ITTO940819A1

ITTO940819A1 - "piastra di ancoraggio"

Info

Publication number: ITTO940819A1
Application number: IT94TO000819A
Authority: IT
Inventors: Pierino Garnero; John Fischer
Original assignee: California Ind Prod Inc
Priority date: 1994-10-17
Filing date: 1994-10-17
Publication date: 1996-04-17
Also published as: ITTO940819A0; EP0708014B1; IT1268124B1; US5676510A; DE69513932T2; EP0708014A1; ES2139849T3; DE69513932D1

Abstract

Una piastra (1A) relativamente sottile, per l'ancoraggio di componenti su una struttura (5), in particolare una scocca di autoveicolo, incorpora boccole filettate (2), ricavate mediante stampaggio in un sol pezzo con la piastra, ed è conformata in modo tale per cui essa è in grado di contribuire alla resistenza della struttura (5) alla quale viene fissata anche nelle zone più lontane dalla boccola di ancoraggio (2).(Figura 5).

Description

DESCRITTONE dell 'invenzione industriale dal titolo: "Piastra di ancoraggio"

TESTO DELLA DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda una piastra per l'ancoraggio di componenti su una struttura di lamiera metallica, del tipo incorporante boccole filettate ricavate di stampaggio in un sol pezzo con la piastra, per l'impegno di viti di fissaggio di tali componenti, detta piastra essendo costituita da un metallo avente una durezza nel campo tra 40 e 50 Rockwell "C", dette boccole avendo una porzione d'estremità allargata adiacente alla piastra ed una filettatura interna, che viene ricavata per rullatura, prima di un'operazione di indurimento cui viene sottoposta la piastra stessa, dette boccole avendo il loro bordo d'estremità più lontano dalla piastra deformato radialmente all'interno mediante rullatura, in modo tale per cui le prime spire della filettatura interna sono ·ovalizzate cosi da garantire un effetto autobloccante.

Una piastra di ancoraggio del tipo sopra indicato è descritta ed illustrata nel brevetto europeo n. 333.953 della richiedente.

In molte applicazioni, particolarmente nell'industria automobilistica, è necessario avvitare dei componenti su una struttura di lamiera metallica, tipicamente una parte della scocca di un'autovettura, che non presenta uno spessore sufficiente per permettere di ricavare una filettatura sufficientemente lunga per l’impegno delle viti di fissaggio allo scopo di garantire la sicurezza del collegamento.

In passato, tale problema è stato risolto mediante l'uso di una piastra di ancoraggio assicurata alla struttura del veicolo. Tali piastre erano realizzate con uno spessore sufficiente per realizzare filettature di lunghezza adatta per il collegamento sicuro del componente ed erano costituite da un materiale a durezza relativamente bassa, al fine di permettere l'uso di bulloni autofi ettanti. Proprio a causa del peso relativamente elevato di tali piastre e del costo pure elevato dei bulloni autofiIettanti, esse non hanno risolto in modo soddisfacente il problema sopra menzionato.

Un'altra soluzione nota che non è risultata completamente soddisfacente consisteva nell'uso di una serie di madreviti filettate convenzionali ( di forma esagonale o circolare) fissate mediante saldature a punti su una piastra metallica. La difficoltà incontrata con questo tipo di piastra di ancoraggio consiste nella rottura dei punti di saldatura con conseguente possibilità di rotazione di ciascuna madrevite al momento del serraggio del bullone.

In vista di superare gli inconvenienti della tecnica convenzionale sopra descritta, la richiedente ha proposto nel brevetto europeo n.

333.953 che è stato sopra menzionato una piastra di ancoraggio del tipo indicato all'inizio della presente descrizione. Secondo tale soluzione, la piastra viene ricavata a partire da una piastra grezza di spessore relativamente sottile costituita da un acciaio di media durezza che viene successivamente sottoposta ad uno stampaggio progressivo per ricavare le boccole di ancoraggio in un sol pezzo con la piastra. In tal modo, è possibile ricavare boccole di lunghezza sufficiente per permettere la formatura di una filettatura adeguata, senza avere una piastra di forte spessore. La filettatura viene ricavata entro ciascuna boccola mediante rullatura, dopo di che la piastra viene sottoposta ad un’operazione di indurimento, cosi da ottenere un pezzo finito che è più leggero e più resistente delle piastre di ancoraggio convenzionali. Inoltre, l'estremità libera di ciascuna boccola è rullata verso l'interno in modo da ovalizzare le prime spire della filettatura e ottenere pertanto un effetto di autobloccaggio.

