ITTO20010277A1 - Procedimento e dispositivo per la giunzione di due o piu' lamiere traloro sovrapposte mediante un'operazione di clinciatura. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Procedimento e dispositivo per la giunzione di due o più lamiere tra loro sovrapposte mediante un'operazione di clinciatura",

TESTO DELLA DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ai procedimenti per la giunzione di due o più lamiere tra loro sovrapposte mediante un'operazione di clinciatura, in cui dette lamiere vengono deformate localmente in modo permanente fra una matrice ed un punzone che vengono premuti uno contro l'altro.

La giunzione di lamiere sovrapposte mediante clinciatura è utilizzata da tempo, particolarmente nel caso di lamiere costituite da materiali dissimili come ad esempio acciaio e alluminio o metallo e plastica. Tale processo si è anche diffuso per la giunzione di lamiere costituite da materiali difficilmente saldabili, come ad esempio alluminio/alluminio o magnesio/magnesio.

Studi ed esperienze condotti dalla Richiedente hanno tuttavia dimostrato che tale processo è difficile da applicare a freddo su taluni materiali come ad esempio il magnesio, a causa dell'elevata fragilità di essi. In generale, per risolvere tale problema, è pensabile di riscaldare il materiale in modo da incrementarne la duttilità e attenuare la sollecitazione nel corso dell'operazione di clinciatura, con l'ulteriore vantaggio di ridurre lo sforzo necessario all'utensile per eseguire l'operazione e di conseguenza il dimensionamento meccanico-strutturale dell'utensile stesso.

Lo scopo della presente invenzione è quello di attuare un processo di clinciatura a caldo che non comporti una complicazione del processo stesso o un allungamento della sua durata.

In vista di raggiungere tale scopo, l'invenzione ha per oggetto un procedimento del tipo indicato all'inizio della presente descrizione, caratterizzato dal fatto che durante la suddetta operazione di clinciatura le due lamiere vengono riscaldate sostanzialmente soltanto nell'area di clinciatura mediante mezzi di riscaldamento ad induzione. L'utilizzazione di questo tipo di riscaldamento consente il vantaggio principale di ottenere un riscaldamento localizzato delle lamiere esclusivamente limitato alla zona di clinciatura e, soprattutto, in un tempo estremamente rapido. Ad esempio, nel caso di lamiere di magnesio, la temperatura può essere portata a valori superiori a 260°C, fino a valori nell'intorno di 400°C, in un tempo compreso fra 5 e 10 secondi. Questo significa che il riscaldamento desiderato viene ottenuto nel corso della stessa operazione di clinciatura, senza quindi richiedere la necessità di allungare il tempo del ciclo operativo prevedendo una fase di preriscaldamento delle lamiere.

L'invenzione ha naturalmente anche per oggetto il dispositivo utilizzabile per attuare il procedimento sopra descritto.

Secondo l'invenzione, i suddetti mezzi di riscaldamento ad induzione comprendono almeno due spire giacenti sostanzialmente in due piani fra loro distanziati paralleli al piano di sovrapposizione delle lamiere, dette spire essendo disposte rispettivamente da parti opposte rispetto alle lamiere, e detta matrice e detto punzone essendo disposti all'interno delle due spire nella loro condizione operativa di pressione sulle lamiere.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione risulteranno dalla descrizione che segue con riferimento ai disegni annessi, forniti a puro titolo di esempio non limitativo, in cui: la figura 1 è una vista laterale di un dispositivo I per l'attuazione del procedimento di clinciatura secondo 1'invenzione,

la figura 2 è una vista frontale di un particolare del dispositivo della figura 1, e

la figura 3 è una vista in pianta del particolare della figura 2.

Con riferimento ai disegni, il numero 1 indica nel suo insieme una attrezzatura utilizzabile per eseguire un "punto" di clincitura su una coppia di lamiere 2, 3, nel caso dell'esempio considerato due lamiere di magnesio, che sono fra loro parzialmente sovrapposte (vedere figura 2). L'attrezzatura 1 comprende un telaio 4 illustrato in modo schematico nei disegni, avente una conformazione generale a C, con un supporto inferiore 5 portante una matrice 6 definente una superficie superiore di appoggio 7 per le due lamiere, nella quale è ricavata una cavità 8. La matrice fisa 6 è destinata a cooperare con un punzone 9 montato su un supporto superiore 10 del telaio 4 in modo spostabile tra una posizione di riposo sollevata ed una posizione operativa, in cui il punzone 9 preme una porzione delle due lamiere 2, 3 fra loro sovrapposte entro la cavità 8 della matrice 7.

E' evidente che l'illustrazione presentata nei disegni annessi dell'attrezzatura per effettuare l'operazione di clinciatura è di per sé schematica. Sia la conformazione, sia la struttura del telaio 4, della matrice 6 e del punzone 9 possono ampiamente variare secondo le tecniche già note. I disegni non illustrano i mezzi di comando del movimento del punzone 9, dal momento che anche tali mezzi possono essere di un qualunque tipo noto. Ovviamente, inoltre, non è affatto esclusa la possibilità di prevedere un punzone fisso ed una matrice mobile, oppure ancora punzone e matrice entrambi mobili. Anche la stessa conformazione della superficie d'appoggio della matrice e della superficie con essa cooperante del punzone può essere qualsiasi. Rientra inoltre nell'invenzione anche il caso in cui soltanto una delle due lamiere venga deformata entro la cavità della matrice ad opera di un rivetto che viene fatto passare attraverso un foro dell'altra lamiera, secondo la tecnica della rivettatura autoperforante .

