ITTO20060527A1

ITTO20060527A1 - "metodo di realizzazione per una ruota in lega leggera e ruota realizzata in accordo con tale metodo"

Info

Publication number: ITTO20060527A1
Authority: IT
Inventors: Giacomo Gandellini; Paolo Tanghetti
Original assignee: Tecnoforming S P A
Priority date: 2006-07-19
Filing date: 2006-07-19
Publication date: 2008-01-20
Also published as: WO2008009684A3; WO2008009684A2

Description

Classe internazionale B21D 53/30 Descrizione dell'invenzione industriale dal titolo:

"METODO DI REALIZZAZIONE PER UNA RUOTA IN LEGA LEGGERA E RUOTA REALIZZATA IN ACCORDO CON TALE METODO"

A nome: Tecnoforming S.p.A., di nazionalità italiana.

Con sede in: Via XXIV Maggio, 2/G - 25030 LONGHENA (BS)

Depositata il:

TESTO DELLA DESCRIZIONE

L'invenzione riguarda un metodo di realizzazione per una ruota in lega leggera e la ruota realizzata in accordo con tale metodo.

Più specificatamente, l'invenzione riguarda un metodo di realizzazione per una ruota in lega leggera per autoveicoli, con cerchio o canale ottenuto, senza saldature, da un disco laminato, attraverso una successione di deformazioni plastiche a freddo e la ruota così realizzata, in accordo con le parti introduttive delle rivendicazioni principali.

Le ruote per autoveicoli e le relative parti, quali cerchi o canali e flange di fissaggio, devono soddisfare severi vincoli tecnici sia dimensionali, sia strutturali per un accoppiamento sicuro con i relativi pneumatici e per garantire un'elevata resistenza alle sollecitazioni dinamiche in condizioni di sovraccarico, agli urti ed alla corrosione. Questi vincoli sono compendiati in dettagliate normative nazionali ed internazionali di omologazione, necessarie per la commercializzazione e l'uso. Specificatamente, tali normative sono dirette a consentire il montaggio e l'impiego di pneumatici che rispondono ad analoghe normative e ad assicurare la tenuta alla pressione per pneumatici "tubeless", ormai universalmente adottati.

In Europa, le normative di omologazione sono dettate dall'European Tyre and Rim Technical Organisation (E.T.R.T.O).

Nel settore delle autovetture, le ruote in lega leggera sono apprezzate per il peso limitato che riduce le masse sospese, e per la struttura intrinseca che lascia al progettista ampia libertà di disegno in funzione estetica. Nei veicoli industriali, l'impiego di queste ruote è vantaggioso per l'incremento di carico pagante che compensa, in tempi brevi, il maggior costo iniziale.

Il canale può essere parte integrante della ruota stessa oppure una delle parti che, unite meccanicamente ad altre, forma una ruota componibile. In entrambi i casi, i canali di ruote in lega leggera sono ancora oggi ottenuti, nella grande maggioranza dei casi, mediante tecnologia di fusione. Altri metodi, abbastanza costosi, prevedono la forgiatura e lo stampaggio a caldo.

Le tecnologie della fusione, sia a gravità, sia in bassa pressione, presentano degli svantaggi, tra i quali: tempi relativamente lunghi per la solidificazione del getto, elevati scarti di materiale per garantire la sanità del getto fuso e grande dispendio di energia per la fusione della lega.

E' anche noto l'impiego di tecniche di laminazione per la realizzazione di canali di ruote in lega leggera, con formazione aperta, ed in cui i canali sono poi saldati lungo la generatrice e calibrati fino alle dimensioni finali. Questa tecnica presenta dei problemi dovuti al fatto che la saldatura del canale è intrinsecamente soggetta a rischi di microporosità che, nell'uso e soprattutto in caso di urti, possono pregiudicare la tenuta alla pressione dei pneumatici. Inoltre le saldature possono provocare un "addolcimento" della struttura e quindi indebolimenti delle zone contigue.

Pubblicazioni brevettali, quali JP 55114433, JP 57205201, DE 3215029 e DE 3528 362 descrivono lavorazioni plastiche a freddo, da laminati piani in leghe di alluminio, con imbutiture profonde e tranciature per la realizzazione di cerchi ed altre parti di ruote in lega leggera. Queste tecniche, note da decenni, non hanno dato luogo tuttavia ad effettive realizzazioni industriali, per i problemi pratici incontrati nel rispettare tutti i vincoli tecnici sopra accennati.

Un metodo per la realizzazione di cerchi o canali per ruote in lega di alluminio con lavorazioni ad imbutitura profonda è noto dalla Domanda di Brevetto WO 2004/078377, a nome della Richiedente Tecnoforming S.p.A. Questa tecnica, molto promettente, ha dato luogo tuttavia a problemi legati al fatto che le caratteristiche del prodotto finito non erano prevedibili con esattezza e potevano dar luogo a scarti per micro-fessurazioni e per indebolimenti strutturali non superabili, a meno di costi inaccettabili, con le normali conoscenze delle tecniche di imbutitura profonda.

In effetti, le esigenze strutturali di una ruota in lega, dirette a resistere alle sollecitazioni di un autoveicolo, sono in contrasto con le esigenze di lavorazioni con deformazioni plastiche, specialmente per ruote a canale allargato.

L'impiego di leghe leggere di elevata durezza risponde naturalmente alle necessità strutturali delle ruote per autotrazione. Per contro, tali leghe provocano seri problemi sia nella realizzazione dei canali, sia nell'assiematura con le flange di fissaggio della ruota.

D'altra parte, l'impiego di leghe leggere di minore durezza è stato generalmente escluso nelle lavorazioni di deformazione plastica attinenti alle ruote ritenendo che tali leghe non adatte per risultati strutturalmente accettabili.

