ITRM970281A1 - Procedimento per la produzione di componenti a struttura fine e relativo dispositivo - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

a corredo di una domanda di brevetto per invenzione dal titolo: "Procedimento per la produzione di componenti a struttura fine e relativo dispositivo

L'invenzione riguarda un procedimento per la produzione di componenti stampati a struttura fine e un dispositivo per la realizzazione dello stesso, secondo il preambolo della rivendicazione 1 per quanto riguarda il procedimento e secondo il preambolo della rivendicazione 5 per quanto riguarda il dispo sitivo.

Un procedimento di questo tipo é noto dalla pubblicazione DE 94 09 1269.U1 In essa é descritto un componente stampato, che viene prodotto da una lamiera metallica, strutturata La struttura é tridimensionale, ossia passa attraverso il materiale dilamiera e non riguarda solo la superficie. Dapprima vengono formati nella lamiera in modo regolare impressioni e risalti .Questa strutturazione comporta una maggiore rigidità della lamiera, che può essere realizzata di spessore,minore,pur mantenendo l’attuale grado di rigidità della lamiera. Dopo la strutturazione la lamiera viene successivamente riformata senza asportazione di trucioli in un apposito utensile per ottenere il componente, la riformatura potendo essere facilitata dalla strutturazione.

L'invenzione ha il compito di sviluppare ulteriormente un procedimento di questo tipo di modo che la produzione del componente sagomato venga semplificata. Inoltre l'invenzione si é posta il compito di prevedere un dispositivo appropriato per la realizzaz ione di questo procedimento.

Il compito dell'invenzione viene risolto, per quantò riguarda il procedimento, con le caratteristiche indicate nella parte caratterizzante della rivendicazione 1, mentre per quanto riguarda il dispositivo, mediante le caratteristiche indicate nella parte caratterizzante della rivendicazione 5,

Grazie all'invenzione vengono rese possibili,in sola fase di lavoro e Un solo utensile;sia la strut turazione sia la riformatura del pezzo di lamiera in un componente sagomato. Ciò comporta un notevole risparmio di costi, in quanto viene a mancare il cambio di utensili e di conseguenza viene sostanzialmente accorciato il tempo di produzione e in quanto di conseguenza é necessario un unico utensile per l'intera riformatura della parte in lamiera.

Forme di realizzazione vantaggiose dell'invenzione possono essere rilevate dalle sottorivendicazioni; del resto, l'invenzione verrà qui di seguito descr tta più da vicino con riferimento a diversi esempi di realizzazione illustrati nei disegni, in cui: la figura 1 mostra in una vista longitudinale in sezione laterale il dispositivo secondo l'invenzione prima del processo di riformatura;

la figura 2a rappresenta un ritaglio di un pezzo di lamiera riformato secondo l'invenzione con una struttura a reticolo;

la figura 2b mostra un ritaglio di un pezzo di lamiera riformato secondo l'invenzione con una strut tura lineare;

la figura 2c rappresenta un ritaglio di un pezzo in lamiera riformato secondo l'invenzione con una struttura a nido di rondine;

la figura 3a mostra il ritaglio della figura 2b in sezione trasversale lungo la linea IlIa-IIIa con impressioni formate da un lato;

la figura 3b rappresenta, in alternativa alla figura 3a, il ritaglio della figura 2b in sezione trasversale con impressioni conformate in modo alternati Nella figura 1 é rappresentato un utensile di un dispositivo per l'imbutitura di una parte in lamie ra 2, utensile 1 che consiste di un punzone di imbutitura 3 sollevabile ed abbassabile in direzione della doppia freccia e di una matrice 4 disposta in modo stazionario, che formano le parti sostanziali dell'utensile. Il punzone 3 presenta sul suo lato froale 5 piano, rivolto verso la matrice 4, una incisione 6, la cui parte antagonista a negativo é formato quale rilievo 7 sul lato frontale piano 8 della matrice 4 e sporge verso il punzone 3 dalla superficie rimanente della matrice 4. L'incisione 6 e il rilievo 7 di forma negativa rispetto ad essa, formano insieme la forma di imbutitura dell'utensile 1 per il componente sagomato risultante dall ìmbutitura.

Nell'incisione 6 sono formati, nei punti 9 che sostanzialmente piani, si estendono però al massimo ad un angolo di 45° rispetto all'orizzontale,

rilievi sotto forma di costole o sporgenze 10. Nel lato frontale 5 al di fuori dell'incisione 6 sono formate incavature a guisa di scanalature o depressioni 12, mentre il lato frontale 8 della matrice 4 presenta nervature o risalti 13, che sono affacciati verso le scanalature o depressioni 11 del punzone 3. In alternativa, al posto delle incavature é possibile usare inserti elastici nei lati frontali 5, 8 delle parti 3, 4 dell'utensile.

