con la struttura scatolare, i problemi connessi all'isolamento con vernici, o con altre sostanze equivalenti, delle parti sovrapposte saldate, ove è difficile rivestire completamente dette superfici sovrapposte per impedire la formazione di ruggine e quindi la corrosione delle parti aggredite.

D'altra parte la deformazione per imbutitura con i procedimenti noti della lamiera con cui è realizzato il telaio portante appare in certi casi non possibile, a causa della lunghezza dei riporti che costituiscono le basi di appoggio della scheda elettronica e della profondità della base del "pannello schede" rispetto alla fiancata del telaio su cui è ubicata.

Una operazione di imbutitura eseguita con i metodi alla tecnica noti determinerebbe uno stiramento eccessivo del metallo, con la sua conseguente rottura per strappo. Si avrebbe inoltre l'asportazione della protezione superficiale della lamiera preprotetta con cui è prodotto il telaio portante. L'applicazione della tecnologia nota farebbe quindi insorgere da un lato problemi di tipo meccanico (rottura per stiramento e strappo della lamiera) e, da un altro lato, problemi di tipo estetico (abrasione delle superfici stirate ed asportazione della vernice protettiva, con ossidazione e arrugginimento delle stesse).

L'invenzione che consente il superamento dei problemi tecnici sopra descritti consiste in un procedimento per la formatura di imbutiture profonde a basso stiramento della lamiera di metallo con cui sono realizzati i telai per personal computer, che prevede: una prima fase con cui vengono realizzate una successione di file di tagli filiformi sulla lamiera in corrispondenza della superficie da imbutire, con i tagli adiacenti disposti fra loro a due a due in maniera sfalsata; una seconda fase con cui è operato lo stiramento della lamiera nella quale si determina l'apertura dei tagli e il conseguente allargamento delle superfici tagliate con un minimo stiramento della lamiera non tagliata e del reticolo metallico a rami obliqui a separazione degli spazi vuoti derivati dall'allargamento dei tagli inizialmente filiformi; un terza fase, ove occorra, consistente in una ripiegatura della lamiera lungo una linea che dia origine alla sovrapposizione di due lamine in cui ai vuoti sull'una corrispondano i rami dei reticoli sull'altra, in modo tale che siano ridotte o richiuse le ampiezze delle cavità passanti nella lamiera ripiegata allo scopo di ridurre le interferenze elettromagnetiche, cioè il passaggio di onde elettromagnetiche attraverso i due lembi sovrapposti.

II procedimento in oggetto sarà facilmente compreso seguendo la descrizione dettagliate che segue ed i disegni della tavola allegata che esemplificano la soluzione realizzativa preferita dell'idea inventiva, ed in cui:

- la fig. 1 è la vista frontale di una porzione di lamiera d'acciaio su cui sono stati eseguiti tagli filiformi secondo una pluralità di linee circolari concentriche;

- la fig. 2 è la vista ingrandita di alcuni tagli filiformi fra loro adiacenti, attraverso cui viene evidenziata la loro disposizione reciproca;

- la fig. 3 è la vista in elevazione della porzione di lamiera di fig. 1, sezionata con un piano verticale, dopo che è stata sottoposta a imbutitura con cui è originata una protuberanza sagomata nel profilo;

- la fig. 4 è la vista ingrandita di alcuni tagli adiacenti dopo che hanno subito la deformazione a seguito della operazione di imbutitura;

- la fig. 5 è la vista laterale in elevazione di una lamiera su cui sono state prodotte due protuberanze sopra le quali è appoggiata e fissata con viti una lastra;

- la fig. 6 è la vista in pianta di una porzione di lamiera d'acciaio su cui sono stati eseguiti una pluralità di tagli filiformi secondo una pluralità di linee pressoché rettangolari, una interna all'altra, con i tagli fra loro sfalsati;

- la fig. 7 è la vista prospettica dall'alto a destra della lamiera di fig. 6 dopo che ha subito il processo di imbutitura.

