BRPI0620381A2 - método para unir folhas planares e folhas para o mesmo - Google Patents
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Abstract
METODO PARA UNIR FOLHAS PLANARES E FOLHAS PARA O MESMO. Uma junta de plano-a-plano é configurada para prender juntos os segmentos planares de um ou mais materiais em folha sem a necessidade de prendedores adicionais. A junta de plano-a-plano inclui um primeiro segmento planar tendo uma superfície planar superior, um segundo segmento planar tendo uma superfície planar inferior, uma estrutura de união formada monoliticamente no primeiro segmento planar, a estrutura de união incluindo uma zona de transiçãolocalizada abaixo da superfície planar superior e uma zona de alinhamento se estendendo no sentido para cima a partir da zona de transição e fora de plano a partir do segmento planar, e uma abertura no segundo segmento planar parareceber a estrutura de união. A abertura é dimensionada e configurada para cooperar com a zona de alinhamento da estrutura de união para alinhar a posição relativa doprimeiro e segundo segmentos planares quando a superfície planar inferior se encosta contra a superfície superior. Também é revelado um método para fazer e usar a junta de plano-a-plano.
Description
MÉTODO PARA UNIR FOLHAS PLANARES E FOLHAS PARA O MESMO
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO Campo da Invenção
A presente invenção se refere em geral a aparelho e métodos para unir, entre si, segmentos planares de material(ais) em folha e, mais especificamente, se refere a uma junta de plano-a-plano tendo estruturas de união capazes de alinhar entre si, precisamente, os segmentos planares para acoplamento exato, sem prendedores.
Descrição da Técnica Relacionada
Vários métodos podem ser empregados para formar estruturas tridimensionais a partir de materiais em folha, bidimensionais. Por exemplo, a Patente dos Estados Unidos 6.877.349 intitulada METHOD FOR PRECISION BENDING OF SHEET OF MATERIALS, SLIT SHEETS FABRICATION PROESS, e Patente dos Estados Unidos 6.481.259 intitulada METHOD FOR PRECISION BENDING OF A SHEET OF MATERIAL AND SLIT SHEET THEREFOR, ambas para Industrial Origami, LLC, o cessionário da presente invenção, apresentam em detalhe considerável aparelho e métodos para controlar de forma precisa a flexão ou dobradura de materiais em folha ao longo de linhas de dobra para formar estruturas tridimensionais. Os materiais em folha são providos com uma pluralidade de estruturas de dobrar ao longo de uma linha de dobra desejada, cujas estruturas de dobrar produzirão a dobradura das folhas ao longo das linhas de dobra de uma maneira que pode ser controlada de forma muito precisa. As estruturas de dobradura são tipicamente fendas, ranhuras ou deslocamentos que são posicionados em lados alternados da linha de dobra desejada de modo a definir tiras de flexão, ou dobradura, separadas, que controlam de forma precisa a dobradura da folha. Os materiais em folha descritos nas Patentes mencionadas acima podem ser usados para prover estruturas tridimensionais incluindo, porém não limitadas a: chassis de componentes eletrônicos para computadores, receptores de áudio, televisões, aparelhos de DVD, veículos a motor, automóveis, construção, produtos aeroespaciais, aparelhos, produtos industriais, produtos de embalagem e outros artigos não relacionados à eletrônica.
Em alguns casos, as folhas dobradas das patentes mencionadas acima foram usadas para produzir estruturas tridimensionais nas quais porções da folha(s) são dobradas em relação de sobreposição e são, então, unidas entre si para estabilizar a estrutura resultante contra desdobramento. As técnicas anteriores para prender as porções sobrepostas da folha(s) dobradas juntas têm variado consideravelmente, dependendo da aplicação, mas em muitos casos as porções eram simplesmente unidas entre si utilizando prendedores mecânicos padrão, tais como parafusos, rebites, porcas e cavilhas, e outros prendedores mecânicos. Embora tais prendedores mecânicos sejam muito eficazes na fixação das porções sobrepostas juntas, eles aumentam o número de peças exigidas para criação de uma estrutura. Além disso, tais prendedores mecânicos geralmente aumentam o tempo, trabalho e/ou custos envolvidos na criação da estrutura. Por exemplo, furos de montagem correspondentes devem ser formados, os prendedores devem ser alinhados e inseridos através dos furos de montagem, e os prendedores, por sua vez, devem ser fixados.
Outros meios de unir entre si as porções sobrepostas de material(ais) em folha, são conhecidos, incluindo soldagem, caldeamento e adesivos. Outra vez, tais meios são muito eficazes na fixação de materiais em folha sobrepostos, juntos, porém tais meios também aumentam o tempo, trabalho e/ou custos envolvidos. Por exemplo, soldagem requer o uso de trabalho especializado e/ou o uso de equipamento de soldagem automatizado dispendioso e complexo. Uma desvantagem principal de tais meios se refere ao alinhamento das porções sobrepostas, isto é, o alinhamento exato de uma porção sobreposta com relação à outra, deve ser realizado por outro meio adicional. Por exemplo, grampos ou gabaritos devem ser usados para temporariamente alinhar e prender as porções sobrepostas entre si até que as porções sejam fixadas mediante soldagem caldeamento, e semelhante.
Embora outros métodos tenham sido concebidos para permitir a união de materiais em folhas sobrepostas sem o uso de prendedores mecânicos padrão, esses outros métodos também requerem meios adicionais para alinhamento das folhas sobrepostas entre si antes das folhas serem presas umas às outras. Por exemplo, a Patente dos Estados Unidos 4.760.634 de Rapp revela um método de conectar chapas finas. A Patente de Rapp, contudo, falha em revelar qualquer meio provido nas chapas finas adjacente à conexão forjada que efetua o alinhamento das chapas finas entre si antes da forjadura das chapas.
