ITTO20070254A1 - Testa per macchina ribaditrice e suo metodo di controllo. - Google Patents

Description

Descrizione del Brevetto per Invenzione Industriale avente per titolo "Testa per macchina ribaditrice e suo metodo di controllo",

DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda una testa per macchina ribaditrice ed il suo metodo di controllo. E' noto in meccanica il processo di deformazione plastica a freddo dell'estremità di un elemento di collegamento, chiodo, ribattino, perno, spina, occhiello, ecc. ., al fine di formare su detta estremità una testa (o controtesta se l'elemento di collegamento è già munito di testa all'altra estremità) in modo da ottenere il collegamento fisso e inamovibile dei particolari, ad esempio profilati, lamiere, laminati, ecc. attraverso cui l'elemento di collegamento è disposto.

Il suddetto processo, che potrà essere manuale o meccanizzato, viene generalmente denominato di ribaditura e, nel caso di processi meccanizzati, i dispositivi impiegati saranno denominati macchine ribaditrici.

Nel settore della carrozzeria, particolarmente in campo aeronautico, ma non solo, è diffuso l'impiego di ribattini cosiddetti a strappo, per il collegamento stabile di lamiere.

Un esempio di tali ribattini è descritto in GB 2420 835.

Le figure la ed lb mostrano un ribattino del tipo suddetto, applicato ad una coppia di lamiere L1,L2, rispettivamente prima e dopo la ribaditura.

Questo tipo di ribattino è indicato complessivamente con il riferimento 11 e comprende uno stelo o gambo 13, dotato di testa 15 e di estremità filettata o scanalata 17a, ed un collare 19 che viene ribadito su una porzione filettata o scanalata 17b dello stelo 13, applicando una trazione assiale relativa fra l'estremità 17a dello stelo 13 ed il collare 19. Detta forza assiale provoca inoltre la rottura a strappo dell'estremità 17a in corrispondenza di una zona di frattura indicata con il riferimento 21 e generalmente coincidente con una corrispondente scanalatura anulare.

Sono anche note macchine ribaditrici progettate per la chiusura dei ribattini del tipo suddetto.

Un esempio di tali macchine è descritto in US 6,766,575.

Secondo tecnica nota, il processo di ribaditura avviene secondo le seguenti fasi:

- in una prima fase il ribattino 11 viene inserito in un foro, precedentemente praticato attraverso i componenti da collegare;

- successivamente il collare 19 viene calzato sul ribattino 11;

- il ribattino 11 viene quindi inserito nella testa di una macchina ribaditrice la quale impegna lo stelo 13 del ribattino all'interno di un mandrino dotato di ganasce;

- la parte anteriore della testa della macchina, generalmente ottenuta in forma di piastra mobile, viene allontanata dal corpo della testa provocando la ribaditura del collare 19 ed il conseguente strappo dell'estremità 17a dello stelo;

- la parte anteriore della testa viene quindi riportata contro il corpo e la macchina è pronta a ricevere un nuovo ribattino, che entrando nella testa provocherà l'espulsione attraverso un'apertura posteriore ivi prevista, dell'estremità 17a o codolo rimasto imprigionato nelle ganasce.

Uno dei problemi che si incontrano nella progettazione di una macchina ribaditrice per ribattini del tipo suddetto deriva dalla necessità di smaltire l'estremità o codolo del ribattino, una volta che questo sia stato strappato durante l'operazione di ribaditura, in modo che la macchina risulti pronta ad eseguire un ulteriore ciclo di lavoro.

Nelle macchine attualmente utilizzate, il codolo viene generalmente evacuato sfruttando la spinta del codolo del ribattino successivo, che viene introdotto all'interno della testa della macchina ed espelle così il codolo del ribattino precedente che era rimasto imprigionato fra le ganasce della testa. Questo metodo tuttavia non si presta ad essere utilizzato in tutte le applicazioni.

Ad esempio, secondo la tecnica nota, l'espulsione del codolo è possibile solo attraverso il foro posteriore della testa della macchina ribaditrice. Inoltre, poiché l'espulsione avviene a spinta, sono frequenti gli inceppamenti dovuti ad esempio a impuntamenti del codolo o del ribattino successivo, con conseguenti fermi macchina.

In particolare, il metodo noto non è adatto ad applicazioni in cui il canale occupato dal codolo del ribattino all'interno della testa della macchina ribaditrice è utilizzato anche per il passaggio di un flusso di aria di raffreddamento.

Tale flusso d'aria viene generalmente utilizzato per raffreddare le superfici delle lamiere durante la foratura, che precede l'inserzione del ribattino. Al termine della foratura, il ribattino viene inserito all'interno del foro praticato nelle lamiere, eventualmente previa applicazione di un sigillante, e successivamente fissato mediante ribaditura.

