ITTO20060889A1 - Procedimento di collegamento di una coppia di lamiere. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo:

"Procedimento di collegamento di una coppia di lamiere"

di: KGR S.r.l., nazionalità italiana, Via Torino,

321 - 10032 Brandizzo (Torino).

Inventore designato: Marco SIMIOLI

Depositata il: 15 dicembre 2006

* * *

TESTO DELLA DESCRIZIONE

<La>presenteinvenzione si riferisce in generale ad un procedimento per il collegamento di elementi di lamiera che comprende un'operazione di<saldatura a>resistenza,<in>particolare<una>saldatura del tipo cosiddetto a proiezione, in cui g~! i~ una delle lamiere da saldare presenta uno o più j.~.~ rilievi o bugne per concentrare la corrente di 1~t .:i saldatura.

Per collegare due elementi di lamiera mediante<saldatura a>proiezione, vengonoformate preliminarmente in una delle due lamiere una pluralità di bugne sporgenti dal suo piano. Lebugne<sono formate mediante>un'operazionedi stampaggio, come un'operazione di punzonatura a freddo, in una zona della lamiera che rimarrà nascosta alla vista al termine dell' operazione di saldatura. Durante la saldatura, le bugne vengono sottoposte a pressione e a calore per il passaggio

di una corrente, fino a provocarne la fusione, in

modo tale che il loro materiale si amalgami con l'altra lamiera per realizzare il collegamento.

Questo procedimento collegamento che includel'esecuzionedi saldature a resistenza trova

frequente impiego nelle industrie automobilistica e

degli<elettrodomestici>quando<sono richieste>caratteristiche estetiche di<elevata>qualità,tipicamente quando le lamiere<da collegare non devono>presentare<deformazioni>o imperfezioni~~!

ilsuperficiali visibili a seguito<della saldatura.>j.~.~

ci>M~<Nel settore>automobilistico,questo tipo<di>..5Z~ .:&.<saldatura viene>tipicamente<utilizzato>per assemblare partimobili delle<autovetture>costituiti da pannelli compositi, ad esempio di

porte, cofani e bauli, che comprendono un pannello

di rivestimento esterno ed<una struttura di>rinforzo interna o ossatura.

Dopo aver formato le bugne su una lamiera e

prima di eseguire l'operazione di saldatura, ilpannellodi rivestimento<viene>collegato

all' ossatura mediante un'operazione di graffatura perimetrale, ripiegando un suo bordo lungo tutto il

bordo esterno dell' ossatura, in modo tale che lageometria<del>pannello composito<rimanga>stabilmente definita nel<corso dell'esecuzione>

della saldatura.

<In>particolare<l'invenzione>riguarda<un>procedimento di collegamento del tipo definito nel preambolo dell'annessa rivendicazione l.

Un procedimento di collegamento di lamiere del

tipo qui sopra menzionato è noto da EP-A-l 038 627

ed è schematicamente illustrato nelle figure l a 3

dei disegni annessi, che rappresentano parte dellelamiereutilizzate durante il relativo ~i~ procedimento. In particolare, la figura l è una ~~ vista laterale sezionata di due lamiere accoppiate !-5;HZ[

~<mediante>aggraffatura<durante il>procedimento<secondo la tecnica nota,>prima dell'esecuzione

della saldatura a proiezione, la figura 2 è una

vista in elevazione delle lamiere dalla parte della freccia II della figura l, e la figura 3 è una vista in elevazione superiore, dalla parte della freccia 111<della>figura l,<al termine>dell'esecuzione della saldatura.

Con<riferimento a>queste figure<ed al>procedimentonoto,<una>prima<lamiera, che>

costi tuisce normalmente l'ossatura di un pannello composito 10, è indicata con 12. Nella lamiera 12

sono formate una pluralità di bugne 14 di forma rettilinea e allungata (una sola delle quali èvisibile nelle figure l a 3),<aventi sezione>trasversalegeneralmentetriangolare,<ciascuna>

dellequali presenta<una cresta di sommità>rettilinea 16.

