ITMI932552A1 - Procedimento per produrre elementi costruttivi dotati di cavita' e impieghi del procedimento - Google Patents
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Description
Descrizione dell'invenzione industriale avente per titolo: "Procedimento per produrre elementi costruttivi dotati di cavit?, e impieghi del procedimento"
Riassunto del trovato
L'invenzione riguarda un procedimento per produrre elementi costruttivi dotati di cavit?, in cui un pacco di lamiere liscio o sagomato formato da almeno una lamiera superiore, da una lamiera inferiore, da una commettitura di separazione e da uno strato parziale di agente di separazione, nella commettitura di separazione viene saldato per diffusione in corrispondenza di zone della commettittura di separazione prive di agente di separazione. A tale scopo la lamiera superiore e la lamiera inferiore in corrispondenza dei loro bordi esterni, vengono unite a tenuta di gas in modo da formare un pacco di lamiere e un sistema di adduzione del gas verso la commettitura di separazione viene incorporato concomitantemente fra le lamiere del pacco di lamiere e durante la saldatura dei bordi esterni. Successivamente tramite questo sistema di adduzione del gas la commettitura di separazione viene evacuata e con una operazione di pressatura isostatica a caldo o con una operazione di compressione ad esplosione oppure con una laminazione a caldo a temperatura di saldatura a diffusione delle lamiere viene saldata nelle zone prive di agente di separazione. Infine, mediante sollecitazione con una pressione gassosa fra lamiera superiore e lamiera inferiore in uno stampo chiuso e riscaldato, il pacco di lamiere viene sagomato mediante soffiatura in modo da formare un elemento costruttivo. Con questo procedimento ? possibile produrre elementi costruttivi di grande estensione superiore superficiale, a parete doppia e portanti di propulsori, aerei o autoveicoli.
Descrizione del trovato
L'invenzione riguarda un procedimento per produrre elementi costruttivi, dotati di cavit?, in cui un pacco di lamiere liscio o presagomato formato da almeno una lamiera superiore o una lamiera inferiore, da una commettitura di separazione e da uno strato parziale di agente di separazione, nella commettitura di separazione, in un primo momento viene saldato a diffusione in corrispondenza di zone della commettitura di separazione, prive di agente di separazione, e mediante sollecitazione di una pressione gassosa fra lamiera superiore e lamiera inferiore, viene sagomato mediante soffiatura in uno stampo riscaldato chiuso .
Lo stampaggio a soffiatura ? una tecnologia di foggiatura nota dal brevetto statunitense Nr. 4.184.000, in cui il materiale da sagomare, preferibilmente lamiera, viene portato nella forma desiderata mediante pressione di un mezzo fluido, preferibilmente gas. In tal caso la lamiera da sagomare viene pressata contro uno stampo negativo riscaldato. La chiusura a tenuta dello spazio di pressione viene ottenuta in tal caso in una macchina di foggiatura a soffiatura, mediante la forza di accostamento a pressione di una pressa sul bordo di una lamiera. Ci? presenta l'inconveniente che, specialmente per elementi costruttivi di grande superficie, vanno applicate elevate- forze di chiusura, cosicch? si possono impiegare soltanto macchine di foggiatura a soffiatura corrispondentemente costose e pesanti .
Per elementi costruttivi di piccola superficie dal brevetto statunitense nr. 4.526.312 ? noto un procedimento di foggiatura del genere in questione, in cui mediante alte forze di chiusura di una pressa con contemporaneo riscaldamento di una lamiera inferiore, superiore e intermedia, con zone parziali di agente di separazione, un pacco di lamiere viene saldato a diffusione. Questo procedimento presenta l'inconveniente che al crscere della superficie del pacco di lamiere la pressa, gli attrezzi di pressatura e il dispositivo di riscaldamento per una saldatura a diffusione sono staccabili tecnicamente solo con considerevole dispendio economico. A ci? si aggiunge il fatto che il parallelismo ad un piano e l'aggiustaggio degli attrezzi di pressatura necessari per la saldatura a diffusione, non risultano quasi pi? controllabili.
