ITPN980013A1 - Rivetto perfezionato e relativo metodo di impiego - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

del brevetto per invenzione avente per titolo: “RIVETTO PERFEZIONATO E RELATIVO METODO DI IMPIEGO”

La presente invenzione riguarda un rivetto perfezionato e il relativo metodo di impiego per unire fra loro due o più pezzi, che sono almeno in parte sovrapposti, in un prodotto più complesso.

A tale riguardo, un metodo industrialmente molto diffuso, grazie alla sua efficacia combinata con un costo relativamente basso e un ridotto consumo di energia, consiste nella rivettatura, che richiede soltanto la presenza di fori coassiali dei pezzi nei punti di unione per l’inserimento dei rivetti.

In alcune applicazioni sarebbe particolarmente utile disporre di un metodo di rivettatura che consenta un certo gioco fra i pezzi, più spesso nella direzione dell’asse del rivetto ma anche, in talune circostanze, su un piano perpendicolare all’asse. Una tipica esigenze del genere si manifesta quando i pezzi sono fabbricati con materiali aventi una diversa robustezza meccanica e/o soggetti ad una diversa dilatazione termica nell’ambiente in cui si trovano ad operare, per esempio metallo e vetro o plastica. Similari esigenze sussistono quando i fori per l’inserimento dei rivetti hanno sui pezzi da unire differenti tolleranze di lavorazione.

Per quanto è a conoscenza della Richiedente non esistono metodi di rivettatura idonei a soddisfare esigenze di questo genere. Tuttavia, per una certa apparente somiglianza alla presente invenzione, si menzionano i documenti EP-A-0 342 406 ed EP-A-0 494 747 nei quali sono presentati dei rivetti con una testa piatta e il gambo forato assialmente per l’intera sua lunghezza. L’espansione radiale del gambo del rivetto, col conseguente accorciamento per portare in stretto contatto al disotto della testa i pezzi da unire, ha luogo quando un codolo filettato viene inserito dentro la foratura del rivetto e si avvita sul suo tratto filettato che si trova vicino all’estremità libera del gambo. Anche l’impiego dei rivetti presentati in questi documenti non consente quindi di ottenere quel gioco fra i pezzi uniti fra loro che, nelle suddette circostanze, sarebbe utile avere.

Scopo di questa invenzione è presentare un metodo di impiego di un rivetto perfezionato che, senza perdere i già menzionati vantaggi qualitativi ed economici, consenta un certo gioco fra i due o più pezzi uniti fra loro, sia lungo l’asse del rivetto che su un piano perpendicolare all’asse.

Formano quindi l’oggetto della presente invenzione un rivetto e un suo metodo di impiego secondo le parti caratterizzanti delle successive rivendicazioni.

Per permettere un migliore apprezzamento della presente invenzione sarà utile la seguente descrizione esemplificativa con l’ausilio dell’allegato disegno dove :

- la fig. 1 è un diagramma di flusso che mostra schematicamente la sequenza di fasi di un preferito, ma non unico, metodo di impiego del rivetto dell’invenzione per unire l’uno con l’altro due pezzi in modo che nel prodotto finito rimanga fra di essi un certo gioco;

- la fig. 2, che mostra solo uno dei due pezzi e il rivetto sezionato lungo il proprio asse, si riferisce ad una fase iniziale del suddetto metodo;

- la fig. 3 è del tutto analoga alla fìg. 1 ma si riferisce ad una fase intermedia; - la fig. 4 si riferisce alla fase finale dello stesso metodo e mostra i due pezzi uniti l’uno all’altro così da realizzare un prodotto finito.

Le caratteristiche costruttive del rivetto dell’ invenzione possono essere rilevate nella fig. 2 dove è mostrato in opera ma prima di essere deformato. Il rivetto (che in questo esempio è metallico ma conserva lo stesso disegno anche quando è fabbricato con gomma o plastica) consiste in un gambo 1, una testa piana 2, circolare o con qualsiasi altra forma, ed una estremità libera 3.