Questa profilatura fine del punzone di imbutitura 3 e della matrice 4 può essere ottenuta mediante l'erosione del rispettive) lato frontale,5,8 definitivamente lavorato. In una forma di realizzazione particolarmente vantaggiosa uno degli elettrodi può essere formato ad esempio da un intreccio di filo metallico, che é fissato ad una delle parti 3. 4 dell'utensile . La forma così ottenuta delle parti 3, 4 erose dell'utensile può essere quindi usata per la conformazione a contorni esatti della rispet tiva altra parte dell'utensile mediante la forma -zione di impressioni senza intreccio di filo metallico. In alternativa, l'intreccio di filo metallico può essere pressato nella rispettiva parte 3, 4 dell'utensile, formando quasi il contorno di impressione della parte dell'utensile. Il contorno dell'impressione può essere ottenuto mediante la fresatura NC. Ai fini sperimentali per provare singole parti di tipi di prototipo, le parti 3 , 4 del l'utensile possono essere munite anche di una pias ra di poliuretano ricambiabile, in cui é impresso il rispettivo mezzo di strutturazione (ad esempio: intreccio di filo metallico). Così, in modo semplice ed economico le strutture di irrigidimento possono essere adattate in modo ottimale alla qualsiasi oc correnza, dopodiché determinando la posizione e la conformazione ottimali della struttura per il rispettivo caso d’impiego come ad esempio per la lamiera del gruppo di fondo di un autoveicolo,laparte

3 4 dell'utensile può essere conformata in modo corrispondente alla sua forma definitiva di imbutitura e a struttura fine.

Per la produzione del componente in lamiera, il pezzo inlamiera 2 a forma di lastra viene serrato e imbutito in modo convenzionale mediante l'abbassamento del punzone 3 sulla matrice 4. Nell'ultima fase dell'operazione di imbutitura, la struttura viene quindi impressa a mezzo delle nervature o sporgenze 10, 13 in combinazione con le scanalature o impressioni 11, 12 delle parti 3, 4 dell'uten sile nella parte di lamiera 2,in maniera tale che essa venga ripiegata a guisa di ammaccature. Queste impressioni sono possibili solo a mezzo di punti piatti, inclinati ad un angolo di 45°, della forma di imbutitura della matrice 4. Inoltre occorre prestare l'attenzione affinché nei punti della matrice 4, nei quali regna un'elevata sollecitazione a trazione durante quasi l'intero processo di imbutitura, non siano formati risalti, nervature 13 e simili rilievi di strutturazione fine, bensì impressioni o scanalature 12 oppure gli inserti elastici, per cui nella matrice 4 non esistono spigoli di rottura, ch potrebbero causare mediante la formazione di incrinature un danneggiamento o addirittura la distruzicne della parte in lamiera 2 da riformare. Nelle zor o nei punti 14 di una minore sollecitazione a trazione, ad esempio esternamente alla forma di imbutitura, possono essere formate invece nervature o sporgenze 13.

Nelle figure 2a-c sono rappresentate varianti di strutture fini impresse a forma di reticolo su una parte di lamiera imbutita 2, che può essere prodotta ogniqualvolta modificata mediante il dispositivo secondo l'invenzione. Le possibilità di modifica deile strutture fini non sono però limitate solo a queste tre forme di realizzazione, ma devono essere determinate in relazione all'andamento ed alla posi zione delle strutture nel relativo caso d'impiego e in relazione alla posizione della parte in lamiera 2 nel veicolo montato.

La figura 2a mostra un modello a reticolo, in cui l'angolo di intersezione delle linee di impressione incrociate 15 ammonta all'incirca a 30°. Queste linee possono però essere disposte anche perpendicol mente. La figura 2b mostra linee 16 tra loro parallele, mentre la figura 2c rappresenta un esempio particolarmente vantaggioso per aumentare la rigidità della parte in lamiera 2, in cui le impressio ni 10 sono realizzate a forma di una struttura a nido d'api

Nelle figure 3a e b le impressióni 18 sono i te in sezione trasversale, la figura 3a riguardando piuttosto zone o punti di elevata sollecitazione a trazione, in quanto le impressioni 18 partono uniformemente da un lato. La figura 3b rappresenta un esempio della conformazione di impressioni 19 nel--le zone o nei punti 14 di una minore sollecitazionl a trazione. Le impressioni 19 possono essere realizzate, come illustrato, in modo alternato per quanto riguarda i lati della parte in lamiera 2,

sporgenze rispettivamente nervature. In tale maniera si ottiene una elevata rigidità del componente sagomato.