L'invenzione si pone il compito di indicare un procedimento del genere in questione, che supera gli inconvenienti dell'attuale stato della tecnica e, senza attrezzi di pressatura meccanici, consente una saldatura a diffusione di elementi costruttivi di grande estensione superficiale dotati di cavit?.
Secondo l'invenzione, questo problema viene risolto per il fatto che un procedimento, conforme alla definizione introduttiva della rivendicazione 1, comprende le seguenti fasi:
a) dopo una applicazione di agente di separazione in zone parziali della commettitura di separazione fra lamiera superiore e lamiera inferiore, queste in corrispondenza dei loro bordi esterni vengono unite a tenuta di gas in modo da formare un pacco di lamiere e un sistema di adduzione del gas verso la commettitura di separazione, viene incorporato concomitantemente fra le lamiere del pacco di lamiera e durante la saldatura dei bordi esterni,
b) successivamente, tramite questo sistema di adduzione del gas viene evacuata la commettitura di separazione, questa viene chiusa a tenuta e con una operazione di pressatura isostatica a caldo, con una operazione di compressione ad esplosione a temperatura di saldatura a diffusione delle lamiere, il pacco di lamiere viene saldato nelle zone prive di agente di separazione.
Il procedimento presenta il vantaggio che con un dispendio energetico minore di quanto finora usuale, ? possibile produrre elementi costruttivi foggiati mediante foggiatura a soffiatura. Inoltre si possono saldare a diffusione superfici del pacco di lamiere non pi? lavorabili con convenzionali attrezzi di pressatura meccanici. Per la foggiatura a soffiatura propriamente detta ? sufficiente vantaggiosamente una semplice staffa con una commettitura di separazione per fissare il pacco di lamiere, in quanto vantaggiosamente la saldatura a diffusione avviene separatamente dalla fase di foggiatura a soffiatura in una pressa isostatica a caldo, oppure in un impianto di accoppiamento ad esplosione. L'accoppiamento ad esplosione rispetto ad una pressatura isostatica a caldo presenta il vantaggio supplementare che con l'accoppiamento ad esplosione non si deve tener conto di limitazioni relativamente allo spazio di lavoro, e pertanto i pacchi di lamiere da accoppiare non sono limitati nella loro estensione superficiale.
Poich? la staffa dovr? ancora sostenere soltanto l'energia deformatoria per la foggiatura a soffiatura, sono sufficienti semplici mezzi di accoppiamento a reparti di foggiatura, e si possono risparmiare i costi per sviluppare impianti di pressatura voluminosi. La staffa e la grandezza, e quindi anche la forma degli elementi costruttivi e la grandezza, risultano quindi indipendenti dalla grandezza di una pressa meccanica.
La produzione pu? essere moltiplicata rispetto alla convenzionale macchina di foggiatura a soffiatura, poich? nella macchina di foggiatura a soffiatura non ? necessario raggiungere alcuna temperatura di saldatura a diffusione. Inoltre ? possibile produrre in grande serie elementi costruttivi a parete doppia, come quelli impiegati nella costruzione di propulsori per casse, valvole a cerniera o pareti di camere di combustione oppure nella costruzione di velivoli per alette di timoni o timoni oppure nella costruzione di autoveicoli, per strutture portanti, porte e cofani .
In un'altra realizzazione del procedimento per la saldatura a diffusione si utilizza un impianto di laminazione a caldo. Questo presenta il vantaggio supplementare che zone parziali racchiuse a tenuta di gas fra un nastro di lamiera superiore ed uno inferiore e che sono ricorrenti possono essere saldate a diffusione. Le zone ricorrenti, successivamente possono essere singolarizzate in modo da formare singoli elementi costruttivi in impianti di foggiatura a soffiatura. In tal modo ? possibile saldare a diffusione in modo economicamente conveniente, grandi quantit? .
