ITTO20110269A1 - Procedimento per la fabbricazione di un cerchio ruota per ruota a raggi per veicolo, in particolare per motocicletta - Google Patents

Description

"Procedimento per la fabbricazione di un cerchio ruota per ruota a raggi per veicolo, in particolare per motocicletta"

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce a un procedimento per la fabbricazione di un cerchio ruota per una ruota a raggi per veicolo, in particolare una ruota a raggi per motocicletta.

Con l'espressione di "ruota a raggi" à ̈ da intendersi, ai fini della presente invenzione, una ruota comprendente, come componenti distinti gli uni dagli altri, un mozzo, un cerchio e una pluralità di raggi che collegano il mozzo al cerchio, in cui il cerchio forma una superficie cilindrica esterna concava, avente una configurazione a canale con un fondo e una coppia di fianchi variamente profilati che si estendono dagli opposti lati del fondo del cerchio, e in cui i raggi sono collegati alle loro estremità radialmente interne a una coppia di flange del mozzo e alle loro estremità radialmente esterne al cerchio mediante organi di collegamento filettati, detti nippli.

I cerchi ruota per ruote a raggi per veicoli, in particolare per motociclette, sono tipicamente realizzati in lega di alluminio e sono prodotti a partire da una barra estrusa avente una sezione opportunamente profilata, che viene dapprima tagliata a misura in funzione del diametro del cerchio desiderato e poi saldata in modo da unire stabilmente le estremità libere dello spezzone di barra curva così ottenuto. Il cerchio grezzo ottenuto con le operazioni sopra menzionate deve essere infine sottoposto a vari trattamenti superficiali cosmetici (quali ad esempio cromatura, anodizzazione, ecc.), necessari sia all'ottenimento di migliori prestazioni in termini di resistenza all'invecchiamento a alla corrosione, sia al miglioramento dell'aspetto estetico. Dal momento che l'esecuzione di tali trattamenti superficiali cosmetici mette in risalto qualsiasi difetto superficiale del cerchio, per quanto tale difetto possa essere piccolo e difficilmente osservabile a occhio nudo, à ̈ necessario che prima di essere sottoposto a trattamento superficiale cosmetico il cerchio presenti un elevatissimo livello di finitura superficiale. A tale scopo, prima della cromatura il cerchio deve essere lucidato a specchio. La lucidatura a specchio del cerchio (o almeno alcuni passi della lucidatura) viene tipicamente eseguita a mano da operatori specializzati ed à ̈ quindi una fase del ciclo di fabbricazione che richiede tempi lunghi e costi elevati. Inoltre, la lucidatura a specchio à ̈ un processo difficilmente controllabile e porta dunque ad avere un'elevata percentuale di pezzi di scarto, dal momento che anche una minima imperfezione superficiale del cerchio viene risaltata dalla successiva fase di trattamento superficiale cosmetico, rendendo così il prodotto finale inaccettabile per il cliente.

Scopo della presente invenzione à ̈ dunque proporre un procedimento per la fabbricazione di un cerchio ruota per una ruota a raggi per veicolo, in particolare una ruota a raggi per motocicletta, che non sia affetto dagli inconvenienti della tecnica nota sopra discussa, e che quindi, in particolare, riduca al minimo l'intervento manuale dell'operatore, sia più veloce e semplice e porti a un minore numero di scarti rispetto alla tecnica nota e che infine consenta una diminuzione del costo (inteso come costo di fabbricazione) del prodotto finale.

Questo e altri scopi sono pienamente raggiunti secondo l'invenzione grazie a un procedimento per la fabbricazione di un cerchio ruota per una ruota a raggi per veicolo, in particolare una ruota a raggi per motocicletta, comprendente i passi specificati nella rivendicazione indipendente 1.

Ulteriori caratteristiche vantaggiose dell'invenzione sono specificate nelle rivendicazioni dipendenti, il cui contenuto à ̈ da intendersi come parte integrale e integrante della descrizione che segue.