Una secondalamiera,indicata con 18,<è>associata alla lamiera<12 in vista del suo>fissaggio mediante saldatura. Nel caso più comune,

~~~ fra le lamiere 12 e 18 è interposto uno strato di

~~~ materialeadesivo, tipicamente<un materiale>~.!!1'

0<.>)<~>. plasticotermoindurente(non<illustrato nelle>..sz i 4 figure). Le lamiere 12 e 18 vengono collegatepreliminarmente per<mezzo di un'operazione>meccanica di graffatura nel corso della quale una porzione 20 della lamiera 18 viene ripiegata in

modo da circondare il bordo periferico della lamiera 12. La porzione di bordo della seconda lamiera è munita di una pluralità di alette 22 (una

sola delle quali è visibile nelle figure l a 3) di

formarettangolare<o>trapezoidale,<con bordi>arrotondati e raccordati, ciascuna delle quali è formata in una posizione adatta ad essere disposta

in prossimità di una relativa bugna 14, nella condizione accoppiata e graffata delle due lamiere

12 e 18. Normalmente, alla base di ciascuna aletta

22 devono essere formati una coppia di recessi 24

per evitare che la lamiera 18, nella zona ad essa adiacente, si deformi corrugandosi quando l'aletta

22 viene compressa per portarla a contatto della relativabugna14 della lamiera<12. La>realizzazione diquesti<recessi>24,<oltre a richiedere>un'operazionesupplementare,<è>solitamente complessa perché la loro forma può<rivelarsi critica>per garantire<un contatto>soddisfacente fra le alette 22 e le relative bugne ~~! 14. g<oii>a...:,;.!-20) .-: ~L'operazione<di saldatura viene>eseguita..sZ : t& successivamente mediante mezzi di saldatura checomprendonoun<elettrodo>di<saldatura>(nonillustrato in quanto di tipo per sé noto) che

poggia sulla faccia esterna di una relativa aletta

22 ed esercitare su di essa un'azione di pressione

per portarla in stretto contatto con la cresta di sommità 16 della bugna 14, secondo un movimento schematizzato con la freccia A della figura 1. Poi,

viene<alimentato un>impulso<di>corrente, solitamente di breve durata e con elevata intensità, fra l'elettrodo di saldatura ed un altro elettrodo, mentre perdura l'azione di pressione, in

modo tale da determinare la fusione della bugna 14

e la sua compenetrazione nella faccia dell' aletta

22 rivolta verso la lamiera 12. Al termine

dell' operazione di saldatura (figura 3), l'aletta

22 sarà sovrapposta parallelamente alla lamiera 12

e stabilmente fissata ad essa.

<Questo>procedimento<di>collegamento<noto>presenta tuttavia l'inconveniente di richiedere una

messa a punto complessa e laboriosa per evitare che<le due lamiere da saldare>possano<subire>deformazioni durante le fasi di graffatura e di ~~~

C<o>i<i'>.-.saldatura. Nel caso più generale, la fase di messa cE .. ~!:!.2<c>..s .<n->.iia punto comprende anche la formazione dei recessi .i alla base delle alette della seconda lamiera, la cui forma<ottimale>èspesso<difficile>da determinare, per cui è necessario ricorrere adoperatori<altamente>specializzati,<con un>conseguente aggravio dei costi del procedimento e quindi di produzione.

Allo scopo di superare gli inconvenienti del procedimento di collegamento della tecnica nota,

forma oggetto dell'invenzione un procedimento quale rivendicato.

Il procedimento dell'invenzione trae spunto dalla<considerazione>chegran partedelle difficoltà di messa a punto del procedimento di collegamento noto derivano dalla forma particolare<della>bugna<comunemente>utilizzata,<la cui estensione rettilinea non>permette sempre<un>contatto corretto con la relativa aletta dell'altra lamiera a causa di inevitabiligiochio di imperfezioni geometriche della forma delle due lamiere.

Grazie alla presente invenzione,<la forma>arcuata della bugna che la caratterizza consente di ottenere sempre una zona di contatto ottimale fra 5~~ la cresta di sommità della bugna e la superficie

<'>interna dell'aletta da saldare, e garantisce quindi ~<1..>~<'~'>~

<,:!.1M :.z>un'affidabilità ottimale del collegamento mediante ~ t saldatura di una coppia di lamiere, in particolare

senza richiedere alcuna messa a punto complessa del sistema.

Secondo una<caratteristica>preferita dell'invenzione,<l'aletta>presenta<una forma>arcuata corrispondente a quella della bugna.

Grazie a tale caratteristica, la superficie di contatto fra la bugna e la rispettiva aletta risulta aumentata e consente di ottenere una tenuta meccanica migliorata della saldatura che, a seguito

di prove eseguite dalla Richiedente,<presenta>caratteristiche "strutturali" che rientrano con

buon margine nei limiti di sicurezza nel casod'impatto. Inoltre,<secondo>l'invenzione, è possibile evitare vantaggiosamente di realizzare recessi alla base delle alette, poiché la forma particolare delle bugne e delle alette permette di ottenere un contatto ottimale delle due lamiere in

tutte le condizioni.