L’interno del rivetto, cioè la cavità cilindrica che si estende secondo il suo asse X, è del tutto convenzionale e consiste sostanzialmente in :

- una prima zona 4 di maggiore diametro Di, che si estende lungo l’asse X del rivetto per una lunghezza Li a partire dalla superficie distale 2’ della testa 2;

- una seconda zona 5, che comincia alla fine della prima zona 4 e si estende fino alla estremità libera 3 del gambo 1; essa è filettata ed ha un diametro DII < DI e ha una lunghezza Ln < L I.

Secondo una caratteristica dell’invenzione, il gambo 1 consiste in tre parti : - una prima parte 6, che si estende lungo l’asse X per una lunghezza LA pari a un tratto della suddetta lunghezza Li della prima zona 4 della cavità assiale del rivetto; nell’esempio mostrato nell’allegato disegno, questa prima parte 6 è cilindrica, con un diametro esterno DA, ma può anche essere prismatica;

- una seconda parte 7, avente forma cilindrica con un diametro esterno DB < DA che si estende lungo l’asse X per una lunghezza LB = LII cioè pari alla lunghezza della seconda zona 5 della cavità assiale del rivetto;

- una terza parte 8, anche essa di forma cilindrica, interposta fra le dette prima e seconda parte 6 e 7, avente diametro esterno Dc = DB, e lunghezza Le pari al restante tratto della lunghezza L i ; la terza parte 8 è la parte di minimo spessore del gambo 1 del rivetto.

La separazione fra la prima parte 6 e le altre due parti 7, 8 (ossia fra i diametri DA e DB = Dc) consiste in un gradino 9 perpendicolare all’asse X del rivetto, cioè parallelo alla superficie distale 2’ e prossimale 2” della testa 2.

Un preferito (anche se non unico) metodo di impiego del suddetto rivetto, che è particolarmente conveniente quando il rivetto è metallico, serve per unire un primo pezzo 10 fabbricato con lamiera di ferro (avente localmente spessore Ti) e un secondo pezzo 20 fabbricato di plastica (avente localmente spessore T2) - vedere fig. 4. Un interessante impiego del rivetto secondo l’invenzione si ha nel campo automobilistico, ad esempio per fissare alla parte anteriore della carrozzeria (di acciaio) di una autovettura una calandra (di materiale plastico). In questo caso il prodotto finito può trovarsi ad operare con una elevata temperatura dell’ambiente circostante e in presenza del calore dissipato per irraggiamento dal radiatore e/o dello stesso motore.

La prima fase del metodo dell’invenzione - che è indicata col blocco I nel diagramma di flusso della fig. 1 - prevede di sottoporre i pezzi 10 e 20 a foratura con un diametro Dl = DI e, rispettivamente, D2 > DA, i diametri dì foratura essendo anche Dl < DT e D2 < DT, dove DT è il diametro della testa 2 del rivetto. Naturalmente il rivetto da utilizzare deve essere scelto in modo che sia LA. > T2 se si vuole che il materiale plastico (ad esempio ABS) del secondo pezzo 20 abbia la possibilità di dilatarsi più dell’acciaio del primo pezzo 10.

Seguendo il diagramma di flusso della fig. 1, con l’ausilio dove serve delle fig. 2, 3 e 4, le successive fasi del metodo secondo la presente invenzione, sono :

- Posizionamento del gambo 1 del rivetto nel foro di diametro D2 > DA del secondo pezzo 20, in modo che esso si trovi in corrispondenza della prima parte 6 del gambo 1 - vedere blocco II di fig. 1 e anche fig.2.

- Inserimento nel gambo 1, a partire dalla estremità libera 3, di un pezzo ausiliario 30 avente un foro di diametro nominale (essendo D3 > DB e D3 < DA ) e uno spessore T3 < Lc - vedere blocco ΙII di fig. 1. Il materiale con cui è fabbricato il pezzo ausiliario 30 è preferibilmente metallico ma può anche essere gomma o plastica se è necessaria una particolare assenza di vibrazioni e/o rumore nel prodotto finito che viene realizzato dall’unione dei pezzi 10 e 20.

- Inserimento nella cavità assiale del rivetto di un codolo 50 - vedere blocco IV di fig. 1 e anche fig. 3. Il codolo 50 ha la stessa filettatura della seconda zona 5 della stessa cavità del rivetto e termina, dalla parte opposta alla punta 52, con una flangia 51 per essere bloccato su una ben nota rivettatrice (non mostrata).