In sintesi, l'invenzione si fonda sull'idea di eliminare la fase di lucidatura a specchio dall'attuale procedimento di fabbricazione del cerchio ruota e di eseguire una lavorazione meccanica (cioà ̈ una lavorazione ad asportazione di truciolo) sulla superficie del cerchio, o almeno sulla superficie "a vista" del cerchio stesso, tale da assicurare il rispetto della geometria richiesta, ovviamente entro i limiti delle tolleranze dimensionali e geometriche previste, e da offrire inoltre un livello di finitura superficiale paragonabile a quello ottenibile con una lucidatura a specchio. Naturalmente, per consentire l'esecuzione della lavorazione ad asportazione di truciolo occorrerà partire da un semilavorato di forma anulare avente una sezione "grezza" che rispetto alla sezione desiderata del prodotto finito presenti un certo sovrametallo.

La lavorazione meccanica della superficie del cerchio "grezzo" consiste preferibilmente in una lavorazione di tornitura. Tale lavorazione di tornitura à ̈ vantaggiosamente eseguita sulla superficie interna del cerchio con un livello di finitura superficiale più elevato rispetto a quello con cui viene eseguita sulla superficie esterna.

Preferibilmente, sulla superficie interna del cerchio viene eseguita, dopo la tornitura, anche un'operazione di diamantatura finalizzata a ottenere un livello di finitura superficiale di tale superficie ancora più elevato. Dal momento che la superficie di un cerchio sottoposto a tornitura e diamantatura presenta un aspetto diverso rispetto a quella di un cerchio di attuale produzione, in cui la fase di lucidatura a specchio termina con un'operazione di brillantatura, qualora si voglia ottenere un cerchio presentante un aspetto superficiale uguale a quello dei cerchi di attuale produzione, basterà eseguire dopo la tornitura un'operazione di brillantatura al posto della diamantatura.

Chiaramente, il fatto di eliminare la lucidatura del cerchio "grezzo", sostituendola con una lavorazione meccanica (in particolare una lavorazione di tornitura), che à ̈ una lavorazione precisa e automatizzabile, consente evidenti vantaggi in termini di maggiore precisione geometrica e dimensionale e migliore qualità superficiale, con conseguente riduzione della percentuale di scarti, come pure in termini di riduzione del costo di produzione del pezzo. A proposito di quest'ultimo vantaggio, l'eliminazione della lucidatura, e dei costi ad essa connessi, compensa ampiamente il maggiore costo della materia prima legato al sovrametallo che deve essere previsto per consentire la lavorazione meccanica.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione risulteranno dalla descrizione dettagliata che segue, data a puro titolo di esempio non limitativo con riferimento ai disegni allegati, in cui:

la figura 1 Ã ̈ una vista prospettica di un esempio di cerchio ruota per ruota a raggi per veicolo, in particolare per motocicletta, ottenibile con il procedimento di fabbricazione secondo la presente invenzione;

la figura 2 à ̈ una vista prospettica che mostra il cerchio della figura 1 in una fase intermedia del processo di fabbricazione, prima dell'unione mediante saldatura delle estremità libere dello spezzone di barra curva; e

la figura 3 mostra, sovrapposti l'uno sull'altro, il profilo della sezione trasversale finale del cerchio della figura 1 e il profilo della sezione trasversale del semilavorato di materiale metallico da cui à ̈ ottenuto il cerchio della figura 1 con il procedimento di fabbricazione secondo la presente invenzione.

Con riferimento alle figure, un cerchio ruota per ruota a raggi per veicolo, in particolare per motocicletta, ottenibile con il procedimento di fabbricazione secondo la presente invenzione à ̈ complessivamente indicato con 10. Il cerchio 10 forma una superficie cilindrica esterna concava 12, avente una configurazione a canale con un fondo 14 e con una coppia di fianchi 16 che si estendono, perpendicolarmente o inclinati di un certo angolo rispetto alla perpendicolare (come nell'esempio illustrato) dalle opposte estremità del fondo 14. Nell'esempio illustrato, il fondo 14 presenta una conformazione a doppio gradino, con una porzione di fondo centrale 18 sostanzialmente piana e con una coppia di porzioni di fondo laterali 20, anch'esse sostanzialmente piane, che sono poste a una distanza radiale dal centro del cerchio maggiore rispetto alla porzione di fondo centrale 18, formando così ciascuna un rispettivo gradino 22 con la porzione di fondo centrale 18. I fianchi 16 si estendono quindi in questo caso dalle opposte estremità delle porzioni di fondo laterali 20. La superficie cilindrica esterna 12 del cerchio rimane nascosta alla vista durante l'uso, essendo destinata ad alloggiare lo pneumatico ed eventualmente la relativa camera d'aria, mentre l'opposta superficie cilindrica interna del cerchio, indicata con 24 nelle figure e di qui in avanti semplicemente denominata per brevità come "superficie interna", à ̈ la superficie a vista del cerchio. Il profilo della sezione trasversale finale del cerchio 10 à ̈ rappresentato in linea continua nella figura 3. La conformazione ivi mostrata à ̈ proposta a puro titolo esemplificativo, essendo la presente invenzione chiaramente applicabile a cerchi ruota con una sezione trasversale avente una qualsiasi altra conformazione.