Deve essere ben inteso, tuttavia, che i disegni e le parti descritte corrispondenti sono dati unicamente a titolo d'illustrazione dell’oggetto dell'invenzione, senza costituirne in alcuna maniera una limitazione.

Nei disegni sono stati indicati con 1 la porzione di lamiera della base del telaio di acciaio del personal computer, con 2 le sottili linee tagliate a formare degli archi concentrici, con 3 le asole conseguenti alla deformazione delle linee 2, con 4 la forma bugnata della protuberanza imbutita, con 6 le spalle della protuberanza, con 7 la sommità lievemente troncoconica, con 8 la sommità, con 9 la parte rientrante originante una sorta di tronco tubolare, con 10 è indicata la piastra da ancorare a più protuberanze e con 11 le viti di ancoraggio.

Con 12 è indicata una porzione di lamiera di un fianco del telaio del personal computer, con 13 i tagli filiformi disposti secondo linee pressoché rettangolari, con 14 le asole ottenute dalla deformazione dei tagli 13, con 15 l'impronta o incavo profondo sulla lamiera 12, con 16 la sua base, con 17 le fiancate dell'impronta 15, con 18 i rami del reticolo della lamiera a seguito della deformazione che separano le asole 14 l’una dall'altra.

L'invenzione riguarda quindi il procedimento mediante cui sono rese possibili imbutiture profonde, attraverso cui originare sulla base 1 del telaio metallico destinato ad alloggiare la circuiteria elettrica ed elettronica di computer, ed in particolare di personal computer, adatte bugnature 4, alla sommità 8 delle quali appoggiare e fissare la piastra 10 recante la o le parti della circuiteria elettronica del computer. Riguarda inoltre il procedimento con cui su uno o entrambi i fianchi del sopraddetto telaio vengono prodotte profonde impronte imbuti te 15 con minimo stiramento del metallo, in modo tale che esso subisca modeste sollecitazioni superficiali, senza danneggiamenti dello strato di vernice o altra sostanza equivalente che protegge il telaio dall'azione degli agenti esogeni.

Detto procedimento prevede una fase con cui la lamiera del telaio viene preparata alla deformazione di imbutitura. Detta fase consiste nella realizzazione sulla lamiera, in corrispondenza della superficie 1 da imbutire, di una pluralità di file di tagli filiformi 2, con quelli sulle file adiacenti fra loro sfalsati, in modo che a seguito della deformazione plastica a cui saranno sottoposti originino un reticolo di metallo a rami obliqui. Detti tagli filiformi 2, nella lamiera 1, possono essere realizzati secondo tecniche diverse. E' preferibile quella facente uso di raggi di luce laser che consentono una maggiore precisione ed una larghezza del taglio 2 minimo, consentendo ciò, con sollecitazioni meccaniche modeste, allargamenti sensibili della lamiera in corrispondenza di detti intagli ed un modesto stiramento del reticolo che delimita i tagli allargati. La conformazione molto sottile dei tagli 2 consente inoltre di operare, sulla stessa superficie, un maggior numero di tagli, quindi la disposizione di una fila di tagli vicina all’altra, fino a far assumere alla superficie tagliata, a seguito della sua deformazione durante il processo di imbutitura una struttura reticolare simile a maglia a rami obliqui che, variando l’entità delle sollecitazioni, cambiano gli angoli di intersezione, quindi consentendo alla lamiera tagliata differenti allungamenti con stiramenti minimi del metallo.

La distanza fra i tagli filiformi 2 consecutivi su ogni fila è vantaggioso che sia costante: in tal modo la resistenza alle deformazioni è pressoché uniformemente distribuita su tutta la superficie interessata dai tagli per cui si ha una uniforme dilatazione dei tagli medesimi. Infine è vantaggioso che ciascuna coppia di tagli consecutivi sulla stessa fila siano separati fra loro in corrispondenza della mezzeria dei tagli corrispondenti sulle due file adiacenti a quella su cui le coppie di tagli consecutivi sono ubicati. In tal modo si ha una distribuzione uniforme del reticolo metàllico ed una maggiore deformazione e quindi un maggior allungamento della superficie 1 a parità di sollecitazioni a cui viene sottoposta.

