La chiodatura con ribattini a cartuccia

Un nuovo processo di chiodatura, denominato “ Sprengnietung “, o con ribattini a cartuccia , è da qualche tempo in uso con successo nelle costruzioni aeronautiche tedesche.
E' stato inventato da due fratelli, Karl e Otto Butter, e perfezionato particolarmente dalle officine Ernst Heinkel di Rostock, le quali lo impiegano ormai largamente nella costruzione dei loro aeroplani.
Il nuovo processo si basa su un principio ingegnoso e pratico, che lascia prevedere molte possibilità di applicazione in tutti i campi in cui i chiodi di unione di piastre o altro si trovino in posizioni tali che non consentano la loro messa in opera con la normale pistola ad aria compressa.
E' noto come impiegando il normale martello automatico sia necessario di potere immobilizzare la testa del chiodo mentre si procede all'appiattimento del piede.
Ora, in tutti i casi in cui i pezzi da unire hanno un profilo chiuso (longheroni, puntoni, nodi, ecc.) il sistema incontra grandi difficoltà ad essere applicato, per la pratica impossibilità di arrivare a tenere ferma la testa del ribattino.
L'adozione di ferri di speciale forma ha consentito in qualche caso di ovviare all'inconveniente, ma in maniera sempre poco pratica.
In caso di riparazioni localizzate su elementi già finiti, il vecchio sistema si presentava poi
del tutto inutilizzabile, risultando il pezzo chiuso da ogni lato.
Il nuovo processo di chiodatura “a cartuccia “ evita tutti questi inconvenienti, e consente
di estendere il sistema di unione con ribattini a tutti i casi che si presentano nella pratica non solo, ma rendendo l'operazione stessa di chiodatura quanto mai semplice e spedita.
L'idea-base del nuovo procedimento è quella di riuscire a provocare l'allargamento del piede
dei ribattini senza alcun intervento meccanico da parte dell'operaio.
I ribattini (una volta messi al loro posto) debbono cioè potersi fissare da soli, e per ottenere ciò una minuscola carica esplosiva viene collocata nell'interno del piede.
Esplodendo, la carica allarga la cavità entro la quale si trovava, bloccando così con forza il ribattino nella sua sede.
Il principio ha potuto essere applicato con successo in tutti i tipi più comuni di ribattini:
acciaio, duralluminio, alluminio, idronalio, e solo vengono variate le dimensioni della cavità contenente l'esplosivo, e la quantità dell'esplosivo stesso.
Sono state così consentite le unioni di elementi di tutti questi metalli, nonché di tutti gli altri di normale impiego aeronautico.

La parte più laboriosa nell'attuazione del nuovo sistema di chiodatura è consistita nella scelta dell'esplosivo.
Occorreva in effetti un esplosivo di potere detonante assolutamente uniforme, e i cui gas di combustione
non avessero effetti corrosivi sui metalìi o tossici nei confronti del personale che avrebbe dovuto impiegarlo.
Tale esplosivo - la cui formula chimica viene tenuta segreta - è stato riconosciuto in un prodotto organico che esplode a soli 130 °C di temperatura.
Il maneggio dei chiodi caricati con questo esplosivo è del tutto sicuro, poiché lo stesso è inerte agli urti normali, e si conserva inalterato per lunghissimo tempo nelle regioni fredde come in quelle tropicali.

Vediamo ora di dare un'idea del processo di fabbricazione dei ribattini (il cui costo risulta estremamente modesto), e di come venga praticamente effettuata la chiodatura.
I chiodi sono ottenuti alla pressa completi della cavità, la cui profondità risulta uguale all'incirca alla porzione del gambo che rimarrà fuori dai pezzi da unire.
Il diametro della cavità è invece uguale a metà del diametro del gambo.
Ciò evita qualunque indebolimento del chiodo.
La carica viene effettuata subito dopo la fabbricazione, utilizzando macchine automatiche, che riempiono la cavità con una quantità di esplosivo proporzionale alle dimensioni del chiodo e alla natura del metallo di cui è composto.
In genere la cavità stessa viene occupata per i 3/4 del suo volume.
Ad esempio, i ribattini normali in metallo leggero di un diametro da 2,6 a 6 mm contengono una
carica di esplosivo variabile da 4 a 25 milligrammi.
Una volta introdotta nella cavità, la carica viene fortemente compressa, e ricoperta di uno strato di vernice alla nitro-cellulosa, che la immobilizza al suo posto e la preserva dagli agenti esterni.
L'impiego dei ribattini così fabbricati, e venduti in commercio in scatole normali, si presenta quanto mai semplice.
Dopo averli infilati nei fori predisposti. ciascun chiodo viene riscaldato nella testa con uno speciale apparecchio di riscaldamento elettrico.
Dalla testa, il calore si comunica al gambo, e non appena il piede ha raggiunto la temperatura necessaria, la carica esplode, deformando e allargando la cavità.
Il rigonfiamento avviene in modo così regolare che il chiodo si raccorcia pure, serrando fortemente le parti da unire.

Naturalmente, poiché non viene impiegato alcun contrafforte al chiodo, le due parti devono
essere preventivamente tenute ben pressate con appositi fermagli.
Ad evitare poi il fenomeno di una corrosione intercristallina cui il metallo degli elementi da chiodare potrebbe andare soggetto a causa del calore comunicato al chiodo, questo è ricoperto da un sottile strato di ossido, il quale anche si oppone a che il calore sfugga dal chiodo stesso.
Le prove di resistenza di elementi uniti con il sistema di chiodatura “a cartaccia” hanno dimostrato come con esso sia possibile ottenere una robustezza solo di poco inferiore a quella della chiodatura normale.
Il metallo dei chiodi, a causa del riscaldamento dovuto all'esplosione, viene in effetti a subire una diminuzione di resistenza allo sforzo di taglio del 10-15 %, e di circa il 10% allo sforzo di trazione.
Tenuto presente questo fatto e adottando di conseguenza chiodi di dimensioni leggermente superiori a quelli che sarebbero di regola richiesti, è tuttavia possibile di ottenere in ogni caso la robustezza che si desidera.
Riassumendo il giudizio complessivo dei tecnici, la chiodatura “a cartuccia “ se da un lato non realizza l'unione perfetta e rifinita della chiodatura normale, dall'altro comporta tale facilità di impiego da farla senza dubbio annoverare tra gli effettivi perfezionamenti della tecnica costruttiva aeronautica.
Grazie ad essa è inoltre possibile di realizzare unioni chiodate tra elementi qualsiasi della struttura metallica di un aeroplano senza preoccupazioni circa i loro profili, ciò che consente di adottare elementi costruttivi estremamente semplici, con benefiche conseguenze anche per ciò che riguarda il loro peso.

Foto Heinkel
L’Ala d’ Italia , Febbraio 1939