Se, successivamente allo strappo del codolo, questo rimanesse imprigionato all'interno della testa della macchina fino all'arrivo del codolo successivo, il canale per il passaggio del flusso d'aria di raffreddamento risulterebbe ostruito e la testa della macchina ribaditrice non potrebbe essere impiegata per raffreddare le superfici durante l'esecuzione del foro successivo.

Un ulteriore problema che sorge nell'impiego delle macchine ribaditrici secondo la tecnica nota è dato dalla impossibilità di liberare il ribattino dalle ganasce della testa, una volta che questo è stato imprigionato per operare la fase di ribaditura.

E' evidente infatti che se per un qualunque motivo, ad esempio un difetto di fabbricazione del ribattino o un errato posizionamento della testa della macchina ribaditrice, ci si accorge che l'operazione di ribaditura non può avvenire correttamente, oppure che lo strappo del codolo non è avvenuto a causa dei problemi suddetti, sarà necessario operare sulla testa della macchina ribaditrice, cercando di allentare le ganasce per liberare il ribattino.

Questo problema è particolarmente grave nel caso di macchine per la ribaditura automatizzate comandate da robot. In tal caso infatti, sarebbe necessario operare manualmente per svincolare il ribattino dalla testa, spesso smontando parte della testa, in posizioni difficilmente raggiungibili dalle mani di un operatore e con ritardi nella lavorazione, incompatibili con un processo automatizzato o robotizzato.

Uno scopo della presente invenzione è pertanto quello di risolvere i problemi suddetti provvedendo una testa per macchina ribaditrice, che permetta di liberare il ribattino autonomamente.

Un secondo scopo dell'invenzione è quello di provvedere una testa per macchina ribaditrice, che permetta di espellere il codolo del ribattino.

Un altro scopo dell'invenzione è quello di provvedere una testa per macchina ribaditrice che permetta di liberare il canale all'interno della testa della macchina dopo la ribaditura rendendolo così disponibile per il passaggio di un flusso d'aria di raffreddamento.

Uno scopo ulteriore dell'invenzione è quello di provvedere una testa per macchina ribaditrice, che oltre a risolvere il problema suddetto, possa essere ottenuto con modifiche semplici ed economiche alle teste esistenti.

Un altro scopo dell'invenzione è quello di fornire un metodo per operare una testa per l'applicazione di ribattini che consenta di risolvere i problemi menzionati e possa essere applicato alle teste esistenti, con un numero ridotto di modifiche.

Questi ed altri scopi sono raggiunti con la testa per macchina ribaditrice e con il relativo metodo di controllo, come rivendicato nelle unite rivendicazioni .

Vantaggiosamente secondo l'invenzione, il codolo del ribattino rimasto imprigionato nel mandrino successivamente allo strappo, viene liberato dall'impegno con le ganasce del mandrino e può essere espulso dalla testa o per gravità o mediante un flusso d'aria compressa.

Inoltre, grazie al fatto che l'organo di comando del disimpegno del mandrino dal codolo è a sua volta comandato dal movimento della piastra è possibile ottenere una testa secondo l'invenzione con semplici ed economiche modifiche progettuali o a posteriori a teste di macchine già esistenti.

Non ultimo vantaggio dell'invenzione risiede nel fatto che il metodo di controllo della testa risulta di semplice applicazione a teste già esistenti senza necessità di modificare il ciclo di comando delle parti mobili della testa.

Un ulteriore vantaggio dell'invenzione deriva dalla possibilità di liberare un ribattino rimasto imprigionato nelle ganasce della testa, operando automaticamente e sfruttando sostanzialmente gli stessi movimenti delle parti della testa, preposti all'operazione di ribaditura, e soprattutto senza la necessità di un intervento umano in corrispondenza della testa della macchina ribaditrice.

Nel seguito sarà descritta una forma di realizzazione dell'invenzione data a titolo esemplificativo con riferimento alle figure allegate in cui:

le figure la ed lb mostrano un ribattino, applicato ad una coppia di lamiere, rispettivamente prima e dopo la ribaditura;

la figura 2a mostra la testa secondo l'invenzione, in configurazione di impegno del ribattino;

la figura 2b mostra la testa di figura 2a, in configurazione di avvenuto strappo.

Con riferimento alle figure 2a e 2b è illustrata una testa 31 di una macchina per l'applicazione di ribattini secondo l'invenzione, comprendente una parte anteriore o piastra 33 ed una parte posteriore o corpo 35, scorrevoli l'una rispetto all'altra mediante organi, ad esempio una slitta idraulica, non illustrati in quanto noti all'esperto del settore, lungo una direzione parallela all'asse S del foro 37 previsto nella piastra 33, attraverso cui è ricevuto lo stelo 13 del ribattino 11 ed il corrispondente anello 19 e coincidente sostanzialmente con l'asse dello stelo 13 di detto ribattino 11, quando quest'ultimo è inserito all'interno di detto foro 37.