Sollecitazioni a deformazione meccanica operate con l'ausilio di un punzone e di una corrispondente matrice sagomati, attraverso cui la lamiera con file di tagli filiformi 2 è sottoposta a deformazioni plastiche normalmente a gradini, cioè a deformazioni che interessano normalmente parti distinte in tempi diversi, con l’ultima azione deformante rivolta ad allargare i tagli filiformi 2 e ad originare il reticolo metallico.

Tutto ciò per favorire la formazione di forme plastiche sagomate, quali quelle esemplificate nelle figure 3 e 5 della tavola di disegno allegata. In tal caso, viene operata prima l'imbutitura al centro della superficie destinata ad originare la bugnatura sporgente 4, con l'effetto di produrre il tronco tubolare 9, atto ad accoppiarsi con le viti 11. Poi l'azione del punzone e della matrice sagomati producono la deformazione plastica sulla lastra 1 con cui sono originati la superficie di appoggio 8 e la struttura troncoconica 7. Quest’ultima atta a limitare il contatto fra la piastra da sostenere 10 e il supporto sottostante 4, limitandolo alla sola superficie 8. Tale struttura di sommità serve quindi a sostenere la lastra 10 che viene bloccata attraverso le viti 11, normalmente di tipo autofilettante, interagenti sul tronco tubolare 9 della struttura di sostenimento sottostante.

La fase successiva prevede la deformazione della lamiera formante la spalla 6 riprodotta nell'esempio riprodotto nelle figure da 1 a 5, quindi la superficie con tagli filiformi 2 che subisce, a seguito dello "spanciamento" dei tagli 2, un considerevole allungamento. L'ultima azione deformante determina prima lo stiramento della lamiera intorno alla spalla 6 quindi l'allargamento dei tagli filiformi 2 e la produzione del reticolo metallico con cavità 3 e l'elevazione della protuberanza 4. Variando il numero di file concentriche di tagli filiformi 2, si può variare l'elevazione delle protuberanze 4, senza apprezzabili assottigliamenti del metallo che realizza il reticolo.

Nella soluzione realizzativa riprodotta nelle figure 6 e 7, la fase di deformazione plastica con punzone e matrice interessa, la superficie 12 provvista di file rettangolari di tagli filiformi 13. Il processo di imbutitura origina una base rientrante 16 con profonde fiancate 15 la cui formazione richiama il metallo dall'esterno delle stesse fiancate e quindi l'allargamento dei tagli 13 che si trasformano in rombi 14 consentendo lo scorrimento del metallo verso le fiancate 17 ove viene richiamato durante il processo di imbutitura. Durante tale fase la struttura reticolare e quindi le aperture 14 possono giungere anche sulle fiancate 17 in funzione della profondità di imbutitura e dell'ampiezza della corona di tagli 13 operata sulla lamieral2. In alcuni casi sono richieste piegature dei bordi di contorno alla struttura imbutita. Nel caso in cui le aperture 14 interessino anche le fiancate 17 il procedimento prevede che siano piegate porzioni della superficie con tagli deformati 14 sopra la restante parte anch'essa provvista di tagli deformati in modo tale che il reticolo sull'una si sovrapponga agli allargamenti 14 sull'altra, ostruendo anche fino a chiudere le cavità passanti e comunque tali da originare un ostacolo al passaggio attraverso le superfici medesime delle onde elettromagnetiche.

I tagli passanti che consentono l'allargamento delle superfici sollecitate possono essere non passanti, cioè sostituiti da file di incisioni, eseguite con una profondità adatta a consentire al metallo rimasto al fondo delle stesse di strapparsi quando la lamiera è sollecitata a trazione durante il processo di imbutitura.