L'ulteriore esecuzione preferita del procedimento consiste nel fatto che dopo l'evacuazione e prima della pressatura isostatica a caldo, il pacco di lamiere viene arrotolato per utilizzare lo spazio di lavoro e viene saldato a diffusione nello stato arrotolato. A differenza del procedimento convenzionale, il pacco di lamiere per la saldatura a diffusione non dovr? presentare gi? la forma di lavorazione per un dispositivo di foggiatura a soffiatura, ma vantaggiosamente pu? essere adattato, come pacco di lamiere alle dimensioni di una pressa isostatica a calda, oppure di un dispositivo di accoppiamento ad esplosione oppure ad una gabbia di laminazione a caldo.
Il pacco di lamiere, prima della foggiatura a soffiatura pu? essere lavorato, nella forma di una unit? compatta, se necessario, vantaggiosamente in modo da formare un anello, cono, duomo, o un'altra forma preliminare. Con l'evacuazione della commettitura di separazione, vantaggiosamente si ottiene una pulitura della commettitura di separazione e viene testata l'ermeticit?.
Preferibilmente uno stampo negativo dell'elemento costruttivo per la foggiatura a soffiatura del pacco di lamiere viene eseguito nella forma di stampo superiore e stampo inferiore in una staffa e la superficie di separazione fra stampo superiore e stampo inferiore viene adattata alla base di foggiatura dell'elemento costruttivo. Ci? presenta il vantaggio che dopo la foggiatura a soffiatura pu? avere luogo una sicura separazione dello stampo superiore e dello stampo inferiore.
La staffa viene tenuta insieme preferibilmente mediante avvitamento, fissaggio a graffe o saldatura dello stampo superiore e dello stampo inferiore per la foggiatura a soffiatura, cosicch? esso non pu? essere aperto mediante forze di soffiatura. Fra stampo superiore e stampo inferiore la staffa presenta un'intercapedine che ? adattata al pacco di lamiere e per mezzo di una precarica, immessa al momento dell'accoppiamento dello stampo inferiore, mantiene in posizione il pacco di lamiere durante la foggiatura a soffiatura.
Lo stampo superiore e lo stampo inferiore della staffa vengono realizzati preferibilmente con elementi di foggiatura in ceramica scomponibili, il che ? vantaggioso specialmente per il riscaldamento degli stampi superiori e degli stampi inferiori fino nell'ambito della temperatura di scorrimento del pacco di lamiere. Per riscaldare lo stampo superiore e lo stampo inferiore sono previsti elementi di riscaldamento nella staffa.
Un riscaldamento della staffa e/oppure del pacco di lamiere fino nell'ambito della temperatura di scorrimento del materiale della lamiera facilita vantaggiosamente l'introduzione a pressione delle lamiere nello stampo superiore e nello stampo inferiore.
Per accoppiare i bordi del pacco di lamiere, preferibilmente si impiegano tecniche di saldatura, il che porta vantaggiosamente a un accoppiamento a tenuta di gas. Prima di accoppiare le lamiere cos? da formare un pacco di lamiere sulle superfici di contatto delle lamiere viene applicato un agente di separazione, laddove come agente di separazione si applicano preferibilmente strati di ossidi, strati di ceramica o vernici inorganiche per alte temperature. Questi facilitano, durante la sagomatura a soffiatura, la separazione delle singole lamiere ed impediscono l'inavvertita saldatura per frizione o a diffusione di zone parziali.
Con questo procedimento si producono preferibilmente elementi costruttivi di casse di propulsori a gas od elementi costruttivi a parete doppia di propulsori o aerei o autoveiocoli . Cos?, in una fase di foggiatura a soffiatura, ? possibile produrre la parete interna e la parete esterna della cassa o segmenti di queste per condurre l'aria di raffreddamento fra le pareti della cassa. Per alette di timoni o timoni o segmenti di questi elementi costruttivi si possono sagomare contemporaneamente lato di pressione e lato di aspirazione. E' possibile incorporare concomitantemente rinforzi di materiale o irrigidimenti strutturali, in quanto preferibilmente prima della foggiatura a soffiatura per irrigidimenti strutturali interni di un elemento costruttivo a doppia parete si alloggiano strati intermedi fra le lamiere oppure, per altri rinforzi di materiale, si applicano lamiere supplementari sul pacco di lamiere dall'esterno. Per autoveicoli con questo procedimento si possono produrre economicamente strutture portanti, porte o cofani.