<L'invenzione verrà>meglio<chiarita nella descrizione>dettagliata<che>segue,<fatta con>i ~~~riferimento ai disegni annessi,<dati a titolo>

u~~ d'esempio non limitativo, nei quali: i'~'<~>c<~>la figura 1 è una vista laterale schematica ec)z. l - ;J. sezionata<di due lamiere>accoppiate<mediante>aggraffatura durante un procedimento secondo la tecnicanota, prima<dell'esecuzione>di una saldatura a proiezione,

la figura 2 è una vista in elevazione delle lamiere della figura 1 dalla parte della freccia

II,

lafigura3 è una vista<schematica>in elevazione superiore, dalla parte della freccia 111

della figura 1, al termine dell' esecuzione della saldatura a proiezione nel procedimento secondo la

tecnica nota,

lafigura<4 è una vista schematica>

prospettica di due lamiere destinate ad essere

<fissate mediante un>procedimento<secondo la>

presente invenzione, e

la figura 5 è una vista simile alla figura 4,

parzialmente sezionata, che illustra le due lamiere

prima dell' esecuzione della fase di saldatura del

procedimento dell'invenzione.

Con particolare riferimento alle figure 4 e

5, nelle quali sono stati utilizzati riferimenti

numerici analoghi a quelli delle figure l a 3 per

<indicare>parti<simili ad>esse,<un>pannello~~! UQl composito 10 comprende una coppia di lamiere 12 e o~<.>

]'~' .~ 0:>-: 18 da fissare reciprocamente mediante un processo .£Z l :i. di saldatura a resistenza a proiezione.

In prossimità del bordo del pannello 12 sono

formate una serie di bugne allungate 14a (una sola

delle quali è illustrata nelle figure 4 e 5),

ciascuna delle quali presenta una forma arcuata o

ricurva, con la sezione trasversale sostanzialmente

triangolare, ed una cresta di sommità curvilinea

16a.

Dal bordo del pannello 18 si estendono una

<serie di alette 22a>(una sola delle quali è

lO

visibile nelle figure 4 e 5) ciascuna delle quali presenta un profilo arcuato corrispondente a quello

delle bugne 14a. Le alette 22a sono formate nel pannello 18 in posizioni che corrispondono a quelle

delle bugne 14a nella condizione delle due lamiere

<12 e 18>collegate reciprocamente<mediante>graffatura. In particolare, le porzioni laterali

alla base delle alette 22a sono raccordate con il

resto della lamiera 18 senza la formazione di alcunrecesso,<il che>semplifica<sensibilmente la>formazione delle alette 22a.

<Preferibilmente,>sia le bugne 14a sia le

;~! alette 22a presentano una forma ad arco di cerchio

es~~ con le rispetti ve concavità rivolte verso i bordi

1h delle lamiere 12 e 18. In altre parole, i centri g'z 5.

- ..t dei tratti di circonferenza che definiscono la

forma delle bugne 14a e delle alette 22a sono disposti dalla parte delle bugne 14a e delle alette

22a rivolta verso i bordi esterni delle lamiere 12,

18, e quindi verso l'esterno del pannello composito

10.

Dopo aver accostato le lamiere 12 e 18(figura 4)ed averle collegate preliminarmente mediante un'operazione meccanica di graffatura, durante la quale una porzione 20 della lamiera 18

Il

viene deformata per piegatura (figura 5) in modo da circondare il bordo periferico del pannello 12, le

<due lamiere 12 e 18>vengono sottoposte<ad>un'operazione di saldatura vera e propria. Durante

la saldatura,<un elettrodo di saldatura>(nonillustrato) viene portato in appoggio sulla faccia esterna di una relativa aletta 22a in modo da

comprimerla sulla bugna 14a, fino a portarla nella posizione della figura 5. Da questo punto in poi la saldatura procede con l'alimentazione di un impulso

di corrente fra l'elettrodo di saldatura ed un secondo elettrodo (non illustrato) attraverso le i~~

UQl lamiere 12 e 18, mentre l'elettrodo di saldatura o~ .

80.-c-i. .~ continua ad esercitare un'azione di pressione m-o c-Zi - -.Ssull'aletta 22a,fino all'ottenimento della la

saldatura completa delle lamiere 12 e 18.