OGGETTO DELL'INVENZIONE

Oggetto della presente invenzione è un metodo per realizzare ruote in lega leggera per autoveicoli con cerchi o canali senza saldature, che assicuri una produzione industriale affidabile e a costi relativamente contenuti e che consenta di ovviare agli inconvenienti dei metodi noti, mantenendo un'elevata qualità del prodotto finito.

Altro oggetto del trovato è di realizzare una ruota in lega leggera con canale senza saldatura, partendo da un opportuno prodotto laminato, possibilmente di uso commerciale, sfruttando a fondo le proprietà di duttilità, deformabilità e saldabilità.

In accordo con tali oggetti, il metodo proposto prevede una successione di deformazioni plastiche a freddo, impiegando un laminato discoidale in lega di Al-Mg della serie 5.000, come laminato allo stato ricotto, con allungamento superiore al 20% prima dello snervamento, e durezza iniziale di 50÷70 Hb.

Secondo un'altra caratteristica, il metodo è diretto a realizzare una ruota in lega leggera da un disco laminato, attraverso una successione di deformazioni plastiche a freddo. Il metodo comprende i passi: a) imbutire il disco, formando un corpo cavo con un fondo ed un bordo rivolto verso l'esterno destinato a formare un primo bordo del canale ed in cui, per l'imbutitura, il corpo cavo ha, adiacente al fondo, un tratto di parete a spessore assottigliato; b) tranciare il fondo del corpo cavo e/o tagliare il corpo cavo in modo da ottenere un elemento sostanzialmente tubolare, con un primo margine destinato a formare il primo bordo del canale ed un secondo margine destinato a definire il secondo bordo; c) sagomare un tratto di parete adiacente al secondo margine, ottenendo un elemento bordato con un altro bordo ripiegato verso l'esterno associato al secondo bordo del canale; e d) rullare l'elemento bordato, formando un profilo base destinato alla definizione del profilo per il pneumatico con il primo ed il secondo bordo del canale ed in cui il profilo base presenta una sezione angolata nella parete a spessore assottigliato, adiacente al secondo bordo.

Secondo un'ulteriore caratteristica, il metodo è diretto a realizzare una ruota in lega leggera avente un canale di predeterminato profilo ottenuto, senza saldature, da un elemento laminato, attraverso una successione di deformazioni plastiche a freddo comprendente imbutitura profonda e tranciatura. Il metodo comprende i passi ulteriori: a) sagomare la superficie laterale del pezzo tranciato secondo un profilo base per il canale avente sezioni inferiori al profilo finale; e b) calibrare il canale per stiramento tramite allargamento di un espansore a più settori operante su sezioni interne del pezzo con profilo base.

In accordo con un'altra caratteristica, la ruota in lega leggera ha un cerchio o canale di profilo predeterminato, ottenuto, senza saldature, attraverso una successione di deformazioni plastiche a freddo da un prodotto laminato piano e comprendente una sezione angolata in corrispondenza di un bordo di riferimento ed in cui il canale comprende un assottigliamento dello spessore, causato da stiramento, nel tratto di parete adiacente alla sezione angolata.

La ruota in lega leggera ha un cerchio o canale di predeterminato profilo standard, ottenuto, senza saldature, attraverso una successione di deformazioni plastiche a freddo da un prodotto laminato sostanzialmente piano Opportunamente, il canale può comprendere su un profilo opposto al profilo standard ispessimenti indicativi di una calibratura ad espansione su una sagoma esterna corrispondente al profilo standard.

Secondo un'ulteriore caratteristica, la ruota in lega leggera comprende un canale ed una flangia di fissaggio ottenuti per deformazioni plastiche, in cui il canale definisce una balconata ed una sede tallone, con superficie interna di contrasto e appoggio per il pneumatico e con un profilo esterno predeterminato, ed in cui la flangia di fissaggio presenta alla periferia un bordo a profilo complementare al profilo esterno opposto alla balconata e a parte della sede tallone del canale, la ruota essendo ottenuta per accoppiamento del profilo complementare della flangia di fissaggio con il profilo esterno del canale e saldatura fra una parte terminale del profilo complementare della flangia ed una parte del profilo esterno del canale, opposta alla sede tallone.

DESCRIZIONE DELLE FIGURE:

Le caratteristiche dell'invenzione risulteranno chiare dalla descrizione che segue, fatta a titolo esemplificativo ma non limitativo, con l'ausilio degli annessi disegni, in cui:

le Figg. 1 e 2 rappresentano, secondo una tecnica nota, un metodo di realizzazione per ruota in lega leggera ed in particolare per un cerchio o canale senza saldature e, rispettivamente, il semilavorato risultante, in una fase iniziale;

le Figg. 3 e 4 mostrano una fase successiva alla fase del metodo di fig. 1 ed il semilavorato realizzato;

le Figg. 5 e 6 rappresentano, un'altra fase del metodo di realizzazione di fig. 1 ed il relativo semilavorato;

le Figg. 7 e 8 mostrano, una fase ulteriore del metodo di fig. 1 ed il cerchio o canale realizzato in accordo con tale metodo;

la Fig 9 è la sagomatura di un canale in lega leggera, con evidenza di alcuni elementi base presi in considerazione da normative internazionali (E.T.R.T.O.); la Fig 10 mostra la sezione di una ruota per autoveicoli in lega leggera, a normativa E.T.R.T.O, di tipo noto;

le Figg. 11, 12 e 13 rappresentano semilavorati di un canale per ruota in lega leggera in differenti fasi del metodo di realizzazione secondo l'invenzione;

la Fig 14 mostra una sezione di un cerchio o canale per ruota in lega leggera in accordo con l'invenzione;

la Fig 15 è una vista frontale di una parte di cerchio o canale per ruota in lega leggera in accordo con l'invenzione;

la Fig 16 mostra una sezione parziale di una ruota in lega leggera in accordo con l'invenzione;

le Figg. 17, 18, 19, 20 e 21 rappresentano semilavorati di un disco o flangia di fissaggio per ruota in lega leggera in differenti fasi del metodo di realizzazione secondo l'invenzione;

la Fig 22 mostra una vista frontale di una ruota in lega leggera in accordo con l'invenzione;

la Fig 23 è una sezione di ruota in lega leggera in accordo con l'invenzione; la Fig 24 rappresenta un'altra flangia di fissaggio per una ruota in lega leggera secondo l'invenzione;

la Fig 25 mostra una vista frontale di un'altra ruota in lega leggera in accordo con l'invenzione e che impiega la flangia di Fig.24; e

la Fig 26 è una sezione della ruota in lega leggera di Fig.25.