Le figure 1, 2 dei disegni annessi sono viste prospettiche che illustrano i due lati opposti di una piastra di ancoraggio realizzata secondo una forma di attuazione dell'invenzione formante oggetto del brevetto europeo n. 333.953. In tali figure, il numero di riferimento 1 indica una piastra relativamente sottile costituita da un materiale avente una durezza relativamente elevata. In particolare, la piastra 1 è costituita da acciaio al carbonio 1050 avente una durezza Rockwell "C" nel campo fra 40 e 50. L’acciaio della piastra 1 è suscettibile di trattamento termico di indurimento. In vista della resistenza del materiale, è possibile adottare uno spessore molto più sottile ed ottenere quindi un peso molto più leggero rispetto alle piastre di ancoraggio tradizionali. Per esempio, una piastra del tipo illustrato nelle figure 1, 2 può essere realizzata a partire da un semilavorato avente uno spessore di 1,6 min.

Il semilavorato viene sottoposto ad un operazione di stampaggio progressivo, mediante la quale vengono ricavate più boccole 2 estendentisi perpendicolarmente alla superficie principale della piastra. L’uso di una macchina per stampaggio progressivo consente la produzione di boccole più lunghe rispetto a quanto è possibile effettuare con tecniche di estrusione convenzionali. In una realizzazione pratica ottenuta a partire da una piastra di 1,6 mm di spessore, sono state realizzate boccole della lunghezza di 6,3 mm. Ciascuna boccola 2 presenta una porzione d'estremità allargata 3 adiacente alla piastra 1 ed integrale con essa. All'intèrno di ciascuna boccola 2 viene ricavata mediante rullatura una filettatura per l'impegno delle viti di ancoraggio. La formatura per rullatura è vantaggiosa in quanto può essere eseguita su una boccola di spessore inferiore rispetto a quanto è possibile con un filettatore tradizionale o una vite autofiIettante. Inoltre, la rullatura non produce sfridi che devono poi essere rimossi.

Dopo la formatura della filettatura, l'estremità libera 4 di ciascuna boccola 2 viene rullata radialmente verso l'interno di una piccola quantità in modo da provocare una leggera ovalizzazione delle prime spire della filettatura. Questo permette di ottenere un impegno continuo di tali spire sulla vite in modo tale da dare luogo ad un effetto di autobloccaggio contro lo svitamento.

La fase finale consiste in un trattamento di indurimento della piastra fiIettata, che dà luogo ad una piastra di ancoraggio più leggera, più resistente, più affidabile rispetto alle piastre di ancoraggio tradizionali e non soggetta al rischio di deterioramento della filettatura durante l'avvitamento del bullone.

Partendo dalla tecnica sopra descritta, la presente invenzione si prefigge lo scopo di perfezionare le piastre di ancoraggio formanti oggetto del brevetto europeo sopra identificato in modo tale da poter utilizzare tale piastre non solo per l'ancoraggio di componenti, ma anche per sfruttarle come elementi di irrigidimento della struttura a cui esse sono fissate, anche nelle zone più lontane dalle viti di ancoraggio.

In vista di raggiungere tale scopo, l'invenzione ha per oggetto una piastra per 1'ancoraggio di componenti su una struttura di lamiera metallica, incorporante boccole filettate ricavate di stampaggio in un sol pezzo con la piastra, per l'impegno di viti di fissaggio di tali componenti, detta piastra essendo costituita da un metallo avente una durezza nel campo fra 40 e 50 Rockwell "C", dette boccole avendo una porzione d'estremità allargata adiacente alla piastra ed una filettatura interna, che viene ricavata per rullatura, prima di un trattamento di indurimento cui viene sottoposta la piastra stessa, dette boccole avendo il loro bordo d'estremità più lontano dalla piastra deformato radialmente all'interno mediante rullatura, in modo tale per cui le prime spire della filettatura interna sono ovalizzate, così da garantire un effetto autobloccante,

caratterizzata dal fatto che detta piastra presenta una forma complessa, con porzioni fra loro non complanari, predisposte per essere giustapposte e fissate a corrispondenti porzioni di una struttura di lamiera metallica, in modo tale da contribuire alla resistenza di detta struttura di lamiera anche nelle zone più lontane dalle viti di ancoraggio, dette porzioni non complanari di detta piastra essendo provviste di rivetti, saldabili su corrispondenti porzioni della struttura di lamiera, che sono arretrati rispetto alla superficie di contatto fra la rispettiva porzione di detta piastra di ancoraggio e la corrispondente porzione della struttura di lamiera, per consentire il posizionamento della piastra sulla struttura di lamiera prima della saldatura.