Il corpo 35 è forato assialmente lungo un'asse sostanzialmente coincidente con l'asse S del foro 37 previsto nella piastra 33 ed accoglie il gruppo che impegna lo stelo 13 del ribattino 11 quando questo si trova imprigionato nel corpo 35.

All'interno del corpo 35 è definita una camera di scorrimento 36 sostanzialmente cilindrica in cui sono alloggiati: un gruppo di impegno scorrevole costituito da un mandrino 41 dotato di una serie di segmenti radiali o ganasce 39 destinate ad impegnarsi con l'estremità 17a filettata o scanalata dello stelo 13 del ribattino 11; un manicotto flessibile 43 in gomma o altro materiale al quale sono fissati, preferibilmente mediante vulcanizzazione, i segmenti o ganasce 39 del mandrino 41; una boccola 45, preferibilmente metallica, sulla quale è calzato il manicotto in gomma 43; una ghiera 47, preferibilmente in metallo, che circonda il manicotto in gomma 43, trattenuta fra il manicotto 43 e la boccola 45 mediante una sporgenza anulare interna 48 e dotata di un supporto radiale 49 al quale è fissato, mediante una vite 52, un organo di comando, il cui scopo sarà descritto nel seguito, costituito da un perno 51, scorrevole in un canale laterale 53, parallelo alla camera di scorrimento 36 e che si estende fino a sboccare all'esterno del corpo 35 verso la piastra 33 in modo da far fuoriuscire detto perno 51 dal corpo 35; un elemento elastico 55, ad esempio costituito da una molla elicoidale, disposto fra la base posteriore della boccola 45 ed il fondo della camera di scorrimento 36 in cui è prevista una scanalatura anulare 38 in cui è accolta la base di detta molla. Il mandrino 41 può scorrere all'interno della camera 36 in modo da assumere una posizione avanzata, in cui il mandrino è a contatto con lo spallamento 34 ricavato in corrispondenza della porzione anteriore della camera 36 ed una posizione arretrata, in cui il mandrino 41 è separato da detto spallamento.

La posizione avanzata è assunta dal mandrino 41 quando la testa 31 si trova in posizione di riposo, cioè prima di ricevere lo stelo 13 del ribattino 11 oppure, come illustrato in figura 2b, dopo che l'estremità 17a è stata strappata rimanendo imprigionata nel mandrino 41.

La posizione arretrata è invece assunta dal mandrino 41 quando la testa 35 è pronta per operare la ribaditura, cioè dopo che lo stelo 13 del ribattino 11 è stato impegnato nel mandrino 41 vincendo la forza dell'elemento elastico 55 e la testa è in attesa di ricevere il comando che provoca, con mezzi noti, lo scorrimento in avanti della piastra 33 realizzando la ribaditura.

Da quanto sopra risulta evidente che, in assenza dell'organo di comando 51, che comanda l'arretramento del mandrino all'interno della camera 36 sotto la spinta della piastra 33 nel suo movimento di ritorno verso il corpo 35, il mandrino 41, dopo lo strappo, rimarrebbe in configurazione avanzata rendendo difficoltosa l'espulsione dell'estremità 17a del ribattino, imprigionata fra le ganasce 39 .

Al contrario, grazie all'organo di comando, che viene a sua volta comandato dalla piastra 33 durante lo scorrimento a ritroso, attuato con mezzi noti, per riportasi contro il corpo 35 e prepararsi a ricevere un nuovo ribattino, il mandrino 41 arretra all'interno della camera di scorrimento 36 allontanandosi dallo spallamento 34. In tal modo, le ganasce 39 grazie alla deformazione del manicotto 43 che le sostiene, possono così allontanarsi radialmente dall'estremità 17a del ribattino, che potrà pertanto successivamente essere espulsa per gravità o preferibilmente mediante un flusso di aria compressa proveniente ad esempio dall'apertura posteriore 57 della camera 36, prevista nel corpo 35.

Secondo l'invenzione, il metodo di controllo della testa 31 prevede le fasi di:

- impegnare lo stelo 13 del ribattino 11 nel mandrino 41 vincendo la resistenza dell'elemento elastico o molla elicoidale 55;

- comandare lo scorrimento della piastra 33 rispetto al corpo 35 in un primo verso di allontanamento reciproco provocando la ribaditura dell'anello 19 sul ribattino 11 ed il conseguente strappo dell'estremità 17a dello stelo 13 del ribattino 11; - comandare lo scorrimento della piastra 33 rispetto al corpo 35 in un secondo verso opposto rispetto al primo, provocando lo spostamento dell'organo di comando 51 e, conseguentemente il disimpegno delle ganasce 39 del mandrino 41 dall'estremità 17a del ribattino 11;

- eventualmente operare una spinta, ad esempio mediante un flusso di aria compressa, attraverso l'apertura posteriore 57 della testa 31, o attraverso il foro anteriore 37 della testa, provocando l'espulsione dell'estremità 17a, rispettivamente attraverso il foro anteriore 37 della testa 31 o attraverso l'apertura posteriore 57 .