Il cerchio 10 à ̈ realizzato in materiale metallico, preferibilmente di lega di alluminio o in altra lega metallica leggera, ed à ̈ ottenuto secondo l'invenzione a partire da un semilavorato di forma anulare avente lo stesso diametro del cerchio da ottenere e presentante una sezione trasversale (mostrata in linea a tratto nella figura 3) di dimensioni maggiorate rispetto a quelle della sezione trasversale finale del cerchio, in maniera tale per cui il profilo della sezione trasversale finale del cerchio à ̈ interamente contenuto all'interno del profilo della sezione trasversale del semilavorato. In questo modo, il semilavorato presenta un sovrametallo (rappresentato in tratteggio nella figura 3) destinato a essere successivamente asportato mediante lavorazione meccanica, come verrà spiegato in dettaglio più avanti. Il sovrametallo à ̈ ad esempio dell'ordine del millimetro e può indifferentemente essere uniforme su tutta la superficie del semilavorato o variabile da zona a zona della superficie del semilavorato. Il sovrametallo può essere ad esempio previsto sulla sola superficie interna del cerchio, cioà ̈ sulla sola superficie destinata a essere sottoposta all'operazione finale di trattamento superficiale cosmetico (cromatura, anodizzazione, ecc.), o essere comunque maggiore sulla superficie interna del cerchio rispetto alla superficie esterna. Naturalmente, minore à ̈ il sovrametallo previsto, minore sarà il costo per il materiale di partenza.

Il semilavorato di forma anulare da cui à ̈ ottenuto il cerchio finale con il procedimento di fabbricazione secondo la presente invenzione à ̈ preferibilmente realizzato a partire da una barra estrusa avente sezione simile, non necessariamente identica, a quella desiderata del semilavorato (cioà ̈ la sezione finale del cerchio più il sovrametallo). La barra viene dapprima tagliata a misura in funzione del diametro del cerchio e poi saldata in modo da unire stabilmente le estremità libere dello spezzone di barra curva così ottenuto. Ovviamente, possono essere previste altre modalità di ottenimento del semilavorato. Ciò che rileva ai fini della presente invenzione à ̈ che la superficie del semilavorato racchiuda interamente quella del cerchio, cioà ̈ che il semilavorato presenti un certo sovrametallo rispetto al prodotto finito, di modo che il cerchio sia ottenibile dal semilavorato mediante lavorazione meccanica ad asportazione di truciolo.

Il semilavorato di forma anulare così ottenuto viene quindi sottoposto a lavorazione meccanica ad asportazione di truciolo, in particolare a lavorazione di tornitura, in modo da asportarne il sovrametallo e da ottenere le dimensioni e la forma del cerchio previste a disegno. La lavorazione meccanica à ̈ effettuata preferibilmente sia sulla superficie interna sia sulla superficie esterna del semilavorato, in modo da garantire un'elevata precisione dimensionale e geometrica sull'intera superficie del cerchio. La lavorazione meccanica potrebbe comunque essere eseguita anche solo sulla superficie interna del semilavorato, cioà ̈ la superficie che nell'uso rimarrà a vista. Preferibilmente, la lavorazione meccanica à ̈ eseguita in almeno due passi: in un primo passo essa viene eseguita sull'intera superficie del semilavorato con un livello di finitura superficiale standard (ad esempio con una rugosità Ra pari a circa 1 µm), mentre in un passo finale essa viene eseguita sulla sola superficie interna con un livello di finitura superficiale più elevato (ad esempio una rugosità Ra pari a circa 0,5 µm). Opzionalmente, può essere previsto un ulteriore passo di diamantatura della superficie interna al fine di ottenere una finitura superficiale ancora migliore (ad esempio una rugosità Ra pari a circa 0,3 µm). Dal momento che la superficie di un cerchio sottoposto a tornitura e diamantatura presenta un aspetto diverso rispetto a quella di un cerchio di attuale produzione, in cui la fase di lucidatura a specchio termina con un'operazione di brillantatura, qualora si voglia ottenere un cerchio presentante un aspetto superficiale uguale a quello dei cerchi di attuale produzione, basterà eseguire dopo la tornitura un'operazione di brillantatura al posto della diamantatura.