DESCRIZIONE DI UNA FORMA DI REALIZZAZIONE PREFERITA

Le figure 1÷8 rappresentano alcune fasi di un metodo di realizzazione per ruota in lega leggera ed in particolare per un cerchio o canale senza saldature ed i prodotti ottenuti, secondo una tecnica nota. Tale tecnica è oggetto della Domanda di Brevetto WO 2004/078377, a nome della Richiedente Tecnoforming S.p.A, qui incorporata per riferimento.

In sintesi, il metodo della domanda WO 2004/078377 prevede l'impiego di un laminato piano in lega di alluminio, fustellato come disco 31 (Fig. 1). Per mezzo di una pressa 32 provvista di punzone 33, il disco 31 è imbutito in modo da ottenere un corpo cilindrico cavo 34 (Fig. 2) con un fondo 36 ed un bordo 37 piegato verso l'esterno. Dopo l'imbutitura, le parti eccedenti del corpo 34, vengono tagliate con l'impiego di una pressa 38 (Fig.3) provvista di uno stampo di tranciatura 39. Il corpo 34 (Fig. 4), dopo tranciatura, presenta un bordo base 41 rivolto verso l'esterno e, dalla parte opposta, un bordo fondo 42 rivolto verso l'interno. Il bordo 42 è quindi raddrizzato in una fase non mostrata.

Una pressa 43 (Fig. 5) con un punzone 44 ed una matrice 46 riborda la parte inferiore 47 del corpo 34 definendo un altro bordo 48 (Fig. 6) opposto al bordo base 42 ed anch'esso rivolto verso l'esterno. Il corpo 34 è sottoposto a calibratura e viene infine sagomato con una macchina specifica ed uno stampo in sagoma 49 (Fig. 7), realizzando un canale 51 (Fig. 8) secondo un profilo desiderato.

Nella figura 9 è rappresentato un cerchio o canale 52 di ruote in lega leggera per autovetture, di diametro "D" e larghezza "W". In accordo con la nomenclatura E.T.R.T.O, il canale 52 presenta come elementi base, bordi o "balconate" (Flange) Fa e Fb, sedi coniche Sa e Sb per i talloni dei pneumatici, risalti (Humps) Ha e Hb, una gola (Well) Wr, un asse 53 ed un piano geometrico di mezzeria 54 tra i bordi Fa ed Fb. La gola Wr è spostata rispetto al piano di mezzeria ed è raccordata con uno dei risalti tramite un tratto sostanzialmente cilindrico Cp. Il diametro "D" e la larghezza "W" del canale 52 sono riferiti ad una intersezione geometrica calcolata in modo convenzionale fra le sedi coniche Sa ed Sb e rispettive superfici interne dei bordi Fa ed Fb.

In dipendenza delle varie tipologie di ruota, le normative E.T.R.T.O fissano le relazioni reciproche fra i vari elementi base. Il canale 52 della figura 9 è specificatamente del tipo noto come Cerchio a Canale tipo 5°, allargato (Wide Drop Center Rim with hump), di diametro "D" e larghezza "W" ed in cui le sedi coniche Sa ed Sb sono definite da una generatrice con inclinazione di 5° rispetto all'asse 53.

In figura 10 è rappresentata una ruota in lega leggera 55 per autovetture, a norme E.T.R.T.O., di tipo "Full Face", che impiega un canale 56 simile al canale 52 di Fig. 9 ed un flangia 57 di fissaggio al mozzo dell'autovettura. La flangia 57 include razze 58 ed una parte centrale 59 con fori 60 per bulloni di fissaggio al mozzo ed un foro centrale 61 per un disco di finitura. La ruota 55 è nota ad esempio dal Brevetto US 6,481,804 assegnato alla ATP Ruote in Lega S.p.A. ed è ottenuta, secondo una tecnica nota, tramite fusione unica per il canale 56 e per la flangia di fissaggio 57.

Il metodo dell'invenzione si applica efficientemente per realizzare ruote esemplificativamente ma non esclusivamente del tipo precedentemente descritto con diametri da 14"÷25" e delle larghezze previste dalle norme.

In accordo con l'invenzione, il metodo di realizzazione del canale prevede una successione di deformazioni plastiche a freddo, comprendente imbutitura profonda, tranciatura e/o taglio e rullatura.

A seguito di complesse sperimentazioni si è trovato che, come materiale di partenza si può impiegare efficacemente un laminato piano 62 (Fig. 11) in lega di Al-Mg della serie AA 5754, in laminato ricotto da incrudimento, opportunamente selezionato. In particolare, la lega ha un tenore di Mg del 2,7÷3,3%, durezza di 50÷70 Hb, ad esempio convenzionalmente pari a 60 Hb, e tale da garantire un allungamento minimo del 20% nelle tre direzioni, prima dello snervamento.

Dal laminato 62 in fogli rettangolari vengono ricavati, ad esempio per fustellatura, un certo numero di dischi 63 di dimensioni adeguate alle dimensioni ed alla tipologia di canali da realizzare.

Il laminato selezionato presenta caratteristiche che, con le soluzioni della presente invenzione, permettono di realizzare efficacemente ruote in lega che soddisfano pienamente le normative di omologazione. L'imbutitura e le altre operazioni di deformazione plastica migliorano in modo sostanziale le caratteristiche strutturali. In particolare, viene aumentata la durezza delle parti più angolate, assicurando, nel prodotto finale, doti di resistenza alle sollecitazioni più impegnative e agli urti, costanti nel tempo.