In una forma preferita di attuazione, i suddetti rivetti sonò portati da detta piastra con possibilità di movimento relativo.

In un primo esempio della suddetta forma di attuazione, i rivetti sono portati ciascuno da una porzione elastica della piastra tendente a mantenere il rivetto nella suddetta condizione arretrata. Secondo una prima soluzione, i rivetti sono portati ciascuno da una linguetta elastica ricavata per tranciatura in un sol pezzo con la piastra. In una seconda soluzione, i rivetti sono portati ciascuno da una raggiera di linguette elastiche ricavate per tranciatura in un sol pezzo con la piastra. In una terza soluzione, i rivetti sono portati ciascuno da una porzione leggermente rialzata, a guisa di ponte, della piastra.

In un ulteriore esempio della suddetta forma di attuazione, i rivetti sono portati ciascuno con possibilità di scorrimento entro un foro della piastra.

Secondo un'ulteriore forma di attuazione, le porzioni non complanari della piastra di ancoraggio la figura 5 è una vista in sezione di una prima forma di attuazione di una piastra secondo l'invenzione, nella condizione di montaggio,

le figure 6, 7 sono una vista frontale di una vista in sezione di un particolare della piastra della figura 5,

le figure 8, 9; 10,11 e 12, 13 si riferiscono a tre varianti del particolare illustrato nelle figure 6, 7,

la figura 14 illustra in sezione una seconda forma di attuazione della piastra secondo 1<1 >invenzione,

la figura 15 è una vista in sezione secondo la linea XV-XV della figura 14, e

la figura 16 è una vista in sezione in scala ampliata di un particolare di un'ulteriore variante della piastra secondo l'invenzione.

Le figure 1, 3 relative alla tecnica anteriore sono già state commentate all'inizio della presente descrizione.

La figura 4 illustra una serie di possibili applicazioni di piastre di rinforzo e di ancoraggio realizzate secondo la presente invenzione. Con riferimento a tale figura, i numeri 1A indicano piastre di rinforzo realizzate secondo la presente invenzione, fissate alle porte anteriori e sono provviste di una o più linguette elastiche ricavate per tranciatura in un sol pezzo con la piastra ed atte ad impegnare a scatto corrispondenti aperture della struttura di lamiera per collegare rigidamente la piastra a detta struttura.

Grazie alle suddette caratteristiche la piastra di ancoraggio secondo l'invenzione, oltre ad assolvere la funzione caratteristica della piastra illustrata nel brevetto europeo sopra citato, viene anche utilizzata come elemento di irrigidimento della struttura, che aumenta la resistenza di quest'ultima anche nelle zone più lontane dalle boccole di impegno delle vite di ancoraggio.

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

le figure 1, 2 sono due viste prospettiche che illustrano i lati opposti di una piastra secondo la tecnica nota,

la figura 3 è una sezione secondo la linea III-III della figura 1,

la figura 4 è una vista prospettica schematica di un autoveicolo che mostra una serie di possibili applicazioni della presente invenzione,

della serratura del cofano posteriore e della serratura stessa.

Come risulta evidente dalla figura 4, l'invenzione, trova pertanto applicazione in una molteplicità di particolari della struttura dell'autoveicolo, ove è necessario permettere da un lato l'ancoraggio sicuro ed affidabile di componenti sulla scocca e dall’altro lato irrobustire la struttura stessa senza che, nello stesso tempo, il suo peso risulti aumentato in modo apprezzabile. L'invenzione può trovare tuttavia applicazione anche su tutti gli elementi scatolati di attacco dei gruppi meccanici alla scocca.

La figura 5 illustra un primo esempio di attuazione dell'invenzione con riferimento ad una delle piastre di rinforzo indicate con 1A nella figura 4 e destinate a consentire l'ancoraggio di un elemento di cerniera di una porta dell'autoveicolo. Nella figura 5, il numero di riferimento 5 indica la sezione di un montante facente parte della struttura di lamiera stampata della porta ed avente una conformazione sostanzialmente a C, con una parete centrale 5A e due ali laterali 5B, 5C.