Il cerchio ottenuto con le operazioni sopra menzionate sarà essere infine sottoposto, in modo per sé noto, a trattamento superficiale cosmetico.

I vantaggi conseguibili con il procedimento di fabbricazione secondo l'invenzione sono molti e rilevanti.

Innanzitutto, la lavorazione meccanica del cerchio consente di rispettare tolleranze dimensionali e geometriche molto strette. In particolare, essa consente di ottenere un cerchio perfettamente rotondo e di spessore uniforme in senso circonferenziale. Inoltre, essa consente di eliminare eventuali imperfezioni di allineamento fra i due lembi saldati e dunque di ottenere una superficie più regolare. A proposito di quest'ultimo aspetto, occorre tenere conto del fatto che l'operazione di curvatura o avvolgimento della barra estrusa con cui viene ottenuto il semilavorato di forma anulare produce una riduzione di spessore, che à ̈ tanto più significativa quanto minore à ̈ il diametro del cerchio, e dunque obbliga a sovradimensionare il cerchio in modo da garantire che esso sia in grado di fornire le prestazioni richieste con lo spessore minimo. Con il procedimento secondo l'invenzione, invece, à ̈ possibile garantire un dimensionamento conforme alle dimensioni di progetto e dunque realizzare un cerchio avente esattamente lo spessore necessario per fornire le prestazioni richieste, con conseguente riduzione del peso finale del prodotto.

La maggiore precisione geometrica, in particolare in termini di rotondità, del cerchio ottenibile con il procedimento secondo l'invenzione permette di migliorare l'operazione di stampaggio delle bugne e di foratura delle stesse per la realizzazione delle sedi dei nippli, in quanto si avrà un perfetto contatto fra la superficie degli stampi e la superficie (in questo caso la superficie esterna) del cerchio. E' così possibile ridurre drasticamente alcune antiestetiche ombreggiature che con l'attuale procedimento di fabbricazione si creano inevitabilmente sul cerchio nelle zone circostanti le bugne. Ne consegue una notevole riduzione delle rilavorazioni, tipicamente di lucidatura, oggi necessarie per recuperare i pezzi "difettosi", e quindi una riduzione dei costi di trasporto (nel caso la lucidatura sia eseguita da fornitori esterni), una riduzione del numero di scarti, e in generale una riduzione dei costi di fabbricazione. I-noltre, la maggiore precisione con cui possono essere realizzate le bugne consente di migliorare l'operazione finale di assemblaggio della ruota, con il fissaggio dei raggi al cerchio mediante nippli, dal momento che essa può essere ora eseguita molto più velocemente e con una notevole riduzione degli aggiustamenti finali manuali. Inoltre, nel caso in cui sia prevista un'operazione finale di brillantatura, tale operazione sarebbe facilmente automatizzabile e l'investimento richiesto per automatizzare tale operazione sarebbe abbastanza contenuto, avendo il cerchio una geometria conforme e omogenea.

Un ulteriore vantaggio à ̈ rappresentato dal fatto che il sovrametallo previsto sul semilavorato, e quindi anche sulla barra estrusa da cui il semilavorato à ̈ ottenuto, permette di ridurre gli effetti negativi dovuti alla deformazione della barra durante l'avvolgimento. La fase di realizzazione del semilavorato di forma anulare (cerchio "grezzo") risulta quindi più efficiente.