La fase di imbutitura è eseguita su un disco 63 in modo da ottenere un corpo cilindrico cavo 64 (Fig.12) con un fondo 66, una parte cilindrica 67 ed un bordo base 68 piegato verso l'esterno, destinato a formare un primo bordo del canale. La pressa può essere simile alla pressa 32 di Fig. 3 e l'imbutitura è convenientemente effettuata lasciando che, rispetto ad un piano mediano 69, la parete cilindrica 67 si restringa progressivamente verso il fondo 66 di –∆1%, mentre, il bordo base 68 si ispessisce di ∆2%. Ad esempio, i restringimenti e gli ispessimento potranno essere del ±20% circa.

Dopo l'imbutitura, il fondo 66 e le parti eccedenti del bordo base 68 vengono tranciate o tagliate in modo da ottenere un elemento sostanzialmente tubolare, formando un primo margine destinato a formare il primo bordo del canale. In fasi non mostrate, il bordo ricavato dal fondo 66 è raddrizzato e viene tagliato formando un secondo margine. Il taglio per il secondo margine è inoltre calcolato in modo da costituire, nel canale finito, il margine del secondo bordo. La parte adiacente al secondo margine viene ripiegata verso l'esterno, formando un altro bordo, destinato a formare il secondo bordo del canale. Il corpo tranciato e bordato, indicato con 71 (Fig. 13), presenterà quindi una struttura tubolare con un bordo 72 rivolto verso l'esterno, una parte cilindrica 73 e, dalla parte opposta al bordo 72, un altro bordo 74 rivolto verso l'interno.

Lo spessore corrispondente del tratto adiacente al bordo 74 sarà pertanto assottigliato rispetto al tratto adiacente al bordo 72. A titolo di esempio non limitativo, per una ruota da 17", con un laminato 62 da 6 mm, il bordo 72 avrà uno spessore di circa 8 mm mentre il bordo 74 avrà uno spessore di 5,5 mm.

L'imbutitura del corpo 64 può essere seguita opzionalmente da una fase di fluoformatura nella parte cilindrica destinata a definire sezioni meno sollecitate del canale. Questa lavorazione è diretta ad assottigliare parti centrali del corpo 71, in funzione di alleggerimento del canale stesso. Naturalmente, il materiale impiegato sarà minore e, ad esempio, nella ruota da 17" lo spessore nel tratto cilindrico "Cp" può essere ridotto fino a 3 mm circa.

Il corpo tagliato e bordato 71 è poi sagomato con una macchina specifica ad esempio per rullatura, formando un canale semifinito 76 (Fig.14), con profili intermedi aventi sezioni esterne di poco inferiori alle sezioni del profilo per il pneumatico del canale finito.

In accordo con una caratteristica dell'invenzione, il profilo del canale semifinito 76 è formato ricavando i profili intermedi per la balconata Fa, la sede Sa, ed il risalto Ha in una sezione 77 ed il tratto cilindrico Ca in una sezione 78. Le sezioni 77 e 78, a spessore maggiore, corrispondono al bordo di base 72 ed al tratto adiacente della parete cilindrica 73. I profili intermedi per la balconata Fb, la sede Sb il risalto Hb ed un fianco la gola Wr adiacente al risalto Hb sono ricavate in una sezione 79 di spessore minore della parte cilindrica 73 adiacente all'altro bordo 74, mentre i profili intermedi rimanenti della gola Wr sono ricavate in una sezione di spessore mediano.

Con tale sagomatura, le sezioni di canale per ruote di autovetture, ad esempio a norme E.T.R.T.O, includenti la "balconata" Fb, la sede conica Sb, ed il risalto Hb più vicine alla gola Wr definiscono una profilatura o sezione angolata 81 che si sviluppa per una limitata distanza assiale. Ciò dà luogo intrinsecamente ad una rigidità di questa sezione che è sostanzialmente uguale alla rigidità della sezione di maggiore spessore includente i corrispondenti elementi Fa, Sa, Ha, più lontani dalla gola Wr.

La sagomatura degli elementi di base: Fb, Sb, Hb e di parte della gola Wr con formazione della sezione angolata 81 nella sezione 79 di spessore ridotto, compensa la minore resistenza causata dall'assottigliamento rispetto alle sezioni 77 e 78. In condizioni operative e di sovraccarico o urti, il bordo Fb della sezione 79 ha quindi una resistenza solo di poco inferiore a quella del bordo Fa delle sezioni più spesse 77 e 78.

In accordo con l'invenzione, il canale 76 è successivamente calibrato per stiramento, ottenendo un canale finito 83 (Fig. 15). A questo scopo, si utilizza un espansore a più settori operante su sezioni interne del canale semifinito 76 opposte alle sezioni degli elementi Sa e Sb, Ha e Hb e Wr. L'espansore viene allargato su comando idraulico, provocando uno stiramento del canale 76 fino al raggiungimento delle sezioni esterne del profilo standard degli elementi Sa e Sb, Ha e Hb e Wr, di accoglimento del pneumatico. Lo stiramento lascia nel canale finito 83 una pluralità di ispessimenti 84 di 5÷10 mm di larghezza sul profilo opposto al profilo standard, uno spessore di qualche decimo di mm. Questi ispessimenti non hanno nessuna influenza funzionale, ma sono indicativi della calibratura ad espansione. La durezza finale del canale 83 sarà di 80÷90 Hb. per uno spessore di 3÷8 mm in ruote da 14"÷25" ed in cui lo spessore minore è associato all'alleggerimento delle parti meno sollecitate.