São necessários um aparelho e método de unir entre si os segmentos planares de material(ais) em folha de uma maneira que permitirá união sem o uso de prendedores e de auto-alinhamento dos segmentos planares dos materiais em folha.
BREVE SUMÁRIO DA INVENÇÃO
Um aspecto da presente invenção se refere a uma junta de plano-a-plano para fixar entre si os segmentos planares de um ou mais materiais em folha. A junta de plano-a-plano inclui um primeiro segmento planar tendo uma superfície planar superior, um segundo segmento planar tendo uma superfície planar inferior, uma estrutura de união formada monoliticamente no primeiro segmento planar, cuja estrutura de união inclui uma zona de transição localizada abaixo da superfície plano superior e uma zona de alinhamento se estendendo no sentido para cima a partir da zona de transição e se estendendo para fora do plano do segmento planar. A junta de plano-a-plano inclui ainda o segundo segmento planar tendo uma abertura através do mesmo para receber a estrutura de união. A abertura é dimensionada e configurada para cooperar com a zona de alinhamento da estrutura de união para alinhar a posição relativa do primeiro e segundo segmento planar quando a superfície planar inferior do segundo segmento planar se encosta contra a superfície superior do primeiro segmento planar.
Preferivelmente, a zona de transição não contata o segundo segmento planar quando a superfície plana inferior é colocada contra a superfície planar superior. A estrutura de união pode incluir uma zona afilada que se estende acima da zona de alinhamento, na qual a zona afilada é dimensionada e configurada para engatar a abertura e alinhar a abertura em relação à zona de alinhamento. A zona de alinhamento pode ser tubular e a zona afilada pode ser troncônica. A zona afilada pode ter um topo aberto. A estrutura de união pode incluir um topo semi-esférico fechado se estendendo acima da zona afilada e/ou acima da zona de registro. O primeiro segmento planar e o segundo segmento planar podem ser formados monoliticamente.
Preferivelmente, pelo menos uma entre a estrutura de união e a abertura é formada mediante estampagem, puncionamento, laminação, ou estampagem em relevo. A estrutura de união pode ter uma zona afilada acima da zona de registro, e a zona afilada pode ser achatada contra uma superfície superior do segundo segmento planar desse modo fixando firmemente e/ou permanentemente o primeiro e o segundo segmento planar em conjunto. A zona afilada pode ser achatada contra a superfície superior mediante estampagem, puncionamento, laminação, ou estampagem em relevo.
Outro aspecto da presente invenção se refere a um método para fixar juntos os segmentos planares de um ou mais materiais em folha. O método inclui a etapa de formar monoliticamente uma estrutura de união no primeiro segmento planar tendo uma superfície planar superior, no qual a estrutura de união incluindo uma zona de transição localizada abaixo da superfície plana superior, e uma zona de alinhamento se estendendo no sentido para cima da zona de transição e fora do plano a partir do segmento planar. O método inclui ainda a etapa de formar uma abertura em um segundo segmento planar tendo uma superfície planar inferior, em que a abertura dimensionada e configurada para receber a estrutura de união e para cooperar com a zona de alinhamento da estrutura de união para alinhar a posição relativa do primeiro e segundo segmentos planares quando a superfície plana inferior do segundo segmento se encosta contra a superfície superior do primeiro segmento.
O método pode incluir ainda a etapa de formar monoliticamente o primeiro e segundo segmentos planares a partir de uma única folha de material. Pelo menos uma das etapas de formar monoliticamente e a etapa de formar abertura pode ser realizada mediante um entre um processo de estampagem, um processo de puncionamento, um processo de laminação, ou um processo de estampagem em relevo. A etapa de formar monoliticamente pode ser realizada mediante formação de uma zona afilada se estendendo acima da zona de alinhamento. A zona afilada pode ser dimensionada e configurada para engatar a abertura e alinhar a abertura em relação à zona de alinhamento. 0 método pode incluir adicionalmente a etapa de achatar a zona afilada contra uma superfície superior do segundo segmento plana para prender permanentemente juntos o primeiro e o segundo segmentos planares. A zona afilada pode ser achatada contra a superfície superior do segundo segmento planar mediante estampagem, puncionamento, laminação, ou estampagem em relevo.
O método para unir as folhas planares e as folhas para o mesmo, da presente invenção, tem outras características e vantagens que se tornarão evidentes a partir dos, ou são apresentadas em mais detalhes nos, desenhos anexos, os quais são incorporados e formam parte desse relatório descritivo, e na Descrição Detalhada da Invenção, os quais em conjunto servem para explicar os princípios da presente invenção.
DESCRIÇÃO RESUMIDA DOS DESENHOS
A Figura 1 é uma vista em perspectiva de uma junta de plano-a-plano de dois segmentos planares de material em folha de acordo com a presente invenção, na qual os segmentos do material em folha são mostrados antes da união.
A Figura 2 é uma vista em perspectiva da junta de plano-a-plano da Figura 1, os segmentos de material em folha sendo mostrados após a união.
A Figura 3 é uma vista em seção transversal da junta de plano-a-plano da Figura 1 antes da união, considerada substancialmente ao longo da linha 3-3 da Figura 1.
A Figura 4 é uma vista em seção transversal da junta de plano-a-plano da Figura 1 após a união, tomada substancialmente ao longo da linha 4-4 da Figura 2.
A Figura 5 é uma vista em seção transversal de outra junta de plano-a-plano de acordo com a presente invenção, similar àquela mostrada na Figura 1 e sendo mostrada antes da união.