Claims (8)

1. RIVENDICAZIONI 1) Procedimento per la formatura di imbutiture profonde a basso stiramento del metallo nei telai per personal computer, mediante cui realizzare bugnature (4) di appoggio e ancoraggio e superfici rientranti (15), caratterizzato da: - una fase con cui vengono realizzate sulla lamiera, in corrispondenza della superficie da imbutire, una pluralità di file di tagli filiformi, con quelli sulle file adiacenti fra loro sfalsati in modo che a seguito della deformazione a cui saranno sottoposti originino un reticolo di metallo a rami obliqui; - una fase di stiramento della lamiera metallica con cui si determina almeno l'apertura dei tagli con la formazione del reticolo metallico a separazione degli spazi vuoti derivati dall'allargamento dei tagli filiformi.
2. 2) Procedimento per la formatura di imbutiture profonde a basso stiramento del metallo nei telai per personal computer, come da riv. 1), caratterizzato dal fatto che i tagli filiformi sulla lamiera sono realizzati con un raggio di luce laser.
3. 3) Procedimento per la formatura di imbutiture profonde a basso stiramento del metallo nei telai per personal computer, come da riv. 1), caratterizzato dal fatto che la distanza fra i tagli filiformi successivi su ogni fila è pressoché costante.
4. 4) Procedimento per la formatura di imbutiture profonde a basso stiramento del metallo nei telai per personal computer, come da riv. 1), caratterizzato dal fatto che ciascuna coppia di tagli consecutivi sulla stessa fila sono separati fra loro in corrispondenza della mezzeria dei tagli corrispondenti sulle due file adiacenti a quella su cui la coppia di tagli consecutivi esaminati sono ubicati.
5. 5) Procedimento per la formatura di imbutiture profonde a basso stiramento del metallo nei telai per personal computer, come da riv. 1), caratterizzato da una fase di deformazione plastica operata con punzone e matrice sagomati, attraverso cui la lamiera con file di tagli filiformi è sottoposta a deformazioni plastiche a gradini, con una azione deformante rivolta ad allargare i tagli filiformi e ad originare il reticolo metallico a rami obliqui.
6. 6) Procedimento per la formatura di imbutiture profonde a basso stiramento del metallo nei telai per personal computer, come da riv. 1), caratterizzato da una fase di deformazione plastica con punzone e matrice sagomati, attraverso cui la lamiera è imbutita al centro della superficie destinata ad originare la bugnatura sporgente (4), con l'effetto di produrre un tronco tubolare (9) atto ad accoppiarsi con viti (11).
7. 7) Procedimento per la formatura di imbutiture profonde a basso stiramento del metallo nei telai per personal computer, come da riv. 1), caratterizzato da una fase di deformazione plastica con punzone e matrice sagomati, attraverso cui la lamiera (1) viene imbutita verso il centro della superficie destinata ad originare la bugnatura sporgente (4), con lo scopo di produrre un collo sporgente (7) di sollevamento, la base di appoggio (8) e le spalle (6) della bugnatura (4).
8. 8) Procedimento per la formatura di imbutiture profonde a basso stiramento del metallo nei telai per personal computer, come da riv. 1), caratterizzato da una fase di deformazione plastica attraverso cui, con punzone e matrice sagomati, la lamiera (12) è imbutita almeno entro la corona di tagli filiformi (13) per originare la base rientrante (16) e i profondi fianchi (17) seguiti dal reticolo di tagli deformati (14), 9) Procedimento per la formatura di imbutiture profonde a basso stiramento del metallo nei telai per personal computer, come da riv. 1), caratterizzato da una fase di piegatura con cui porzioni di superficie con tagli deformati (14) sono ripiegate sopra la restante parte anch’essa provvista di tagli deformati (14) in modo che il reticolo sull‘una si sovrapponga agli allargamenti (14) sull'altra ostruendo anche fino a chiudere completamente le cavità passanti. 10) Procedimento per la formatura di imbutiture profonde a basso stiramento del metallo nei telai per personal computer, come da riv. 1), caratterizzato dal fatto che i tagli (2) e (13) sono non passanti ed hanno la profondità adatta per consentire al metallo rimasto al fondo degli stessi di strapparsi quando la lamiera è sollecitata a trazione durante il processo di imbutitura.