In accordo con un'altra caratteristica dell'invenzione, il metodo di realizzazione della ruota attiene ad una particolare struttura del disco o flangia di fissaggio ed alla sua integrazione con il canale. Tale ruota, del tipo "Full Face" è indicata con 87 nelle figure 22 e 23. Essa impiega ad esempio il canale 83 sopra descritto ed una flangia o disco di fissaggio 88.

In accordo con un aspetto dell'invenzione, la flangia 88 ha un bordo con una superficie 89 (Fig. 16) il cui profilo è complementare ai profili di superfici esterne 91 e 92 del canale 83. La superficie 91 è adiacente al bordo Fb, mentre la superficie 92 è opposta alla sede Sb del canale. La superficie 89 della flangia 88 ha un tratto cilindrico che è leggermente forzato in un corrispondente tratto della superficie 91. La flangia è inoltre saldata al canale 83, all'interno, in un'area non visibile nell'uso, fra una parte della superficie 89 e la superficie 92.

Con questa struttura, il bordo esterno Fb della ruota risulta notevolmente rinforzato. Nel caso specifico, l'irrobustimento del bordo Fb determinato dall'accoppiamento con la flangia 88 e dalla relativa saldatura è nettamente prevalente sulla minore resistenza dovuta allo spessore ridotto del bordo Fb e la ruota risulta di piena affidabilità.

Per ciò che riguarda il disco o flangia di fissaggio 88, il metodo per la sua realizzazione prevede deformazioni plastiche per fluoformatura e tranciatura. Come materiale di partenza è impiegato un laminato in lega di alluminio, ad esempio dello spessore di 15 mm. Dal laminato viene ricavato, ad esempio per fustellatura, un disco 93 (Fig. 17), forato al centro, e comune a cerchi aventi differenti diametri, ad esempio per ruote da 16" e da 17". Il disco 93 è imbutito (Fig. 18) e successivamente tranciato, come disco intermedio 94 (Fig. 19), con adattamento al diametro del canale di destinazione e formazione di aperture di ventilazione 96 e di relative bisellature 97.

Il disco 94 è ulteriormente imbutito con formazione parziale di sedi 98 per bulloni di fissaggio, come disco grezzo 99 (Fig. 20). Infine il disco 99 viene lavorato di macchina sul bordo perimetrale in modo da realizzare la superficie 89 (Fig. 21) complementare alle superfici 91 e 92 e sedi per bulloni 101, assumendo la forma della flangia finita 88.

L'assiematura fra canale 83 (Fig.22) e la flangia 88 è ottenuta forzando la parte cilindrica della superficie 89 nelle parte cilindrica della superficie 91, dopo opportuno riscaldamento del canale. Si esegue quindi una saldatura 102 (Figg.

16 e 23), ad esempio mediante torcia a plasma, fra una parte terminale della superficie 89 e la superficie 92. Nella ruota 87 (Fig. 22) così realizzata, la saldatura 102 non è visibile dalla faccia a vista e la zona di giunzione fra disco 88 e canale 83 è evidenziata da una traccia circolare 103, corrispondente all'accoppiamento per forzatura, che non disturba il disegno complessivo della ruota ed è assimilabile ad altre linee strutturali o decorative del disco stesso.

Il canale realizzato in accordo con il metodo dell'invenzione è applicabile in modo ottimale anche in ruote diverse dalle ruote "Full Face" ed in ruote che utilizzino flange di fissaggio 106 (Fig. 24), a razze con estremità indipendenti. Tali flange possono essere esemplificativamente realizzate per fusione, per la libertà di forme offerte da tali tecniche. Una ruota in lega leggera di questo tipo è stata indicata con 107 nelle figure 25 e 26.

La ruota 107 impiega un canale 108 identico al canale 83 precedentemente descritto, con parte cilindrica "Cp" fra gola Wr e e bordo Fa e spessore assottigliato dal bordo Fa al bordo Fb. La flangia di fissaggio non è però saldata alla parte assottigliata del canale 108.

Specificatamente, la flangia 106 comprende una serie di razze 109, in cui ciascuna razza presenta un'estremità 111 con un profilo complementare al profilo della sezione 78 relativa alla parte cilindrica "Cp". La flangia 106 è forzata a caldo contro la superficie della parte "Cp" opposta a quella per il pneumatico ed è resa integrale al canale tramite una saldatura 112, non visibile dalla faccia della ruota, in un tratto incluso fra la gola Wr e la parte "Cp".

La ruota 107 può essere completata con una lastra di acciaio inossidabile 113 conformata in modo da adattarsi in modo complementare alla superficie a vista del canale 83 adiacenti al bordo Fa. La lastra 113 ha dei risvolti o alette destinate ad impegnare parti complementari del bordo Fa, nel modo descritto nel citato brevetto Brevetto US 6,481,804 della ATP Ruote in Lega S.p.A.

Una flangia, anche a bordo continuo, potrà essere fissata al canale 108, saldando il bordo in un tratto del canale fra gola e bordo più spesso Fa.

Anche le strutture della ruota 107 o di ruote con flangia saldata nella parte spessa del canale sono pienamente affidabili, per l'elevato spessore del bordo FA e per la robustezza intrinseca della sezione angolata adiacente al bordo Fb.

Naturalmente, fermo restando il principio del trovato, le forme di attuazione ed i particolari di realizzazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto è stato descritto ed illustrato a puro titolo di esempio non limitativo, senza per questo uscire dall'ambito della presente invenzione.

In alternativa alle leghe AA 5754, si possono impiegare laminati in lega Al-Mg della serie 5.000 (5xxx), con maggiori quantità di Mg, dell'ordine del 5%. Tali leghe garantiscono allungamenti maggiori del 25%, rispondono ottimamente alle varie fasi di lavorazione precedentemente descritte e danno luogo a canali saldabili alle relative flange di fissaggio e pienamente rispondenti alle specifiche prescritte dalle norme d'impiego delle ruote.

Nel caso di canali alleggeriti, in alternativa alla fluoformatura, si possono eseguire lavorazioni di macchina, a canale finito, per ridurre lo spessore delle parti meno sollecitate, quali la gola "Wr" e la parte cilindrica "Cp".