A Figura 6 é uma vista em seção transversal da junta de plano-a-plano da Figura 5 após a união.
A Figura 7 é uma vista em perspectiva da junta de plano-a-plano da Figura 5.
A Figura 8 é uma vista em perspectiva da junta de plano-a-plano da Figura 6.
A Figura 9 é uma vista em perspectiva de uma estrutura tridimensional formada pela fixação de dois segmentos planares de material em folha, feitos de um único material em folha utilizando a junta de plano-a-plano da Figura 1.
A Figura 10 é uma vista em perspectiva de uma estrutura tridimensional formada pela fixação de dois segmentos planares de material em folha, feitos de um único material em folha utilizando a junta de plano-a-plano da Figura 5.
As Figuras 11A, 11B, 11C e 11D são uma série de vistas em seção transversal de outra junta de plano-a-plano de acordo com a presente invenção, similar àquela mostrada na Figura 1, e sendo mostrada bem antes da união, durante alinhamento inicial, porém, antes da união, após o alinhamento inicial, porém, antes da união, e após a união, respectivamente.
As Figuras 12A, 12B, 12C e 12D constituem uma série de vistas em seção transversal de ainda outra junta de plano- a-plano de acordo com a presente invenção, similar àquela mostrada na Figura 1, e sendo mostrada bem antes da união, durante alinhamento inicial, porém antes da união, após o alinhamento inicial, porém antes da união, e após a união, respectivamente.
As Figuras 13A, 13B, 13C e 13D constituem uma série de vistas em seção transversal de ainda outra junta de plano- a-plano de acordo com a presente invenção, similar àquela mostrada na Figura 1, e sendo mostrada bem antes da união, durante alinhamento inicial, porém antes da união, após alinhamento inicial, porém antes da união, e após a união, respectivamente.
A Figura 14 é uma vista em perspectiva de outra estrutura de canto tridimensional formada pela fixação de dois segmentos planares de material em folha feitos de um material de folha única utilizando a junta de plano-a-plano da Figura 5.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
Será feita agora referência em detalhe às modalidades preferidas da invenção, cujos exemplos são ilustrados nos desenhos anexos. Embora a invenção seja descrita em conjunto com modalidades preferidas, será entendido que não se pretende limitar a invenção a essas modalidades. Ao contrário, a invenção tem o propósito de abranger alternativas, modificações e equivalentes, os quais podem ser incluídos no conceito inventivo e escopo da invenção como definido pelas reivindicações anexas.
O Pedido de Patente, e Patentes, dos Estados Unidos do cessionário, a seguir, apresentam em detalhe considerável aparelho e métodos para flexionar ou dobrar materiais em folha para formar estruturas tridimensionais: 60/720.417 intitulada METHOD FOR F0RMING ANGLES AND CL0SURES IN SHEET MATERIAL AND SHEET THEREFOR; 11/180.398 intitulada METHOD FOR INCREASING THE FATIGUE RESISTANCE OF STRUCTURES FORMED BY BENDING SLIT SHEET MATERIAL AND PRODUCTS RESULTING THEREFROM; 60/682.057 intitulada METHOD AND T00LING FOR F0RMING SHEET MATERIAL WITH BEND C0NTR0LLING DISPLACEMENTS; 60/663.392 intitulada PRECISION-FOLDED, HIGH STRENGTH, FATIGUE-RESISTANT STRUCTURES AND SHEET THEREFOR; 11/080.288 intitulada SHEET MATERIAL WITH BEND C0NTR0LLING DISPLACEMENTS AND METHOD FOR F0RMING THE SAME; 60/654.545 intitulada APPARATUS AND METHOD FOR J0INING THE EDGES OF FOLDED SHEET MATERIAL TO FORM THREE-DIMENSIONAL STRUCTURE; 10/985.373 intitulada PR0CESS OF F0RMING BEND-C0NTR0LLING STRUCTURES IN A SHEET OF MATERIAL, THE RESULTING SHEET AND DIE SETS THEREFOR (agora US 2005-0061049 Al); 10/952.357 intitulada METHOD FOR PRECISION BENDING OF SHEET OF MATERIALS, SLIT SHEETS FABRICATION PROCESS (agora US 2005- 0064138 Al); 30/931.615 intitulada SHEET MATERIAL WITH BEND CONTROLLING GROOVES DEFINING A CONTINUOUS WEB ACROSS A BEND LINE AND METHOD FOR FORMING THE SAME (agora US 2005-0097937 Al); 60/587.470 intitulada METHOD FOR INCREASING THE FATIGUE RESISTANCE OF STRUCTURES FORMED BY BENDING SLIT SHEET MATERIAL AND PRODUCTS RESULTING THEREFROM; 10/861.726 entitled TECHNIQUES FOR DESIGNING AND MANUFACTURING PRECISION-FOLDED, HIGH STRENGTH, FATIGUE-RESISTANT STRUCTURES AND SHEET THEREFOR (agora US 2005/0126110 Al); 10/821.818 intitulada METHOD OF DESIGNING FOLD LINES IN SHEET MATERIAL (agora US 2005-0005670 Al); 10/795.077 intitulada SHEET MATERIAL WITH BEND CONTROLLING DIS PLACEMENTS AND METHOD FOR FORMING THE SAME (agora US 2004-0206152 Al); 10/672.766 intitulada TECHNIQUES FOR DESIGNING AND MANUFACTURING PRECISION-FOLDED, HIGH STRENGTH, FATIGUE-RESISTANT STRUCTURES AND SHEET THEREFOR (agora US 2004/0134250 Al); 6.877.349 intitulada METHOD FOR PRECISION BENDING OF SHEET OF MATERIALS, SLIT SHEETS FABRICATION PROCESS; e 6.481.259 intitulada METHOD FOR PRECISION BENDING OF A SHEET OF MATERIAL AND SLIT SHEET THEREFOR. Os conteúdos integrais das patentes e pedidos de patente do cessionário, mencionados acima, são aqui incorporados através dessa referência.