Inoltre, l'invenzione consente di eliminare quasi completamente lavorazioni di lucidatura ormai tecnologicamente quasi obsolete, ma ad oggi indispensabili per la realizzazione di prodotti da sottoporre a trattamento superficiale cosmetico (cromatura, anodizzazione, ecc.). Tali lavorazioni sono oltretutto sempre più difficili da eseguire soprattutto in settori in cui la produzione non à ̈ a grandi lotti e non vi à ̈ quindi la possibilità di automatizzare tali lavorazioni, in quanto l'alto costo di investimento necessario non sarebbe ammortizzabile. Inoltre, mentre il metodo secondo l'invenzione consente di riutilizzare gli sfridi di lavorazione (trucioli) provenienti dalla lavorazione meccanica di tornitura, le polveri derivanti dalla lavorazione di pulitura e lucidatura, sebbene raccolte, sono di difficile riciclaggio. In ogni caso, l'aspirazione completa delle polveri prodotte nelle lavorazioni di pulitura e lucidatura à ̈ molto difficile, se non impossibile, il che comporta rischi per la salute degli operatori addetti a tali lavorazioni.

Infine, il fatto di prevedere un sovrametallo da eliminare attraverso la lavorazione meccanica permette di ridurre drasticamente il numero di pezzi di scarto, in quanto tutti i difetti geometrici, o almeno buona parte degli stessi, risultati delle operazioni precedenti (estrusione, avvolgimento, saldatura ecc.) verrebbero eliminati con la lavorazione meccanica.

Naturalmente, fermo restando il principio dell'invenzione, le modalità di attuazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto à ̈ stato descritto ed illustrato a puro titolo di esempio non limitativo, senza con ciò fuoriuscire dall'ambito dell'invenzione come definito nelle annesse rivendicazioni.

Claims (9)

1. RIVENDICAZIONI 1. Procedimento per la fabbricazione di un cerchio ruota (10) per una ruota a raggi per veicolo, in particolare una ruota a raggi per motocicletta, comprendente i passi di: a) predisporre un semilavorato metallico di forma anulare avente una sezione trasversale iniziale dimensionata in modo tale da racchiudere la sezione trasversale del prodotto finito, il semilavorato presentando così un dato sovrametallo; e b) sottoporre il semilavorato a lavorazione meccanica, almeno sulla sua superficie cilindrica interna, in modo da asportare il sovrametallo e ottenere un cerchio avente la sezione trasversale desiderata.
2. 2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, in cui il passo a) Ã ̈ eseguito in modo da ottenere un sovrametallo variabile da zona a zona del cerchio.
3. 3. Procedimento secondo la rivendicazione 1 o la rivendicazione 2, in cui la lavorazione meccanica eseguita al passo b) comprende una lavorazione di tornitura.
4. 4. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la lavorazione meccanica eseguita al passo b) viene eseguita sia sul la superficie cilindrica interna del semilavorato sia sulla superficie cilindrica esterna.
5. 5. Procedimento secondo la rivendicazione 4, in cui la lavorazione meccanica eseguita al passo b) viene eseguita sulla superficie cilindrica interna del semilavorato con un livello di finitura superficiale più elevato rispetto a quello con cui viene eseguita sulla superficie cilindrica esterna.
6. 6. Procedimento secondo la rivendicazione 5, in cui la lavorazione meccanica eseguita al passo b) viene eseguita dapprima sull'intera superficie del semilavorato con un dato livello di finitura superficiale e quindi sulla sola superficie cilindrica interna con un livello di finitura superficiale più elevato.
7. 7. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente inoltre, dopo il passo b), il passo di: c) eseguire un'operazione di diamantatura sulla superficie cilindrica interna del cerchio.
8. 8. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni dalla 1 alla 6, comprendente inoltre, dopo il passo b), il passo di: c') eseguire un'operazione di brillantatura sulla superficie cilindrica interna del cerchio.
9. 9. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il passo a) comprende le operazioni di: a1) estrudere una barra metallica avente la suddetta sezione trasversale iniziale; a2) avvolgere detta barra metallica sul diametro finale del cerchio; a3) tagliare la barra metallica in modo da ottenere uno spezzone di barra curvo avente circonferenza pari a quella del cerchio; e a4) saldare l'una all'altra le opposte estremità dello spezzone di barra curvo così ottenuto.