Lavorazioni di macchina possono essere anche previste, in alternativa alla calibrazione per stiramento, rullando l'elemento tubolare fino ad un profilo intermedio di poco maggiore del profilo finale ed arrivando a tale profilo per asportazione delle parti eccedenti.

Il metodo dell'invenzione può essere efficacemente impiegato anche per ruote di veicoli industriali, usando laminati di spessori maggiori e flange di fissaggio di diversa struttura, saldate alla parte cilindrica "Cp".

Infine, la flangia con bordo a profilo complementare a quello de bordo può essere impiegata anche in ruote in lega realizzate in canali con saldatura.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Metodo di realizzazione per una ruota in lega leggera con canale ottenuto, senza saldature, da un elemento discoidale laminato, attraverso una successione di deformazioni plastiche a freddo; il suddetto metodo essendo caratterizzato dal fatto che il laminato impiegato è in lega di Al-Mg della serie 5000, in forma di laminato allo stato ricotto, con allungamento superiore al 20%, prima dello snervamento, durezza iniziale 50÷70 Hb.
2. Metodo di realizzazione per un canale in accordo con la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la lega dell'elemento laminato è della serie AA 5754.
3. Metodo di realizzazione per un canale in accordo con la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la lega dell'elemento laminato ha tenore di Mg pari al 2,7÷5,0%, durezza convenzionale di 60 Hb e durezza finale 80÷90 Hb.
4. Metodo di realizzazione per un canale in accordo con la rivendicazione 1 o 2, o 3, caratterizzato da ciò che la successione di deformazioni prevede un'imbutitura profonda dell'elemento laminato con formazione di un corpo cavo avente un fondo, un bordo base piegato verso l'esterno per la formazione di un primo bordo del canale ed una parete con spessore assottigliato verso il fondo ed in cui è prevista almeno un'operazione di tranciatura e/o taglio per la formazione di un margine destinato a formare un secondo bordo del canale.
5. Metodo di realizzazione in accordo con la rivendicazione 4, per un canale del tipo con gola assialmente dissimmetrica, tale che un fianco della gola è più vicino ad uno dei bordi, il suddetto metodo essendo caratterizzato dal fatto che la successione di deformazioni prevede una rullatura diretta a formare un profilo di supporto per il pneumatico includente detto fianco nello spessore assottigliato, con definizione di una rispettiva struttura angolata.
6. Metodo di realizzazione in accordo con la rivendicazione 4 o 5, per un canale del tipo con sedi tallone a profilo inclinato e risalti fra gola e bordi, caratterizzato dal fatto che la sede tallone ed il risalto fra gola e secondo bordo del canale sono ricavati nella parete con spessore assottigliato.
7. Metodo di realizzazione per un canale in accordo con una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la successione di deformazioni prevede una rullatura per sagomare la superficie laterale del pezzo tranciato secondo un profilo intermedio avente sezioni esterne inferiori alle sezioni del profilo finale; ed in cui è prevista una calibrazione per stiramento con definizione del profilo finale.
8. Metodo di realizzazione in accordo con una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la successione di deformazioni prevede una operazione di fluoformatura per ridurre lo spessore in parti meno sollecitate del canale.
9. Metodo di realizzazione in accordo con una delle rivendicazioni da 1 a 7, caratterizzato dal fatto che prevede una operazione di macchina per ridurre lo spessore in parti meno sollecitate del canale.
10. Metodo di realizzazione per una ruota in lega leggera in accordo con una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che prevede l'assiematura del suddetto canale con un disco o flangia di fissaggio avente un bordo periferico con profilo complementare ad una sezione del canale.
11. Metodo di realizzazione per una ruota in lega leggera in accordo con la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che il disco o flangia di fissaggio della ruota è ottenuto per fluo-formatura da un disco laminato.
12. Metodo di realizzazione in accordo con la rivendicazione 4 o 5 e 10 o 11, caratterizzato dal fatto che il bordo periferico della suddetta flangia è complementare ad una superficie adiacente al secondo bordo del canale ed è saldato a contrasto dall'interno con una parte terminale della suddetta superficie adiacente al secondo bordo.
13. Metodo di realizzazione per una ruota in lega leggera in accordo con la rivendicazione 4 o 5 o 6, caratterizzato dal fatto che la ruota prevede una flangia di fissaggio a razze ed in cui le razze della suddetta flangia sono saldate in un tratto del canale incluso fra la gola ed il primo bordo.
14. Metodo di realizzazione per una ruota in lega leggera in accordo con la rivendicazione 13, caratterizzato dal fatto che la flangia di fissaggio della ruota è ottenuta per fusione.
15. Metodo di realizzazione per una ruota in lega leggera in accordo con una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che è applicato a ruote da 14" a 25", in accordo con normative per autoveicoli.
16. Ruota in lega leggera con canale di un predeterminato profilo per il pneumatico, ottenuto, senza saldature, da un elemento laminato sostanzialmente piano, attraverso una successione di deformazioni plastiche, la suddetta ruota essendo caratterizzata dal fatto che il canale è realizzato in una lega Al-Mg, in laminato della serie 5.000, per uno spessore finale compreso fra 3 mm e 8 mm ed una durezza di 80÷90 Hb, in condizione d'uso.
17. Ruota in accordo con la rivendicazione 16, caratterizzata dal fatto che il laminato è della serie AA 5754.
18. Ruota in accordo con la rivendicazione 16 o 17, caratterizzata dal fatto che il canale ha spessore decrescente da un primo bordo ad un secondo bordo e comprende una sezione angolata adiacente al secondo bordo.