De acordo agora com os desenhos, onde componentes semelhantes são designados por numerais de referência semelhantes ao longo das várias figuras, a tensão é voltada para a Figura 1 e Figura 3 que ilustram um suporte tridimensional formado a partir de folhas bidimensionais de material de acordo com a presente invenção, cujo suporte é geralmente designado pelo numerai 30. Embora a modalidade ilustrada seja um conjunto de suporte, será considerado que algumas estruturas tridimensionais incluindo, porém não limitada, aos chassis de componentes eletrônicos para computadores, caixas de passagem elétricas, receptores de áudio, televisões, aparelhos DVD, telefones, dispositivos de comunicação sem fio, veículos, artigos de construção, artigos aeroespaciais, artigos de embalagem, instalações, artigos industriais, artigos de metal e outros artigos não relacionados à eletrônica podem ser formados de acordo com a presente invenção.
Na modalidade ilustrada, o suporte inclui uma primeira folha inferior de material 33 tendo um primeiro segmento planar inferior 35, e uma segunda folha superior de material 37 tendo um segundo segmento planar superior 39. Os segmentos planares superior e inferior são interconectados rigidamente por uma junta de plano-a-plano 42. Na modalidade ilustrada, a segunda folha tem um segmento planar, adicional, substancialmente perpendicular 44 no qual os segmentos planares contíguos 3 9 e 44 são separados por uma linha de dobra 46 povoada por uma ou mais estruturas de controle de dobradura 4 8 formada por vários métodos conforme descrito nos pedidos de patente pendentes e patentes do cessionário, citados acima, e aqui incorporados como referência. Será considerado que qualquer uma das folhas de material pode ser provida com um, dois, três ou mais segmentos planares separados por linhas de dobra correspondentes dependendo da geometria global desejada da estrutura resultante tridimensional. As estruturas de controle de dobradura e outros princípios que controlam a dobradura exata do material em folha são apresentados em mais detalhe nas patentes e nos pedidos de patente do cessionário, mencionadas acima.
Nas modalidades ilustradas, o material em folha é uma folha de aço de espessura-18. Contudo, será considerado que outros materiais de folha de diferentes materiais incluindo outros metais, compostos e plásticos, assim como outras espessuras podem ser utilizados de acordo com a presente invenção. Por exemplo, o material em folha de espessura 16, material em folha de espessura 18, folha de espessura 20 ou materiais em folha relativamente finas ou relativamente grossas e outros materiais em folha de espessura adequada podem ser usados. Além disso, outros materiais em folha e elementos planos podem ser usados incluindo, porém não limitados a, aço inoxidável, alumínio, e outros metais e ligas adequados. Além disso, será considerado que outros materiais podem ser usados incluindo, porém não limitados a, compostos, plásticos, magnésio e outros materiais adequados.
Será considerado adicionalmente que as folhas não precisam ser do mesmo material ou da mesma espessura. Por exemplo, o elemento plano inferior, o qual inclui a estrutura de união como será discutido abaixo, pode ser formada de metal e/ou outros materiais dúcteis e maleáveis. O elemento plano superior pode ser formado de qualquer material que possa receber uma abertura, incluindo metais, plásticos, cerâmica, e outros materiais adequados. Além disso, os elementos planos não precisam ter a mesma espessura. Por exemplo, elemento plano inferior pode ser formado de alumínio de espessura 16, e o elemento plano superior pode ser formado de plástico de uma polegada de espessura, desde que a estrutura de união seja alta o suficiente para se estender através da abertura do elemento plano superior, como se tornará evidente abaixo.
Com referência à Figura 3, um primeiro segmento planar 35 da folha inferior incluindo estrutura de união 51 que se estende principalmente no sentido para cima fora do plano além de uma superfície plano superior 53 de tal modo que ele se estende mais alto do que uma superfície plana inferior 55 do segmento planar superior 3 9 quando o segmento planar superior está apoiado sobre o segmento planar inferior. Preferivelmente, a estrutura de união é formada monoliticamente com o primeiro segmento planar.
A estrutura de união inclui uma zona de transição 57 que é configurada e dimensionada de tal modo que ela não contata diretamente o segmento planar superior 39. Na modalidade ilustrada, a zona de transição é uma região anular a qual não contata diretamente o segmento planar superior. Preferivelmente, a zona de transição é deslocada no sentido para baixo a partir da superfície superior 53 do segmento planar inferior de tal modo que a sua superfície superior não se encosta contra a superfície inferior 55 do segmento planar superior e desse modo não interfere com o alinhamento adequado dos segmentos planares superior e inferior durante montagem, como se tornará evidente abaixo.
Alternativamente, a zona de transição pode incluir um entalhe forjado rebaixado formado mediante estampagem, puncionamento ou outro meio adequado.
A estrutura de união inclui ainda uma zona de alinhamento 60 se estendendo para cima a partir da zona de transição e fora do plano a partir do segmento planar inferior 35. Na modalidade ilustrada, a zona de alinhamento é uma região tubular que se estende substancialmente perpendicular ao segmento planar inferior 35. Preferivelmente, a zona de alinhamento se estende para cima por uma distância que é maior do que a espessura do segmento planar superior 39, como se tornará evidente abaixo.