Sul lato interno della porta, la struttura del montante 5 è irrobustita con una piastra 1A secondo la presente invenzione, avente una conformazione sostanzialmente a C, con una parete centrale 6 giustapposta alla parete centrale 5A del montante della porta, e due ali laterali 7, 8 aventi porzioni di estremità 7a, 8a che sono giustapposte a corrispondenti porzioni delle ali 5B, 5C del montante della porta.

La piastra 1A è provvista di boccole internamente filettate 2 realizzate secondo la tecnica sopra descritta con riferimento alle figure 1-3, che ha formato oggetto del brevetto europeo n.

333.953 della richiedente. Tali boccole vengono utilizzate per l'impegno di viti per il fissaggio degli elementi di cerniera della porta sulla struttura della porta. Come già indicato, si ottiene in tal modo un ancoraggio sicuro delle cerniere della porta, grazie all'estensione assiale delle filettature delle boccole 2, senza appesantire la struttura, in quanto lo spessore della piastra di ancoraggio 1A è comunque ridotto.

Nel caso -della prima forma di attuazione illustrata nella figura 5, il fissaggio della piastra di ancoraggio 1A al montante 5 è ottenuto saldando una pluralità di rivetti 9 che sono portati dalla piastra di ancoraggio 1A e sono costituiti di un acciaio saldabile alla lamiera costituente il montante 5.

Un problema posto dalla condizione che la piastra secondo l'invenzione presenta porzioni fra loro non complanari che devono giustapporsi a corrispondenti porzioni della struttura da irrobustire è costituito dal fattoi che nessun rivetto 9 deve sporgere dalla superiici di accoppiamento delle porzioni 6,73,83 con le porzioni 5A,5b,5c della piastra 1A, per evitare ogni ostacolo al posizionamento corretto della piastra 1A sulla struttura 5 prima della saldatura.

Al fine di soddisfare la suddetta condizione, ciascun rivetto 9 è portato, secondo quanto previsto nell'esempio delle figure 6, 7, da una linguetta elastica 10 ricavata per tranciatura nella parete della piastra di rinforzo 1A e conformata in modo tale da tendere a mantenere il rivetto 9 in una posizione arretrata rispetto alla suddetta superficie di accoppiamento fra la rispettiva porzione della piastra di ancoraggio e la corrispondente porzione della struttura 5. In tal modo la piastra a C 1A può essere posizionata entro la sezione a C della struttura 5 senza che i rivetti 9 interferiscano con le ali 5B,5C, dopodiché i rivetti 9 possono essere saldati alla struttura 5 mediante saldatura a punti, con pinze di saldatura i cui elettrodi premono ciascun rivetto contro la corrispondente parte della struttura 5. In questa fase, l'elasticità della linguetta 10 consente al rivetto 9 di essere portato in contatto con detta parte della struttura 5, qualora esso risulti distanziato da essa.

Le figure 8, 9 si riferiscono ad una variante in cui il rivetto 9 è portato da una porzione sopraelevata 11, conformata a guisa di ponte della piastra 1A.

Le figure 10, 11 si riferiscono ad un'ulteriore variante, in cui il rivetto 9 è portato da una raggiera di linguette elastiche 12 ricavate praticando tranciature 13 nella parete della piastra di rinforzo 1A.

Le figure 12, 13 si riferiscono ad un'ulteriore variante, in cui ciascun rivetto 9 è montato scorrevole in un foro 14 di una porzione sopraelevata 15 della parete della piastra di rinforzo 1A, in modo tale per cui all'atto della saldatura sulla struttura 5, tale rivetto può essere spinto dall'attrezzatura di saldatura facendolo scorrere nel foro 14 fino a porlo in contatto con la struttura 5.

Le figure 14, 15 si riferiscono ad una seconda forma di attuazione che differisce da quella della figura 5 per il fatto che il fissaggio della piastra di rinforzo 1A alla struttura 5 viene ottenuto mediante impegno a scatto di linguette elastiche 16 entro aperture 17 ricavate per tranciatura nella lamiera costituente la struttura 5.

La figura 16 illustra un’ulteriore variante, in cui la piastra 1A viene fissata pizzicando i suoi bordi d'estremità 18 fra due elementi di lamiera 19, 20 fra loro saldati, costituenti la struttura da irrobustire.

Come risulta evidente dalla descrizione che precede, la piastra di ancoraggio secondo la presente invenzione conserva tutti i vantaggi propri della piastra formante oggetto del brevetto europeo n. 333.953 della richiedente e, in aggiunta a questi, presenta la caratteristica di garantire un rinforzo della struttura a cui essa viene fissata, non soltanto in corrispondenza delle viti di fissaggio, ma anche nelle zone più lontane da queste, il tutto con un minimo aumento del peso globale della struttura.