Secondo l'invenzione, le due lamiere 2, 3 vengono riscaldate in un tempo molto rapido, compreso ad esempio tra 5 e 10 secondi, sostanzialmente soltanto nella zona di applicazione del punzone 9 della matrice 6, mediante mezzi di riscaldamento ad induzione 11. Tali mezzi includono una bobina comprendente una coppia di spire circolari 12 concentriche con l'asse 9a del punzone 9 della matrice 6, disposte in un piano sostanzialmente .parallelo al piano di sovrapposizione delle lamiere 2, 3 ed al di sopra di esse, nonché una coppia di spire circolari 13, pure concentriche con l'asse 9a disposte in un piano parallelo al piano delle lamiere 2, 3 al di sotto di queste. I terminali della bobina di riscaldamento di induzione 11 sono collegati ad una apparecchiatura di alimentazione non illustrata.

Le figure 1, 2 illustrano il dispositivo nella condizione di riposo, prima dell'effettuazione dell'operazione di clinciatura. Nel funzionamento, il punzone 9 viene abbassato in modo da premere le due lamiere 2, 3 entro la cavità 8 della matrice 6, così da unire fra loro le lamiere. Nel corso di tale operazione, la bobina 11 viene alimentata con corrente elettrica al fine di provocare un riscaldamento per induzione delle lamiere che favorisce l'operazione di clinciatura. Il riscaldamento nello stesso tempo è necessario per eseguire l'operazione, per cui non è necessario allungare il tempo ciclo prevedendo una fase di preriscaldamento delle lamiere. Un ulteriore vantaggio del riscaldamento ad induzione, come già detto, risiede inoltre nel fatto che il riscaldamento è molto localizzato, il che permette di limitare tale riscaldamento alla sola zona di clinciatura.

Come già indicato, il procedimento potrebbe essere attuato con qualsiasi tipo e conformazione di utensili, anche per eseguire una rivettatura autoperforante consistente nel deformare all'interno della cavità della matrice unicamente una delle due lamiere, che riceve un rivetto passante attraverso un foro dell'altra lamiera.

Naturalmente, fermo restando il principio del trovato, i particolari di costruzione e le forme di attuazione potranno ampiamente variare rispetto a quanto descritto ed illustrato a puro titolo di esempio, senza per questo uscire dall'ambito della presente invenzione.

Claims (7)

1. RIVENDICAZIONI 1. Procedimento per la giunzione di due o più lamiere (2, 3) fra loro sovrapposte mediante una operazione di clinciatura, in cui dette lamiere vengono deformate localmente in modo permanente fra una matrice (6) ed un punzone (9) che vengono premuti uno contro l'altro, caratterizzato dal fatto che durante detta operazione di clinciatura le due lamiere (2, 3) vengono riscaldate sostanzialmente soltanto nell'area di clinciatura mediante mezzi di riscaldamento ad induzione (11).
2. 2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di riscaldamento ad induzione (11) comprendono una bobina induttrice comprendente almeno due spire (12, 13) giacenti sostanzialmente in due piani fra loro distanziati, paralleli al piano di sovrapposizione delle lamiere (2, 3), delle spire (12, 13) essendo disposte rispettivamente da parti opposte rispetto alle lamiere (2, 3), detta matrice e detto punzone (6, 9) essendo disposti all'interno delle due spire (12, 13) nella loro condizione operativa di pressione sulle lamiere (2, 3).
3. 3. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che le lamiere vengono portate ad una temperatura compresa fra 200°C e 500°C, per un tempo compreso fra 3 secondi e 12 secondi .
4. 4. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che le lamiere (2, 3) vengono riscaldate mediante i suddetti mezzi ad induzione (11) per un tempo sostanzialmente uguale alla durata dell'operazione di clinciatura.
5. 5. Dispositivo per la giunzione di 2 o più lamiere (2, 3) fra loro sovrapposte mediante un'operazione di clinciatura, in cui dette lamiere (2, 3) vengono deformate localmente in modo permanente fra una matrice (6) ed un punzone (9) che vengono premuti uno contro l'altro, caratterizzato dal fatto che detto dispositivo comprende mezzi di riscaldamento ad induzione (11) per riscaldare le lamiere (2, 3) durante detta operazione di clinciatura sostanzialmente soltanto nell'area di clinciatura .
6. 6. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di riscaldamento ad induzione (11) comprendono una bobina induttrice comprendente almeno due spire (12, 13) giacenti sostanzialmente in due piani fra loro distanziati paralleli al piano di sovrapposizione delle lamiere (2, 3), dette spire (12, 13) essendo disposte rispettivamente da parti opposte rispetto alle lamiere (2, 3), detta matrice (6) e detto punzone (9) essendo disposti all'interno delle due spire nella loro condizione operativa di pressione sulle lamiere.
7. 7. Dispositivo secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che il punzone (9) e la matrice (6) sono mobili l'uno rispetto all'altro fra una condizione distanziata di riposo ed una condizione ravvicinata operativa lungo un asse (9a) passante sostanzialmente per il centro delle spire (12, 13) della bobina induttrice (11). Il tutto sostanzialmente come descritto ed illustrato e per gli scopi specificati.