Uma abertura 62 é provida no segmento planar superior 39 para receber a estrutura de união 51. A abertura tem uma parede interna 64 que é dimensionada e configurada para cooperar com a zona de alinhamento da estrutura de união para alinhar precisamente a posição relativa dos segmentos planares inferior e superior, isto é, alinhar precisamente a posição relativa dos segmentos planares inferior e superior, quando a superfície plana inferior se encosta contra a superfície superior. Preferivelmente, o diâmetro externo da zona de alinhamento 60 é substancialmente igual ao diâmetro interno da abertura 62 tendo preferivelmente tolerâncias de aproximadamente 1,27 mm ou menos, mais preferivelmente 0,254 mm ou menos, e ainda mais preferivelmente 0,127 mm ou menos. Na modalidade ilustrada, a abertura em sua parede interna é formada substancialmente cilíndrica e se estende substancialmente perpendicular ao segmento planar superior.
Embora a zona de alinhamento 60 e a abertura 62 sejam preferivelmente arredondadas, será considerado que a zona de alinhamento e a abertura podem ter outras configurações geométricas incluindo, porém não limitada a: formatos ovais, formatos oblongos, formatos substancialmente triangulares, formatos quadrados ou retangulares, e/ou outros formatos adequados. Similarmente, a zona de alinhamento e a abertura são preferivelmente substancialmente perpendiculares aos segmentos planares nos quais elas são providas, elas não precisam ser perpendiculares aos segmentos planares e podem se estender obliquamente em relação aos segmentos planares. De acordo com a presente invenção, a zona de alinhamento e a abertura devem ser complementarmente formadas e dimensionadas de modo a prover alinhamento exato entre os segmentos planares.
A estrutura de união inclui ainda uma zona afilada de estreitamento 66 se estendendo acima da zona de alinhamento 60. A zona afilada é configurada para alinhar a parede interna da abertura 62 com a zona de alinhamento quando a junta é montada e especificamente, quando o segmento planar superior é colocado em contato com o segmento planar inferior. Na modalidade ilustrada, a zona afilada é troncônica, se estendendo no sentido contrário à zona de alinhamento e tendo uma extremidade estreitada 69 terminando em topo semi-esférico fechado 71. A zona afilada e o topo fechado podem assumir outros formatos dependendo do formato da abertura e da zona de alinhamento, o qual pode variar como discutido acima.
De acordo agora com a Figura 3, vários processos incluindo estampagem, puncionamento, laminação, estampagem em relevo e outros meios adequados podem ser utilizados para formar a estrutura de união 51 e/ou a abertura de união 62 nos segmentos planares respectivos do material em folha. Por exemplo, uma matriz de punção 73 ou outra ferramenta adequada pode ser utilizada para formar a estrutura de união. Preferivelmente, a estrutura de união e/ou a abertura de união são formadas simultaneamente com as estruturas de controle de dobradura mencionadas acima 48. Por exemplo, a estrutura de união e/ou a abertura de união pode ser formada simultaneamente com as estruturas de controle de dobradura mediante estampagem, puncionamento, laminação, estampagem em relevo e/ou outros meios adequados similar àquelas estruturas de controle de dobradura descritas nos Pedidos de Patente, e Patentes, mencionados acima, do cessionário. Um ou mais conjuntos de estrutura de união e aberturas de união podem ser estampadas, puncionadas ou, de outro modo, formadas nos segmentos planares respectivos.
Na modalidade ilustrada, a estrutura de união e as aberturas de união são formadas simultaneamente com as estruturas de controle de dobradura. Tal formação simultânea pode servir para minimizar as tolerâncias de fabricação entre a estrutura de união e as aberturas de união, assim como servir para minimizar as tolerâncias de fabricação entre essas e as estruturas de controle de dobradura. Contudo, será considerado que a estrutura de união e as aberturas de união podem ser formadas independentemente das estruturas de controle de dobradura. Por exemplo, a estrutura de união e/ou a abertura de união podem ser formadas antes ou após a estrutura de controle de dobradura, e com meios similares ou com meios diferentes. Por exemplo, as estruturas de controle de dobradura poderiam ser estampadas enquanto que a estrutura de união e/ou a abertura de união são puncionadas. Será considerado que formar a estrutura de união e/ou a abertura de união pode ser feito independentemente. Um método de usar junta de plano-a-plano 42 de acordo com a presente invenção pode ser descrito agora. De acordo agora com a Figura 3, a estrutura de união 51 é alinhada com a abertura 62 e a zona afilada 66 da estrutura de união é inserida através da abertura. Quando a estrutura de união penetra na abertura, a superfície externa da zona afilada contatará a parede interna 64 da abertura e servirá para alinhar e centrar a estrutura de união com relação à abertura. À medida que a estrutura de união continua a penetrar na abertura, a zona de alinhamento 60 engata a parede interna da abertura, de modo que alinhamento exato dos segmentos planares superior e inferior 35 e 39 é efetuado. Especificamente, as tolerâncias justas entre a zona de alinhamento 60 e a parede interna 64 permitem pouca folga, se houver, entre os segmentos planares superiores e inferiores.
Quando a zona de transição 57 é deslocada no sentido para baixo a partir da superfície superior 53 do segmento planar inferior, a borda inferior da parede interna 64 se desloca no sentido para baixo, desobstruída, e desse modo permite que a superfície inferior 55 do segmento planar superior 3 9 se apóia diretamente conta a superfície superior 53 do segmento planar inferior 35. Tal configuração obviamente obvia a necessidade de tolerâncias maiores entre a estrutura de união e a abertura e desse modo serve para permitir alinhamento mais preciso.