19. Ruota in accordo con la rivendicazione 18, caratterizzata dal fatto che comprende opzionalmente una sezione di alleggerimento, a spessore ridotto, nelle parti meno sollecitate del canale.
20. Ruota in accordo con la rivendicazione 18 o 19, caratterizzata dal fatto che il canale ha una gola in posizione assialmente dissimmetrica fra i bordi e tale da definire un tratto più corto fra il secondo bordo e la gola e che definisce detta sezione angolata.
21. Ruota in accordo con la rivendicazione 18 o 19 o 20, caratterizzata dal fatto che comprende un disco o flangia di fissaggio, avente un bordo periferico con profilo complementare ad una sezione del canale adiacente al secondo bordo ed in cui detto profilo è saldato a contrasto, dall'interno, alla sezione del canale adiacente al secondo bordo.
22. Ruota in accordo con la rivendicazione 21, caratterizzata dal fatto che detta flangia è forzata nella sezione del canale adiacente al secondo bordo.
23. Ruota in accordo con la rivendicazione 16, caratterizzata dal fatto che il canale ha una gola in posizione assialmente dissimmetrica fra i bordi e tale da definire un tratto più lungo fra il primo bordo e la gola, in cui detta ruota ha una flangia di fissaggio a razze, e dal fatto che le razze sono saldate al tratto più lungo e di maggiore spessore del canale fra il primo bordo e detta gola.
24. Ruota in accordo con una delle rivendicazioni da 16 a 23, caratterizzata dal fatto che detto canale presenta, su un profilo opposto al profilo per il pneumatico, una pluralità di ispessimenti indicativi di calibratura ad espansione.
25. Ruota in accordo con una delle rivendicazioni da 16 a 24, caratterizzata dal fatto che è prevista per diametri da 14" a 25" a normative per autoveicoli.
26. Metodo di realizzazione per una ruota in lega leggera con canale di un predeterminato profilo, ottenuto da un disco laminato, attraverso una successione di deformazioni plastiche a freddo, il suddetto metodo essendo caratterizzato dal fatto che comprende i passi: a) imbutire il disco, formando un corpo cavo con un fondo ed un bordo rivolto verso l'esterno destinato a formare un primo bordo del canale ed in cui, per l'imbutitura detto corpo ha, adiacente al fondo, un tratto di parete a spessore assottigliato; b) tranciare il fondo del suddetto corpo cavo e/o tagliare il corpo cavo in modo da ottenere un elemento sostanzialmente tubolare, formando un primo margine destinato a formare il primo bordo del canale ed un secondo margine destinato a definire un secondo bordo del canale; c) sagomare un tratto di parete adiacente al secondo margine dell'elemento sostanzialmente tubolare, ottenendo un elemento bordato con un altro bordo ripiegato verso l'esterno associato al secondo bordo del canale; e d) rullare l'elemento bordato, formando un profilo base destinato alla definizione del profilo per il pneumatico con il primo ed il secondo bordo del canale ed in cui il profilo base presenta una sezione angolata in un tratto della parete a spessore assottigliato, adiacente al secondo bordo.
27. Metodo di realizzazione in accordo con la rivendicazione 26, caratterizzato da ciò che il laminato impiegato è una lega Al-Mg con allungamento superiore al 20%.
28. Metodo in accordo con la rivendicazione 26 o 27, caratterizzato da ciò che detto secondo bordo è ricavato dalla parete a spessore assottigliato.
29. Metodo di realizzazione in accordo con la rivendicazione 26 o 27 o 28, caratterizzato da ciò che, rispetto ad una sezione assialmente mediana del canale, il primo bordo è più spesso del 10÷20%, mentre il secondo bordo è assottigliato del 10÷20%.
30. Metodo in accordo con una delle rivendicazioni da 26 a 29, caratterizzato dal fatto che che prevede opzionalmente un passo C1): fluoformare un tratto della parete dell'elemento sostanzialmente tubolare, o dell'elemento bordato, riducendone lo spessore, per realizzare tratti a spessore ridotto in sezioni poco sollecitate del canale.
31. Metodo in accordo con una delle rivendicazioni da 26 a 30, caratterizzato dal fatto che prevede una flangia di fissaggio della ruota, avente una sezione periferica con profilo complementare ad una sezione del canale adiacente al secondo bordo e saldato a contrasto dall'interno su detto secondo bordo.
32. Metodo di realizzazione per una ruota in lega leggera in accordo con una delle rivendicazioni da 26 a 31, caratterizzato dal fatto che la rullatura è diretta a formare un profilo intermedio a sezioni minori rispetto alle sezioni del profilo finale, detto metodo comprendendo il passo ulteriore: e) calibrare il canale per stiramento tramite un espansore a più settori allargato su sezioni interne del pezzo da calibrare.
33. Metodo in accordo con una delle rivendicazioni da 26 a 32 per un canale che ha una gola in posizione dissimmetrica fra i bordi ed una sede conica con inclinazione di 5° fra gola ed un bordo più vicino, caratterizzato dal fatto che detta sede conica è formata nel tratto di parete a spessore assottigliato.
34. Ruota in lega leggera avente un canale con un predeterminato profilo per il pneumatico, in cui detto canale è ottenuto da un disco laminato attraverso una successione di deformazioni plastiche a freddo includente imbutitura profonda, detto canale essendo caratterizzato dal fatto che ha spessori diversi causati dall'imbutitura e comprende una sezione angolata in corrispondenza di un tratto di parete assottigliata adiacente ad uno dei bordi.
35. Ruota in accordo con la rivendicazione 34, in cui il canale è in lega Al-Mg serie 5.000, Mg al 2,7÷5,0% e allungamento maggiore del 20%..
36. Ruota in accordo con la rivendicazione 34 o 35, caratterizzata dal fatto che detto canale presenta, su un profilo opposto al profilo per il pneumatico, una pluralità di ispessimenti trasversali, distribuiti perifericamente e indicativi di una calibratura tramite espansore a settori.