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI 1.Testa (31) per macchina ribaditrice per l'applicazione di ribattini a strappo (11) comprendente una piastra (33) ed un corpo (35), scorrevoli 1'una rispetto all'altro, ed un gruppo di impegno scorrevole (39,41) disposto in una camera di scorrimento (36) definita all'interno di detto corpo (35) per impegnare uno stelo (13) di un ribattino a strappo (11), detto gruppo di impegno (39,41) potendo assumere una prima posizione avanzata ed una seconda posizione arretrata all'interno di detta camera (36), caratterizzato dal fatto di comprendere un organo di comando (51) del movimento di scorrimento di detto gruppo di impegno (39,41). 2.Testa secondo la rivendicazione 1, in cui detto organo di comando (51) comanda lo scorrimento del gruppo di impegno (39,41) da detta posizione avanzata a detta posizione arretrata. 3.Testa secondo la rivendicazione 2, in cui detto organo di comando (51) è a sua volta comandato dallo scorrimento della piastra (33). 4.Testa secondo la rivendicazione 3, in cui detto organo di comando (51) è un perno associato al gruppo di impegno (39,41). 5.Testa secondo la rivendicazione 4, in cui detto perno (51) è associato al gruppo di impegno (39,41) mediante un supporto radiale (49). 6.Testa secondo la rivendicazione 5, in cui detto perno (51) è fissato al supporto radiale (49) mediante una vite (52). 7.Testa secondo la rivendicazione 6, in cui detto supporto radiale (49) è associato al gruppo di impegno (39,41) mediante una ghiera (47), preferibilmente realizzata in metallo. 8.Testa secondo la rivendicazione 1, in cui detto gruppo di impegno (39,41) è costituito da un mandrino scorrevole (41) dotato di ganasce (39). 9.Testa secondo la rivendicazione 8, in cui dette ganasce (39) sono fissate ad un manicotto (43), preferibilmente in gomma. 10.Testa secondo la rivendicazione 9, in cui detto manicotto è in gomma ed in cui dette ganasce (39) sono fissate al manicotto (43) mediante vulcanizzazione . 11.Testa secondo la rivendicazione 10, in cui detto manicotto (43) è calzato su una boccola (45), preferibilmente metallica. 12.Testa secondo la rivendicazione 11, in cui detta ghiera (47) circonda il manicotto (43), ed è trattenuta fra detto manicotto (43) e detta boccola (45) mediante una sporgenza anulare interna (48). 13.Testa secondo la rivendicazione 4, in cui detto perno (51) è alloggiato scorrevolmente in un canale (53) ricavato nel corpo della testa (35). 14.Testa secondo la rivendicazione 13, in cui detto canale (53) è cilindrico con asse sostanzialmente parallelo all'asse S della camera di scorrimento (36). 15.Testa secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui lo scorrimento del gruppo di impegno (39,41) all'interno della camera di scorrimento (36) è contrastato da un elemento elastico (55), ad esempio una molla elicoidale. 16.Metodo di controllo della testa per macchine ribaditrici per l'applicazione di ribattini a strappo (11) secondo una qualunque delle rivendicazioni da 1 a 15, in cui sono previste le fasi di: - impegnare lo stelo (13) di un ribattino (11) nel gruppo di impegno (39,41) vincendo la resistenza dell'elemento elastico (55); - comandare lo scorrimento della piastra (33) rispetto al corpo (35) in un primo verso di allontanamento reciproco, provocando la ribaditura dell'anello (19) del ribattino (11) ed il successivo strappo dello stelo (13) del ribattino (11); - comandare lo scorrimento della piastra (33) rispetto al corpo (35) in un secondo verso opposto rispetto al primo, provocando il comando dell'organo di comando (51) e, conseguentemente il disimpegno dell'estremità (17a) strappata del ribattino (11); - eventualmente operare una spinta, ad esempio mediante un flusso di aria compressa, attraverso l'apertura posteriore (57) della testa (31), o attraverso il foro anteriore (37) della testa, provocando l'espulsione dell'estremità (17a) del ribattino, rispettivamente attraverso il foro anteriore (37) della testa (31) o attraverso l'apertura posteriore (57). 17.Macchina ribaditrice comprendente una testa secondo una qualunque delle rivendicazioni da 1 a 15 .