Quando os segmentos, superior e inferior, são alinhados adequadamente, isto é, alinhados um com o outro, e a superfície inferior 55 do segmento planar superior está se encostando contra a superfície superior 53 do segmento planar inferior, a estrutura de união pode ser deformada para fixar juntos os segmentos planares sem a necessidade de prendedores ou meios de fixação discretos. Especificamente, a zona afilada 66, e qualquer porção da zona de alinhamento se estendendo acima do segmento planar superior 39, ê achatada contra a superfície superior do segmento planar superior desse modo afixando permanentemente juntos os segmentos planares. A zona afilada pode ser achatada contra a superfície superior mediante estampagem, puncionamento, laminação, ou estampagem em relevo ou outro meio adequado. Por exemplo, a matriz de puncionar 73' ou outra ferramenta adequada pode ser utilizada para achatar a zona afilada.
Em outra modalidade da presente invenção, junta de plano-a-plano 42a é similar à junta de plano-a-plano 42 descrita acima, porém inclui uma estrutura de união aberta 51a conforme mostrado na Figura 5. Numerais de referência semelhantes foram usados para descrever componentes semelhantes da junta de plano-a-plano 42 como junta de plano-a-plano 42a. Nessa modalidade, a estrutura de união 51a tem uma zona afilada 66a que tem um topo aberto 75. Em operação e uso, a estrutura de união 51a é usada substancialmente da mesma maneira que a estrutura de união 51 discutida acima.
Em outra modalidade da presente invenção, a junta de plano-a-plano 42b é similar às juntas de plano-a-plano 42 e 42a descritas acima, porém tem ambos os segmentos planares inferiores 3 5b e segmento planar superior 3 9b formados em uma folha única de material 77, conforme mostrado na Figura 9. Outra vez, numerais de referência semelhantes foram usados para descrever os componentes das juntas de plano-a- plano 42, 42a e 42b. Nessa modalidade, a estrutura de união 51b e a abertura de união são formadas em segmentos planares inferior e superior respectivamente, 3 5b e 3 9b, os quais por sua vez são formados monoliticamente a partir de uma única folha de material. Em operação e uso, a estrutura de união 51b é usada substancialmente da mesma maneira que as estruturas de união discutidas acima, exceto que as duas extremidades de uma única folha de material 77 são dobradas ao longo de linhas de dobra 4 6b utilizando estruturas de controle de dobradura 4 8b para sobreposição mútua e então presas juntas ao contrário de fixação das duas folhas separadas de material.
Em ainda uma modalidade adicional da presente invenção, a junta de plano-a-plano 42c é similar às juntas de plano-a-plano descritas acima, porém tem múltiplos conjuntos de estrutura de união 51c e abertura de união 62c providas em segmentos planares inferiores e superiores respectivos 35c e 3 9c, conforme mostrado na Figura 10.
Outra vez, numerais de referência semelhantes foram usados para descrever componentes semelhantes das juntas de plano- a-plano 42, 42a e 42b. Nessa modalidade, múltiplas estruturas de união 51c e um número correspondente de aberturas de união são formadas em segmentos planares inferiores e superiores respectivos 35c e 39c. Em operação e uso, a junta c é usada substancialmente da mesma maneira que as juntas discutidas acima, exceto que várias estruturas de união são inseridas nas aberturas correspondentes e então as estruturas de união são deformadas para segurar juntos os segmentos planares. De acordo com as Figuras IlA-IlD, outra modalidade da presente invenção inclui junta de plano-a-plano 42d que é similar às juntas de plano-a-plano descritas acima, porém inclui uma abertura chanfrada 8 0 na folha superior 37d em vez de uma zona de transição na folha inferior. Numerais de referência semelhantes foram usados para descrever componentes semelhantes da junta de plano-a-plano 42d como as juntas e plano-a-plano descritas acima. Especificamente, a borda inferior da abertura inclui um chanfrado que é dimensionado e configurado para acomodar a deformação que ocorre entre o segmento planar inferior 35d e a zona de alinhamento 6 Od, conforme mostrado na Figura IlA. Nessa modalidade, a estrutura de união 51d tem um bulbo substancialmente semi-esférico 82 que serve tanto como a zona afilada como com o topo discutido acima, contudo, será considerado que uma zona afilada pode ser utilizada.
Como é o caso com as zonas de alinhamento discutidas acima, a zona de alinhamento 60d também é substancialmente igual ao diâmetro mínimo da abertura, é substancialmente de formato cilíndrico, e se estende substancialmente perpendicular ao segmento planar inferior. As dimensões e a configuração da zona de alinhamento 6 Od permitem que a parede interna 64d da abertura chanfrada contate a zona de alinhamento e realize posicionamento ou alinhamento adequado da folha superior com relação à folha inferior quando a folha superior é aplicada à folha inferior, conforme mostrado na Figura IlB. Adicionalmente, a zona de alinhamento mantém alinhamento adequado entre as folhas superior e inferior como superfície inferior 55d, 53d, conforme mostrado na Figura IlC, permitindo alinhamento exato quando a união é concluída, conforme mostrado na Figura IlD. Desse modo, em operação e uso, a estrutura de união 51d é usada substancialmente da mesma maneira que as estruturas de união discutidas acima.
Como pode ser visto nas Figuras 11A-C, a zona de alinhamento da presente invenção é particularmente útil na indexação de duas superfícies planares com relação uma à outra. Além disso, com referência à Figura 10, ter duas ou mais estruturas de união com zonas de alinhamento é particularmente útil na indexação e alinhamento de duas superfícies planares. Conseqüentemente, será considerado que as zonas de alinhamento podem ser utilizadas para indexar e/ou alinhar duas ou mais folhas planares de acordo com a presente invenção, seja ou não a estrutura de união da folha inferior fixada ajustadamente contra a folha superior. Em tais casos, será considerado que outros meios de fixação podem ser usados para segurar juntos os elementos planares. Por exemplo, adesivos, prendedores mecânicos tais como rebites, e outros meios de fixação adequados podem ser usados para afixar juntos os elementos planares em vez de, ou além da, estrutura de união.