Il procedimento dell'invenzione è in grado di fornire risultati ottimali nell'esecuzionedi

saldature a proiezione sia del tipo diretto sia del

tipo indiretto. Nel primo caso, la corrente di saldatura viene trasmessa fra l'elettrododi

saldatura disposto al di sopra dell'aletta 22a (con riferimento alle figure) ed il secondo elettrodo disposto a contatto della lamiera 18 dalla parte opposta dell' aletta 22a rispetto alla lamiera 12,

mentre nel secondo caso la corrente di saldaturavienesmaltita dal secondo<elettrodo che>è costituito da un elettrodo di massa che appoggia sulla faccia della lamiera 12 rivoIta dalla parte dell'aletta 22a.

Naturalmente, le dimensioni geometriche ed il numero delle bugne arcuate 14a e delle relative alette 22a varieranno in funzione sia del materiale

e dello spessore delle lamiere 12 e 18, sia del

tipo di trattamenti superficiali impiegati.

;~~ ~~~ j'~.20<.>)<~>"";z i"':c - :S.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI 1. Procedimento di collegamento di almeno due lamiere(12,18) ,comprendente<le fasi di:> formarein una prima<lamiera>(12)<una serie di> bugne (16a) disezione trasversale<sostanzialmente>triangolare, sporgenti dal piano della relativa lamiera (12), formare in una seconda lamiera (18) una serie di alette (22a) che si estendono da un suo bordo perimetrale, sovrapporre la prima lamiera (12) alla seconda ~~~ i.~ ~~ " lamiera (18), o(C:,c1o....]'''' cz ~ collegare mediante graffatura le due lamiere - ~ (12, 18) ripiegando una porzione (20) della seconda lamiera (18) sul bordo della prima lamiera (12), comprimere le alette<(22a) della seconda> lamiera (18) contro le bugne (14a) della prima lamiera (12) mediante mezzi di compressione, e saldare le lamiere (12, 18) in prossimità delle relative bugne (14a) e delle relative alette (22a) mediante un procedimento di saldatura a proiezione utilizzando mezzi di saldatura atti ad erogare un impulso di corrente, catatterizzato dal fatto che dette bugne (14a) presentano una forma allungata ed arcuata, in modo tale che si estendono lungo un percorso curvo. <2 . Procedimento secondo la>rivendicazione l,caratterizzato dal fatto che dette alette (22a)presentano<un>profilo<arcuato di forma>corrispondente a quella delle relative bugne (14a). 3. Procedimento secondo la rivendicazione 1 oppure 2, caratterizzato dal fatto che dette alette (22a) sono raccordate alla relativa lamiera (18) senza la formazione di recessi in corrispondenza dei fianchi della loro porzione di base. 4. Procedimento secondo unaqualsiasi<delle> ~~\ rivendicazioni 1 a 3, caratterizzato dal fatto che le bugne (14a) e le alette (22a) sono conformate<~>P<~>.<~>~. -. secondo un arco di cerchio. ~ <z.~.,.' t)-. - .Si5. Procedimento<secondo>la<rivendicazione>4,caratterizzato dal fatto che<i centri delle>circonferenze che definiscono la forma arcuata delle bugne(14a)<e delle alette>(22a)<sono>disposti<dalla>parte<delle>bugne(14a)<e delle>alette(22a)rivolta verso i bordi esterni delle relative lamiere(12,18)<.> 6.Procedimento secondo la rivendicazione5,caratterizzato dal fatto che la fase di saldatura comprende l'esecuzione di un processo di saldature a proiezione indiretta, e dal fatto che i mezzi di saldatura comprendono un elettrodo di saldatura <atto a>poggiare<su detta>aletta(22a)dallaparte opposta rispetto<alla relativa>bugna (14a)<della> prima<lamiera>(12),<ed almeno un elettrodo di massa> atto a poggiare sulla prima lamiera (12) per chiudere un circuito elettrico attraverso detteprima<e seconda lamiera>(12, 18)durante l'esecuzione della saldatura. 7. Procedimento secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che la fase di saldatura i~! comprende l'esecuzione di un processo di saldature u~~ a proiezione diretta, e dal fatto che i mezzi di <~O]'>saldatura comprendono una coppia di elettrodi dic.<)>z<.>l- - .~ saldatura atti a poggiare rispettivamente su detta aletta (22a) dalla parte opposta rispetto alla relativa bugna (14a) della prima lamiera (12), e sulla seconda lamiera (18) dalla sua parte opposta alla prima lamiera (12) rispetto a detta aletta(22a), perchiudere un circuito elettrico attraverso dette prima e seconda lamiera (12, 18) durante l'esecuzione della saldatura. 8.<Procedimento secondo una>qualsiasi<delle>rivendicazioni 1 a 7, caratterizzato dal fatto che fra porzioni di bordo della prima lamiera (12) e della seconda lamiera (18) è interposto un adesivo