37. Ruota in lega leggera in accordo con la rivendicazione 34 o 35 o 36, caratterizzata da ciò che comprende sezioni alleggerite ottenute per fluoformatura o per lavorazioni di macchina in parti meno sollecitate del canale.
38. Ruota in lega leggera in accordo con una delle rivendicazioni da 34 a 37, caratterizzata da ciò che comprende un disco di fissaggio della ruota avente una superficie complementare alla superficie di un bordo adiacente alla parete assottigliata ed in cui la superficie complementare del disco di fissaggio è saldata al canale, dall'interno ed in corrispondenza della parete assottigliata.
39. Ruota in lega leggera in accordo con una delle rivendicazioni da 34 a 38, caratterizzata da ciò che i bordi hanno spessore differente e l'assottigliamento è compreso fra il 20% ed il 40% rispetto allo spessore del bordo più spesso.
40. Ruota in lega leggera in accordo con una delle rivendicazioni da 34 a 39, caratterizzata dal fatto che è prevista per diametri da 14" a 25" con normative per autoveicoli.
41. Metodo di realizzazione per una ruota in lega leggera avente un canale di predeterminato profilo, in cui detto canale è ottenuto senza saldature da un elemento laminato, attraverso una successione di deformazioni plastiche a freddo comprendente imbutitura profonda e tranciatura; il suddetto metodo essendo caratterizzato dal fatto che comprende i passi ulteriori: a) sagomare la superficie laterale del pezzo tranciato secondo un profilo base per il canale avente sezioni inferiori al profilo finale; e b) calibrare il canale per stiramento tramite allargamento di un espansore a più settori operante su sezioni interne del pezzo con profilo base.
42. Metodo di realizzazione in accordo con la rivendicazione 41, caratterizzato da ciò che il laminato impiegato è una lega Al-Mg della serie 5.000, con allungamento superiore al 20%.
43. Metodo di realizzazione per una ruota in lega leggera in accordo con la rivendicazione 41 o 42, caratterizzato dal fatto che il canale viene stirato per un profilo temporaneo a sezioni maggiori e predefinite rispetto alle sezioni del profilo finale ed in cui detto profilo finale è ottenunto per ritorno elastico dopo restringimento del suddetto espansore.
44. Ruota in lega leggera con canale di un predeterminato profilo per il pneumatico ottenuto, senza saldature, attraverso una successione di deformazioni plastiche a freddo da disco laminato, il suddetto canale essendo caratterizzato dal fatto che comprende, su un profilo opposto al profilo per il pneumatico, ispessimenti indicativi di calibratura tramite espansore a più settori.
45. Ruota in accordo con la rivendicazione 44, in cui il canale è in lega Al-Mg serie 5000, Mg pari al 2,7÷5,0%, allungamento superiore al 20%.
46. Metodo di realizzazione per una ruota in lega leggera avente un canale ed una flangia di fissaggio ottenuti per deformazioni plastiche, in cui il canale definisce un bordo canale di riferimento ed una sede tallone, di appoggio per un tallone di pneumatico, aventi un predeterminato profilo esterno, il suddetto metodo essendo caratterizzato dal fatto che comprende i passi: a) sagomare la flangia di fissaggio in modo da definire alla periferia un bordo flangia a profilo complementare al profilo esterno del bordo canale; b) accoppiare il profilo complementare del bordo flangia con il profilo esterno del bordo canale di riferimento; e c) saldare una parte terminale del suddetto profilo complementare del bordo flangia con una parte del profilo esterno del canale, opposto alla sede tallone.
47. Ruota in accordo con la rivendicazione 46, caratterizzata dal fatto che il canale è realizzato in lega Al-Mg della serie 5.000, con tenore di Mg pari al 2,7÷5,0% ed allungamento orima dello snervamento maggiore del 20%.
48. Metodo di realizzazione per una ruota in lega leggera in accordo con la rivendicazione 46, o 47 caratterizzato dal fatto che la flangia di fissaggio è forzata nel profilo interno del bordo canale.
49. Metodo di realizzazione per una ruota in lega leggera in accordo con la rivendicazione 46 o 47 o 48, caratterizzato dal fatto che detto canale è ottenuto per imbutitura profonda e tale da lasciare un assottigliamento dello spessore in corrispondenza del bordo canale di riferimento e da definire una sezione angolata in corrispondenza del suddetto bordo canale.
50. Ruota in lega leggera con canale e flangia di fissaggio ottenuti per deformazioni plastiche, in cui il canale definisce un bordo canale ed una sede tallone, di appoggio per il tallone del pneumatico, aventi un predeterminato profilo esterno, la suddetta ruota essendo caratterizzata dal fatto che la flangia di fissaggio presenta alla periferia un bordo flangia a profilo complementare al profilo esterno del bordo canale, ed in cui il profilo complementare della flangia è accoppiato con il profilo esterno del bordo canale ed una parte terminale del suddetto profilo complementare è saldata ad una parte del profilo esterno del bordo canale, opposto alla sede tallone.
51. Ruota in accordo con la rivendicazione 50, caratterizzata dal fatto che detto canale è realizzato in lega Al-Mg della serie 5.000, con tenore di Mg pari al 2,7÷5,0% ed allungamento orima dello snervamento maggiore del 20%..
52. Ruota in lega leggera in accordo con la rivendicazione 50 o 51, caratterizzata dal fatto che detto canale comprende una sezione angolata di spessore ridotto, ed in cui detta flangia è saldata in corrispondenza della suddetta sezione angolata di spessore ridotto.
53. Ruota in lega leggera in accordo con la rivendicazione 50 o 51 o 52, caratterizzata dal fatto che la flangia di fissaggio è forzata nel profilo interno del bordo canale.
54. Metodo di realizzazione per una ruota in lega leggera e sue parti, sostanzialmente come descritto e con riferimento ai disegni.
55. Ruota in lega leggera per autoveicoli e sue parti, sostanzialmente come descritto e con riferimento ai disegni. p. i. Tecnoforming S.p.A. Ing. Eduardo NOLA