Ainda outra modalidade da presente invenção inclui a junta de plano-a-plano 42e que é similar àquelas descritas acima, porém inclui uma abertura puncionada 84. Numerais de referência semelhantes foram usados para descrever componentes semelhantes da junta de plano-a-plano 42e conforme as juntas de plano-a-plano descritas acima. Nessa modalidade, a borda inferior da abertura inclui um filete 87 que é formado mediante puncionamento, estampagem, laminação, e/ou outro meio. 0 filete provê a folga para a deformação que ocorre entre o segmento planar inferior 35e e a zona de alinhamento 60e, conforme mostrado na Figura 12A. Nessa modalidade, a estrutura de união 51e tem também um bulbo substancialmente semi-esférico 8 9e, porém será considerado que uma zona afilada pode ser utilizada.
Outra vez, a zona de alinhamento 6 Oe é substancialmente igual ao diâmetro mínimo da abertura, e se estende substancialmente perpendicular ao segmento planar inferior. Preferivelmente, o raio do filete é substancialmente igual, porém ligeiramente maior do que, ou simplesmente maior do que, o raio da porção deformada resultante interconectando o segmento planar inferior 35e e a zona de alinhamento 6Oe de tal modo que a parede interna 64e da abertura puncionada contata a zona de alinhamento e realiza posicionamento adequado da folha superior com relação à folha inferior quando a folha superior é aplicada, conforme mostrado na Figura 12B. Adicionalmente, a zona de alinhamento mantém alinhamento adequado entre as folhas superior e inferior quando a superfície inferior 55e entra em contato de encontro com a superfície superior 53e, conforme mostrado na Figura 12C, permitindo alinhamento exato quando a união é concluída, conforme mostrado na Figura 12D. Desse modo, em operação e uso, a estrutura de união 5Ie é usada substancialmente da mesma maneira que as estruturas de união discutidas acima.
Em ainda outra modalidade mostrada na Figura 12A, a junta de plano-a-plano 42f inclui uma abertura alargada 91, a qual também pode ser formada mediante puncionamento, estampagem, laminação, e/ou outro meio adequado. A abertura alargada inclui também um filete 8 7f que proporciona folga adequada para que ocorra deformação entre o segmento planar inferior 35f e a zona de alinhamento 60f, conforme mostrado na Figura 12C. Nessa modalidade, a estrutura de união 51f tem um topo aberto 75f, porém será considerado que um topo fechado, com ou sem uma zona afilada, pode ser utilizado. Em operação e uso, a estrutura de união 5 If é usada substancialmente da mesma maneira que as estruturas de união discutidas acima.
De acordo agora com a Figura 14, uma modalidade adicional ilustra a forma na qual as juntas de plano-a- plano da presente invenção podem ser utilizadas para fixar um canto de três planos. A junta de plano-a-plano 43g é substancialmente similar à junta 42a discutida acima, exceto que uma única folha 77g é dobrada sobre linhas de dobra perpendiculares 46g para formar paredes laterais. Uma primeira parede lateral 93 serve como um segmento planar inferior 3 5g tendo uma estrutura de união 51g, enquanto que uma segunda parede lateral 96 inclui uma porção de aba 98 a qual serve como segundo segmento planar 3 9g tendo uma abertura correspondente. Conforme pode ser visto na Figura 14, a junta de plano-a-plano 42g provê um meio simples, sem prendedores para fixar o canto de três planos. A forma de montar e prender a junta 42g é similar àquela descrita acima.
Continuando com referência à Figura 14, será considerado que a porção de aba pode estar localizada fora (conforme mostrado na Figura 14) ou dentro da primeira parede lateral 93.
Embora as juntas de plano-a-plano da presente invenção sejam particularmente adequadas para uso com as linhas de dobradura povoadas com as estruturas de controle de dobradura do cessionário, também será considerado que as juntas de plano-a-plano da presente invenção podem ser utilizadas com linhas de dobradura formadas por outros meios adequados, tal como freios de prensa e outros dispositivos de dobradura convencionais. Conseqüentemente, será considerado que as linhas de dobradura 4 6g podem, porém não precisam, incluir os deslocamentos de controle de dobradura do cessionário.
Para conveniência de explanação e definição exata nas reivindicações anexas, os termos "em cima" ou "superior", "embaixo" ou "inferior", "dentro" e "fora" são usados para descrever características da presente invenção com referência às posições de tais características conforme exibido nas figuras.
Em muitos aspectos as modificações das várias figuras lembram aquelas das modificações precedentes e os mesmos numerais de referência seguidos pelos subscritos "a", "b", "c", "d", "e", "f" e "g" designam as partes correspondentes.
As descrições anteriores das modalidades específicas da presente invenção foram apresentadas para fins de ilustração e descrição. Não se pretende que elas sejam exaustivas ou limitem a invenção às formas exatas reveladas, e obviamente muitas modificações e variações são possíveis à luz do ensinamento acima. As modalidades foram escolhidas e descritas para explicar melhor os princípios da invenção e sua aplicação prática, para desse modo permitir que outros versados na técnica melhor utilizem a invenção e várias modalidades, com várias modificações, conforme adequadas para o uso específico considerado. Pretende-se que o escopo da invenção seja definido pelas reivindicações aqui anexadas e pelos seus equivalentes.