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

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Piastra per l'ancoraggio di componenti su una struttura di lamiera metallica (5), incorporante boccole filettate (2) ricavate di stampaggio in un sol pezzo con la piastra (1A), per l'impegno di viti di fissaggio di tali componenti, detta piastra (1A) essendo costituita da un metallo avente una durezza nel campo fra 40 e 50 Rockwell "C", dette boccole (2) avendo una porzione d'estremità allargata adiacente alla piastra (1A) ed una filettatura interna, che viene ricavata per rullatura, prima di un trattamento di indurimento cui viene sottoposta la piastra stessa, dette boccole (2) avendo il loro bordo d'estremità più lontano dalla piastra deformato radialmente all’interno mediante rullatura, in modo tale per cui le prime spire della filettatura sono ovalizzate, così da garantire un effetto autobloccante, caratterizzata dal fatto che detta piastra presenta una forma complessa, con porzioni fra loro non complanari (6, 7, 8), predisposte per essere giustapposte e fissate a corrispondenti porzioni di una struttura di lamiera metallica (5) in modo tale da contribuire alla resistenza di detta struttura di lamiera (5) anche nelle zone più lontane dalle viti di ancoraggio, dette porzioni (6,7,8) non complanari di detta piastra (1A) essendo provviste di rivetti (9), saldabili su corrispondenti porzioni (5A,5B,5C) della struttura di lamiera (5), che sono arretrati rispetto alla superficie di contatto fra la rispettiva porzione (6,7,8,) di detta piastra di ancoraggio (1A) e la corrispondente porzione (5A,5B,5C) della struttura di lamiera, per consentire il posizionamento della piastra (1A) sulla struttura di lamiera (5) prima della saldatura.
2. Piastra secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detti rivetti (9) sono portati da detta piastra (1A) con possibilità di movimento relativo.
3. Piastra secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che detti rivetti (9) sono portati ciascuno da una porzione elastica (10, 11) della piastra (1A) tendente a mantenere il rivetto (9) nella suddetta condizione arretrata.
4. Piastra secondo la rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto che detti rivetti (9) sono portati ciascuno da una linguetta elastica (10) ricavata per tranciatura in un sol pezzo con la piastra (1A).
5. Piastra secondo la rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto che detti rivetti (9) sono portati ciascuno da una raggiera di linguette elastiche (12) ricavate per tranciatura in un sol pezzo con la piastra (1A).
6. Piastra secondo la rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto che detti rivetti sono portati ciascuno da una porzione leggermente rialzata, a guisa di ponte (11) della piastra (1A).
7. Piastra secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che detti rivetti (9) sono portati ciascuno con possibilità di scorrimento entro un foro (14) della piastra 1A.
8. Piastra per 1'ancoraggio di componenti su una struttura di lamiera metallica (5), incorporante boccole filettate (2) ricavate di stampaggio in un sol pezzo con la piastra (1A), per l'impegno di viti di fissaggio di tali componenti, detta piastra (1A) essendo costituita da un metallo avente una durezza nel campo fra 40 e 50 Rockwell "C", dette boccole (2) avendo una porzione d'estremità allargata adiacente alla piastra (1A) ed una filettatura interna, che viene ricavata per rullatura, prima di un trattamento di indurimento cui viene sottoposta la piastra stessa, dette boccole (2) avendo il loro bordo d'estremità più lontano dalla piastra deformato radialmente all’interno mediante rullatura, in modo tale per cui le prime spire della filettatura sono ovalizzate, così da garantire un effetto autobloccante, caratterizzata dal fatto che detta piastra presenta una forma complessa, con porzioni fra loro non complanari (6, 7, 8), predisposte per essere giustapposte e fissate a corrispondenti porzioni di una struttura di lamiera metallica (5) in modo tale da contribuire alla resistenza di detta struttura di lamiera (5) anche nelle zone più lontane dalle viti di ancoraggio, dette porzioni (6,7,8) non complanari di detta piastra (1A) essendo provviste di una o più linguette elastiche (16) ricavate per tranciatura in un sol pezzo con la piastra (1A) ed atte ad impegnare a scatto corrispondenti aperture (17) della struttura di lamiera (5) per col legare rigidamente la piastra (1A) a detta struttura (5). Il tutto sostanzialmente come descritto ed illustrato e per gli scopi specificati.