La Fig. 1 mostra una esecuzione esemplificativa di una staffa per attuare il procedimento.
La Fig. 1 mostra un'esecuzione esemplificativa di una staffa per attuare il procedimento di foggiatura a soffiatura. A tale scopo dapprima due lamiere lisce o presagomate 2 e 3 vengono coperte superficialmente nelle zone 5 e 6 con un agente di separazione e in corrispondenza dei loro bordi esterni 4 vengono unite a tenuta di gas a formare un pacco di lamiere 10 per mezzo di un cordone di saldatura 11. In relazione a ci? due sistemi di adduzione 7 e 8 del gas vengono incorporati nella commettitura di separazione 9 fra la lamiera superiore 2 e la lamiera inferiore 3 del pacco di lamiere 10. Il pacco di lamiere liscio o presagomato 10 viene evacuato tramite i sistemi di adduzione 7 e 8 del gas e dapprima per la saldatura a diffusione delle zone prive di agente di separazione nella commettitura di separazione 9, viene sottoposto all'azione di una pressa isostatica a caldo. Successicamente il pacco di lamiere 10 liscio o presagomato e saldato a diffusione viene fissato fra uno stampo inferiore 12 e uno stampo superiore 13 della staffa 1 in corrispondenza dei suoi bordi saldati 4, se lo stampo inferiore 12 e lo stampo superiore 13 vengono serrati tra di loro per mezzo delle viti 14.
Successivamente la staffa 1 mediante le barre di riscaldamento 15 viene riscaldata al 3% al di sotto della temperatura di scorrimento del pacco di lamiere 10 e viene fornita pressione gassosa sui sistemi di adduzione 7 e 8 del gas. Nelle zone di separazione 5 e 6, successivamente si inarcano le rientranze 16 e 17, che formano ad esempio canali di raffreddamento per una cassa di turbina a parete doppia, oppure sono gole di irrigidimento per due parti in lamiera 2 e 3 disposte con simmetria speculare.
Lo stampo inferiore 12 e lo stampo superiore 13 sono fatti di elementi in ceramica tenuti insieme da mantelli di acciaio 18 e 19 tramite giunzioni ad avvitamento.
Claims (9)
1. Procedimento per produrre elementi costruttivi dotati di cavit? in cui un pacco di lamiere liscio o presagomato e formato da almeno una lamiera superiore, una lamiera inferiore, da una commettitura di separazione e da uno strato parziale di agente di separazione nella commettitura di separazione, dapprima viene saldato a diffusione in corrispondenza di zone della commettitura di separazione prive di agenti di separazione e mediante sollecitazione di una pressione gassosa fra la lamiera superiore e la lamiera inferiore viene foggiata a soffiatura in uno stampo chiuso riscaldato, caratterizzato dal fatto che
a) dopo una applicazione di agente di separazione in zone parziali della commettitura di separazione fra lamiera superiore e lamiera inferiore, queste in corrispondenza dei loro bordi esterni vengono unite a tenuta di gas in modo da formare un pacco di lamiere e un sistema di adduzione del gas alla commettitura di separazione viene incorporato fra le lamiere del pacco di lamiere concomitantemente alla saldatura dei bordi esterni,
b) successivamente, tramite questo sistema di adduzione del gas, la commettitura di separazione viene evacuata, chiusua a tenuta e con un'operazione di pressatura isostatica a caldo, oppure con una operazione di compressione ad esplosione a temperatura di saldatura a diffusione delle lamiere, il pacco di lamiere viene saldato nelle zone prive di agente di separazione.