- Avvitatura del codolo 50 sulla detta seconda zona 5 della cavità assiale del rivetto - vedere blocco V di fig. 1 - così da produrre un accorciamento lungo l’asse X e la contemporanea espansione radiale, indicata con 8’ in fig. 4, della detta parte 8 più sottile, e quindi più facilmente deformabile, del gambo 1 del rivetto. In altre parole, in questa fase la detta terza parte 8 del gambo 1 del rivetto passa dall’ iniziale lunghezza L3 alla lunghezza LR < Lc e dall’ iniziale diametro Dc = DB al diametro DE <> >Dc.

- L’avvitatura del codolo 50 sul rivetto termina quando la flangia 51 va in battuta contro la superficie distale 2’ della testa 2 del rivetto - vedere blocco VI di fig. 1. L’espansione radiale 8’ del gambo 1 del rivetto spinge pertanto il detto pezzo ausiliario 30 contro il gradino 9 che separa la prima parte 6 dalle altre due parti 7 e 8 e trattiene il secondo pezzo 20 fra lo stesso pezzo ausiliario 30 e la testa 2 del rivetto dato che, come già detto, quest’ultimo è stato scelto in modo che LA > T2.

- Estrazione del codolo 50 dal rivetto - vedere blocco VII di fig. 1.

- Posizionamento del pezzo 10, avente localmente uno spessore Ti, contro la superficie distale 2’ della testa 2 in modo che il suo foro di diametro Di sia sovrapposto alla prima zona 4 di diametro Di della cavità assiale del rivetto, essendo Dt = DI, come già detto più sopra - vedere blocco Vili di fig. 1.

- Inserimento di una vite 60, avente uno stelo di lunghezza Ls con la stessa filettatura della seconda zona 5 della cavità assiale del rivetto e una testa esagonale 61 di diametro Ds, attraverso la detta foratura del pezzo 10 - vedere blocco IX di fig. 1.

Serraggio della vite 60 sulla detta seconda zona 5 fino al completo bloccaggio dello stesso pezzo 10 da parte della testa 61 - vedere blocco X di fig.l.

A questo punto il fissaggio delle parti 10 e 20 è ultimato.

Conformemente al desiderato risultato si ottiene che i due pezzi 10 e 20 sono fissati l’uno all’altro ma, mentre il primo pezzo 10 è completamente bloccato fra la testa 61 della vite 60 e la testa 2 del rivetto, il secondo pezzo 20 mantiene un certo gioco rispetto al pezzo 10 in quanto il suo spessore locale T2 è minore della larghezza LA della parte del gambo 1 del rivetto in cui si trova, cioè della prima parte 6. Non soltanto, come è già stato menzionato più sopra, questo leggero gioco può essere molto utile, per consentire le maggiori dilatazioni termiche del secondo pezzo 20 rispetto al primo pezzo 10 durante la vita operativa in un ambiente ad alta temperatura ma anche per realizzare con una forma allungata anziché circolare il foro dello stesso secondo pezzo 20.

Un altro preferito modo di impiego del rivetto della presente invenzione è necessario quando esso è fabbricato in gomma, ossia in un materiale elastico ma può essere usato anche quando il rivetto è fabbricato in metallo o in plastica. Le fasi di questo secondo metodo di impiego del rivetto (che per semplicità viene descritto usando gli stessi riferimenti numerici delle fig. 2, 3 e 4) sono :

- Foratura del primo e del secondo pezzo 10 e 20 da unire l’uno con l’altro, aventi uno spessore Ti < Lc e un diametro Di > DB = Dc e, rispettivamente, uno spessore T2 < LA e un diametro D2 > DA.

- Sovrapposizione dei pezzi 10 e 20 allineandone le rispettive forature.

- Inserimento del gambo 1 del rivetto nelle stesse forature in modo che i pezzi 10 e 20 si trovino rispettivamente in corrispondenza della terza parte 8 (cioè della parte di minimo spessore) e della prima parte 6 del gambo del rivetto.