Mediante i componenti imbutiti a struttura fine, a parità della rigidità rispetto ai componenti conver zionali imbutiti ma non strutturati, può essere ridotto lo spessore di parete del rispettivo componer te sagomato e quindi può essere ridotto l'intero peso della carrozzeria. A parità dello spessore della lamiera aumenta notevolmente la rigidità della lamiera 2 rispettivamente del componente sagomato, mediante le impressioni,aumentando il grado di riformatura del materiale e anche i momenti di resistenza presenti, il che comporta un effetto di mento della rigidità e della resistenza. Grazie all'irrigidimento ottenuto mediante la riformatura nel l'interno della lamiera possono essere omessi acco gimenti supplementari finora usati per l'irrigidimento delle parti di carrozzeria, come ad esempio l'applicazione di separati elementi di irrigidimento. Inoltre, mediante la riduzione delle superfici della parte in lamiera 2, suscettibili di risonanza si possono evitare indesiderate vibrazioni di risonanza. Si può quindi rinunciare a supplementari mez zi di attenuazione acustica.

Mediante la formatura della struttura fine secondo le figure 2a-c viene inoltre reso possibile un comportamento di deformazione mirato in caso di un inci dente stradale . Vengono quindi a mancare elementi supplementari che potrebbero raggiungere ugualmente questo effetto. La forma principale delle parti di carrozzeria non devono essere più adattate al comportamento di deformazione, per cui queste parti posso no essere prodotte in modo più semplice. Inoltre, i componenti nell'interno dell'abitacolo del veicolo, che sono visibili ai passeggeri, possono essere muniti secondo aspetti ornamentali, di particolari strutture. A tal fine possono essere usate strutture di cuoio, tessuto o legno.

Benché l'invenzione mira far svolgere due procedimenti di riformatura in un solo utensile ed in una sola fase di lavorazione, tuttavia é anche possibile di prestrutturare le parti di lamiera 2 e solo successivamente imbutirle nell'utensile. In tal caso la parte in lamiera 2 può essere strutturata solo nei punti neutri e quindi nei punti in cui non ha luogo alcuna espansione, per cui l'operazione di imbutitura comporta la forma desiderata della parte di lamiera 2 da riformare.

Claims (4)

1. RIVENDICAZIONI 1. Procedimento per la produzione di componenti sa gomati a struttura fine per un atuoveicolo, in cui una parte in lamiera piana viene deformata per la formazione della struttura fine mediante impressioni a guisa di reticolo e in cui la parte in lamiera vie ne riformata ad un componente sagomato, caratterizzato dal fatto che la parte in lamiera (2) viene imbutita per formare il componente sagomato e che nella prima fase dell'operazione di imbutitura la parte di lamiera (2) riformata viene munita di struttura fine nei punti (9, 14), che si trovano ad un angolo tra 45° e 90° rispetto alla direzione di imbutitura.
2. 2. Dispositivo per la produzione di componenti sagomati a struttura fine per un autoveicolo, in particolare per la realizzazione del procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatti) che il dispositivo contiene un utensile di imbutit ra (l) per la produzione del componente sagomato, il cui punzone di imbutitura (3) e la matrice (.4), che formano le parti dell'utensile, presentano nei punti (9, 14), che giacciono ad un angolo tra 45 e 90° rispetto alla direzione di imbutitura, mezzi di strutturazione fine (10, 11, 12, 13)
3. 3. Dispositivo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che i mezzi sono rilievi {10,13) e incavature (11, 12) applicati alle parti (3, 4) dell ' uten sile , i rilievi ( 10 , 13 ) di una delle parti dell'utensile trovandosi a forma di negativo,di fronte alle incavature (11, 12) dell'altra parte dell'utensile.
4. 4 Dispositivo secondo la rivendicazione 2,caratterizzato dal fatto che i mezzi sono rilievi 10,13) ed inserti elastici applicati alle parti (3, 4) dell'utensile, i rilievi (10, 13) di una delle parti dell’utensile giacendo di fronte agli inserti elastici dell'altra parte dell'utensile 5 Dispositivo secondo la rivendicazione 3 o4 ,caratterizzato dal fatto che la parte (4) dell'utensile , disposta in modo stazionario, presenta nei punti (9) in cui regna una maggiore trazione durante l'operazione di imbutitura, le incavature (11, 12) o gli inserti elastici 6 Dispositivo secondo la rivendicazione 3,caratteizzato dal fatto che la parte (4 )dell'utensile disposta in modo stazionario, presenta i rilievi (0 13) nei punti (14), in cui regna una minore trazione durante l'operazione di imbutitura