Claims (23)
1. Junta de plano-a-plano para prender juntos os segmentos planares de um ou mais materiais em folha, a junta de plano-a-plano caracterizada por compreender: um primeiro segmento planar tendo uma superfície planar superior; um segundo segmento planar tendo uma superfície planar inferior; uma estrutura de união formada monoliticamente no primeiro segmento planar, a estrutura de união incluindo uma zona de transição localizada abaixo da superfície planar superior e uma zona de alinhamento se estendendo no sentido para cima a partir da zona de transição e fora do plano do segmento planar; uma abertura no segundo segmento planar para receber a estrutura de união, a abertura sendo dimensionada e configurada para cooperar com a zona de alinhamento da estrutura de união para alinhar a posição relativa do primeiro e segundo segmentos planares quando a superfície planar inferior se encosta contra a superfície superior.
2. Junta de plano-a-plano, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a zona de transição não contata o segundo segmento planar quando a superfície planar inferior é colocada contra a superfície planar superior.
3. Junta de plano-a-plano, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a estrutura de união inclui uma zona afilada se estendendo acima da zona de alinhamento, a zona afilada sendo dimensionada e configurada para engatar a abertura e alinhar a abertura em relação à zona de alinhamento.
4. Junta de plano-a-plano, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que a zona de alinhamento é tubular e a zona afilada é troncônica.
5. Junta de plano-a-plano, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que a zona afilada tem um topo aberto.
6. Junta de plano-a-plano, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que a estrutura de união inclui um topo semi-esférico fechado se estendendo acima da zona afilada.
7. Junta de plano-a-plano, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que a estrutura de união inclui um topo semi-esférico fechado acima da zona de alinhamento.
8. Junta de plano-a-plano, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o primeiro segmento planar e o segundo segmento planar são formados monoliticamente.
9. Junta de plano-a-plano, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que pelo menos uma entre a estrutura de união e a abertura é formada mediante estampagem, puncionamento, laminação, ou estampagem em relevo.
10. Junta de plano-a-plano, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a estrutura de união inclui uma zona afilada acima da zona de alinhamento, a zona afilada sendo achatada contra uma superfície superior do segundo segmento planar desse modo fixando permanentemente juntos o primeiro e o segundo segmentos planares.
11. Junta de plano-a-plano, de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que a zona afilada é achatada contra a superfície superior mediante estampagem, puncionamento, laminação, ou estampagem em relevo.
12. Método para fixar juntos os segmentos planares de um ou mais materiais em folha, o método caracterizado por compreender as etapas de: formar monoliticamente uma estrutura de união no primeiro segmento planar tendo uma superfície planar superior, a estrutura de união incluindo uma zona de transição localizada abaixo da superfície planar superior e uma zona de alinhamento se estendendo no sentido para cima a partir da zona de transição e para fora do plano do segmento planar; e formar uma abertura em um segundo segmento planar tendo uma superfície planar inferior, a abertura sendo dimensionada e configurada para receber a estrutura de união e para cooperar com a zona de alinhamento da estrutura de união para alinhar a posição relativa do primeiro e segundo segmentos planares quando a superfície planar inferior se encosta contra a superfície superior.
13. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado por compreender ainda a etapa de formar monoliticamente o primeiro e o segundo segmentos planares a partir de uma única folha de material.
14. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma entre a etapa de formar monoliticamente e a etapa de formar abertura é realizada por um de: um processo de estampagem, um processo de puncionamento, um processo de laminação, ou um processo de estampagem em relevo.
15. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a etapa de formar monoliticamente é realizada mediante formação de uma zona afilada se estendendo acima da zona de alinhamento, a zona afilada sendo dimensionada e configurada para engatar a abertura e alinhar a abertura em relação à zona de alinhamento.
16. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por compreender a etapa de achatar a zona afilada contra uma superfície superior do segundo segmento planar para prender permanentemente juntos o primeiro e segundo segmentos planares.
17. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a zona afilada é achatada contra a superfície superior mediante estampagem, puncionamento, laminação, ou estampagem em relevo.
18. Junta para prender juntos os segmentos planares de um ou mais materiais em folha, a junta caracterizada por compreender: um primeiro segmento planar; um segundo segmento planar tendo uma abertura no mesmo; e uma estrutura de união formada no primeiro segmento planar, a estrutura de união se estendendo através da abertura no segundo segmento planar; pelo que a estrutura de união é dimensionada e configurada para cooperar com a abertura para prender firmemente o primeiro e o segundo segmento planares quando a estrutura de união é deformada de tal modo que o segmento planar inferior se encosta contra o segmento planar superior.
19. Junta, de acordo com a reivindicação 18, caracterizada pelo fato de que o segmento superior tem uma superfície inferior e o segmento inferior tem uma superfície superior, as superfícies, inferior e superior, se encostam uma contra a outra quando a estrutura de união é apropriadamente deformada.
20. Junta, de acordo com a reivindicação 18, caracterizada pelo fato de que os segmentos, superior e inferior, são formados a partir de uma única folha de material.
21. Método de prender juntos o primeiro e segundo segmentos planares de um ou mais materiais em folha, o método caracterizado por compreender as etapas de: formar uma estrutura de união no primeiro segmento planar, formar uma abertura em um segundo segmento planar, a abertura sendo dimensionada e configurada para receber a estrutura de união para prender firmemente o primeiro e o segundo segmentos planares quando a estrutura de união é deformada de tal modo que o segmento planar inferior se encosta contra o segmento planar superior.
22. Método, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que o segmento superior tem uma superfície inferior e o segmento inferior tem uma superfície superior, as superfícies superior e inferior, se encostam uma contra a outra quando a estrutura de união é apropriadamente deformada.
23. Método, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que os segmentos, superior e inferior, são formados a partir de uma única folha de material.
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