- Inserimento della vite 60 nella cavità assiale del rivetto e successivo serraggio sulla seconda zona 5 fino al punto di provocare l’accorciamento lungo l’asse X e la contemporanea espansione radiale della detta terza parte 8 del gambo 1 fino al diametro DE > Dc in modo da mandare la superficie prossimale del pezzo 10 contro il gradino 9.

Alla fine delle fasi appena descritte, la vite 60 viene lasciata all’interno del rivetto (se quest’ultimo è fabbricato con un materiale elastico come gomma, per esempio per ridurre la rumorosità e/o le vibrazioni trasmesse fra i pezzi uniti l’uno con l’altro) oppure viene rimossa (se il rivetto è fabbricato con un materiale come l’ottone o l’acciaio che subisce una deformazione permanente.

In entrambi i casi, i due pezzi 10 e 20 sono fissati l’uno all’altro ma, mentre il pezzo 10 è completamente bloccato, l’altro pezzo 20 mantiene un leggero gioco lungo l’asse X e/o sul piano perpendicolare all’asse.

Anche se l’invenzione è stata qui sopra descritta in riferimento a una forma di esecuzione e a due modi di impiego, resta fin d’ora inteso che i tecnici del settore potranno derivare, all’interno del campo di protezione di questo brevetto, altre forme di esecuzione e/o proporne differenti modi di impiego per unire l’uno con l’altro due o più pezzi.

RIVENDICAZIONI

1. Rivetto avente una testa (2) e un gambo (1) ed interamente attraversato da una cavità lungo il suo asse (X) che è formata da una prima zona (4), di maggiore diametro (Di), che si estende a partire dalla superficie distale (2’) della testa (2), e in una seconda zona (5), di minore diametro (DII) e filettata, che si estende di seguito alla detta prima zona (4) fino alla estremità libera (3) del gambo (1), caratterizzato dal fatto che, a partire dalla superficie prossimale (2”) della testa (2), il gambo (1) consiste sostanzialmente in tre parti, ossia :

- una prima parte (6), di maggiore ingombro trasversale esterno (DA), che si estende lungo l’asse (X) per una lunghezza (LA) pari ad un tratto della lunghezza (Li) della prima zona (4) della detta cavità e maggiore dello spessore (T2) di almeno uno (20) dei pezzi da unire con almeno un altro pezzo (10);

- una seconda parte (7), di forma cilindrica ed avente un diametro esterno (DB) minore del detto ingombro della prima parte (6), che si estende per una lunghezza (LB) sostanzialmente pari alla intera lunghezza (LH) della seconda zona (5) della detta cavità;

- una terza parte (8), anche essa di forma cilindrica, interposta fra le dette prima e seconda parte (6, 7), avente di diametro esterno (Dc) uguale al diametro (DB) della detta seconda parte (7), che si estende per una lunghezza (Lc) pari al restante tratto della detta lunghezza (Li) della prima zona (4) della detta cavità, per cui la detta terza parte (8) è la parte di minimo spessore del gambo (1).

2. Rivetto secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la detta prima parte (6) del gambo (1) del rivetto è di forma cilindrica. 3. Rivetto secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che la detta prima parte (6) del gambo (1) è separata dalle altre parti (7, 8) da un gradino (9) perpendicolare all’asse (X).

Claims (1)

1. 4. Metodo di impiego di un rivetto secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti per l’unione di due o più pezzi (10, 20), almeno parzialmente sovrapposti e preliminarmente forati, che comprende una fase di deformazione del gambo (1) per effetto dell’ avvitamento di un mezzo filettato maschio (50, 60) nella detta seconda zona (5) della cavità assiale del gambo (1), caratterizzato dal fatto che la detta deformazione interessa soltanto la detta terza parte (8) del gambo (1), cioè la parte di minimo spessore. 5. Metodo di impiego di un rivetto secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che un pezzo ausiliario (30) viene inserito intorno al gambo (1) del rivetto in modo da rimanere bloccato fra la detta deformazione permanente (8’) della detta terza parte (8) del gambo (1) e il gradino (9) che separa la detta prima parte (6) dalle altre due parti (7, 8) del gambo (1).