2. Procedimento per produrre elementi costruttivi dotati di cavit?, in cui un pacco di lamiere liscio o presagomato, formato da almeno una lamiera superiore, una lamiera inferiore, una commettitura di separazione e uno strato parziale di agente di separazione nella commettitura di separazione, dapprima in corrispondenza di zone della commettitura di separazione prive di agente di separazione viene saldato a diffusione e mediante sollecitazione di una pressione gassosa fra lamiera superiore e lamiera inferiore di uno stampo riscaldato e chiuso viene foggiato a soffiatura, caratterizzato dal fatto che la saldatura a diffusione viene realizzata come segue:
a) dopo l'applicazione di agente di separazione in zone parziali della commettitura di agente di separazione fra lamiera superiore e lamiera inferiore, queste vengono unite in corrispondenza dei loro bordi esterni a tenuta di gas, in modo da formare un pacco di lamiere, e un sistema di adduzione del gas verso la commettitura di separazione viene incorporato fra le lamiere del pacco di lamiere concomitantemente alla saldatura dei bordi esterni,
b) successivamente tramite questo sistema di adduzione del gas, la commettitura di separazione viene evacuata, chiusa a tenuta e in un impianto di laminazione a caldo, il pacco di lamiere, a temperatura di saldatura a diffusione delle lamiere, viene saldato nelle zone prive di agente di separazione .
3. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che, dopo l'evacuazione e prima della pressatura isostatica a caldo, il pacco di lamiere viene arrotolato per utilizzare lo spazio di lavoro e saldato a diffusione nello stato arrotolato.
4. Procedimento secondo una delle rivendicazioni da 1 fino a 3, caratterizzato dal fatto che uno stampo negativo dell'elemento costruttivo per la foggiatura a soffiatura del pacco di lamiere viene eseguito come stampo superiore e stampo inferiore in una staffa e la superficie di separazione fra stampo superiore e stampo inferiore viene adattata alla base di foggiatura dell'elemento costruttivo.
5. Procedimento secondo una delle rivendicazioni da 1 fino a 4, caratterizzato dal fatto che la staffa viene tenuta insieme mediante avvitamenti, fissaggio a staffe o saldatura dello stampo superiore e dello stampo inferiore durante la foggiatura a soffiatura.
6. Procedimento secondo una delle rivendicazioni da 1 fino a 5, caratterizzato dal fatto che gli stampi negativi e/oppure il pacco di lamiere, dopo il fissaggio nella staffa vengono riscaldati al massimo fino nell'ambito della temperatura di scorrimento del mantello di lamiere.
7. Procedimento secondo una delle rivendicazioni da 1 fino a 6, caratterizzato dal fatto che come strato di separazione parziale prima dell'unione dei bordi delle lamiere a formare un pacco di lamiere vengono applicati superficialmente strati di ossidi, strati di ceramica o vernici inorganiche per alte temperature.
8. Procedimento secondo una delle rivendicazioni da 1 fino a 7, caratterizzato dal fatto che una o pi? lamiere intermedie rivestite parzialmente con agente di separazione, prima della saldatura dei bordi esterni della lamiera superiore e della lamiera inferiore vengono immesse nella commettitura di separazione, che dopo la pressatura isostatica a caldo, nel corso della foggiatura a soffiatura del pacco di lamiere, fissano superiormente di preferenza una struttura di sostegno fra lamiera superiore e lamiera inferiore con le loro zone non saldate a diffusione.
9. Impiego del procedimento secondo una delle rivendicazioni da 1 fino a 8, per produrre elementi costruttivi di grande estensione superficiale a parete doppia, preferibilmente portanti, di propulsori, aerei o autoveicoli .
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| DE4241421A1 (de) | 1994-06-16 |
| GB9324684D0 (en) | 1994-01-19 |
| DE4241421C2 (de) | 1995-01-12 |
| FR2698812A1 (fr) | 1994-06-10 |
| ITMI932552A0 (it) | 1993-12-03 |
| FR2698812B1 (fr) | 1996-03-08 |
| IT1265254B1 (it) | 1996-10-31 |
| SE9303492L (sv) | 1994-06-10 |
| GB2273256A (en) | 1994-06-15 |
| SE9303492D0 (sv) | 1993-10-22 |
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