Il concetto di unire gli oggetti è sicuramente vecchio quasi quanto l’umanità. Non deve essere passato molto tempo - relativamente parlando - prima che qualcuno unisse assieme due bastoni, o un bastone e una roccia. Non solo vedendo la necessità di farlo, ma trovando un modo per farlo.

Per migliaia di anni, presumibilmente, vari tipi di corde e funi primitive sono state la soluzione preferita per la realizzazione di utensili e armi e di varie costruzioni, come edifici primitivi e zattere. L’uomo del Neolitico (all’incirca dal 9.000 a.C. al 5.000 a.C.) ha sicuramente sfruttato al meglio i materiali disponibili durante la cosiddetta «Nuova Età della Pietra», tra cui probabilmente parti di piante e animali.

In seguito, nella nostra evoluzione, la lavo-razione del legno e la falegnameria hanno portato ad un’ampia gamma di giunti inge-gnosi. La colla e i semplici elementi di fissag-gio, come tasselli e chiodi, sono stati sviluppi fondamentali.

Risaliamo al primo utilizzo delle rondelle

L’uso e lo sviluppo delle rondelle sono stret-tamente interconnessi con bulloni filettatiin acciaio e giunti bullonati. Tuttavia, non è dato sapere quando un antenato ingegnere abbia visto il vantaggio di aggiungere un tipo di rondella a una giunzione bullonata o a vite.

Sebbene le opinioni differiscano, l’invenzionedelle filettature delle viti può essere probabil-mente datata intorno al 400 a.C. La tecnica è stata utilizzata, ad esempio, nelle presse. Questa invenzione ha aperto la strada allo sviluppo della vite conica, forse da parte degli Egizi o dei Romani, e ha posto le basi per una rivoluzione nei giunti per la lavorazione del legno e in altre applicazioni di fissaggio.

Il bullone filettato in acciaio con un dado corrispondente probabilmente risale al 15esimo secolo. Anche se le filettatrici fossero relativa-mente diffuse sin dalXVII secolo, fu solo con la prima rivoluzione industriale, a partire dalla metà del XVIII secolo, che le cose comincia-rono a prendere piede. Lo sviluppo è stato guidato dall’opportunità di fabbricare e utiliz-zare macchine per la produzione di massa.

 

Una rondella per ogni utilizzo

Anche l’etimologia della parola «rondella» relativa alle giunzioni bullonate si perde nella notte dei tempi. Il termine si trova tuttavia in forma scritta a partire dal 1346. Un’altra fonte, del 1611, utilizza il termine e ne descrive l’uso: ridurre l’usura del mozzo di un asse in un’applicazione di artiglieria.

Gli usi attuali delle rondelle sono un indi-zio della loro invenzione. L’uso principale era probabilmente quello di evitare l’allen-tamento dei bulloni - che doveva causare enormi problemi alle ruote ai tempi dei carri trainati da animali - e di ridurre l’usura. Altri usi moderni includono la distribuzione del carico su un’area più ampia, che agisce come distanziatore o dispositivo di bloccaggio, riduce le vibrazioni e protegge dai liquidi.

Oggi, le rondelle sono disponibili in un gran numero di varianti, materiali, trattamenti super-ficiali, rivestimenti e dimensioni, molti dei quali si adattano ad applicazioni molto specifiche. In generale, possono essere suddivise in tre gruppi principali:

• rondelle piane, che distribuiscono il carico e proteggono dall’usura;
• rondelle elastiche, che utilizzano la flessibilità assiale per ridurre l’allentamento dei bulloni dovuto alle vibrazioni;
• rondelle di bloccaggio, che impediscono l’allentamento o il rilassamento del bullone o del dado.

 

L’affermazione del metodo di serraggio più efficace

Naturalmente, gli ingegneri hanno provato altri metodi oltre alle rondelle per evitare l’allentamento e il rilassamento delle giunzioni bullonate, come gli adesivi e i vari tipi di dadi. E per quanto riguarda le rondelle di bloccaggio, sono state provate molte varianti, tra cui rondelle coniche (Belleville), molla a disco curva, rondelle ondulate, rondelle di sicurezza elastiche/rondelle dentellate/rondelle seghettate, rondelle con alette e rondelle di bloccaggio a cunei.

Le rondelle di bloccaggio a cunei sono considerate le più efficaci per prevenirel’allentamento dei bulloni. Le richieste di brevetto risalgono all’inizio del ventesimo secolo, ma è giusto dire che la svolta è arrivata quando Nord-Lock ha iniziato a perfezionare il design e a commercializzarlo negli anni ’80 del 1900.

 

La storia delle rondelle di fissaggio a cunei Nord-Lock

Dopo aver gestito bruciatori a olio, avvolgi-tubo, troncatrici e altri utensili dal 1953, nel 1960 l’azienda svedese Nobex trasferì la sua produzione a Mattmar (circa 600 chilometri a nord-ovest di Stoccolma). Nel 1982 ha acqui-sito il brevetto per le rondelle di fissaggio a cunei e hanno iniziato a produrle con il marchio Nord-Lock.

Kurt Persson, figlio dei fondatori dell’aziendaBengt e Mary Persson, e per 26 anni CEO di Nord-Lock, ha svolto un ruolo attivo nello sviluppo delle rondelle di fissaggio a cunei. Riprende il racconto: «Con il business delle rondelle a portata di mano, si potrebbe dire che ci siamo buttati a capofitto. Non sapevamo nulla della produzione,come la pressatura, la tempra e il trattamento delle superfici.

«Abbiamo notato che la funzionalità di base era fantastica», continua. «Ma allo stesso tempo, il prodotto che avevamo era una catastrofe, con materiali e design sbagliati. Lo abbiamo imparato a nostre spese e abbiamo dovuto scartare tutto e tornare letteralmente al tavolo da disegno».

 

Perfezionamento della funzione di fissaggio a cunei

Nobex ha assunto un ingegnere per riproget-tare la rondella di fissaggio a cunei e, con il tempo, l’azienda ha sviluppato le sue compe-tenze di progettazione e produzione interne. Persson afferma:

«Una volta perfezionata la funzionalità di base di fissaggio a cunei della rondella, i seguenti sviluppi e miglioramenti hanno affrontato meglio i nuovi materiali, le dimensioni e i trattamenti superficiali per resistere alla corrosione, al calore e all’acidità.»

Da allora, l’attenzione si è concentrata su miglio-ramenti costanti e continui e sulla specializza-zione. Per Nobex era fondamentale migliorare la tecnica di produzione e riprogettare le loro macchine per garantire un’elevata qualità in grandi lotti di rondelle. Inoltre, test approfonditi sono stati, e sono tuttora, essenziali per mante-nere un livello di qualità elevato e uniforme.

Nel 1984, in qualità di primo fornitore, Nobex ha potuto offrire rondelle di fissaggio a cunei in acciaio inossidabile per tutti gli usi, che secondo Persson «hanno portato un grande miglioramento nella robustezza del prodotto e nella resistenza alla corrosione. Prima del lancio, le rondelle sono state sottoposte ad approfonditi test in nebbia salina.»

Un anno dopo, l’azienda ha iniziato a offrire rondelle di fissaggio a cunei incollate assiemea coppie. Questo sviluppo non solo ha garantito la qualità del prodotto, ma ha anche semplificatoil montaggio per i clienti.

 

L’attenzione è rivolta alla produzione robusta e all’ampliamento della gamma

Nel 2001, Nobex diventa Nord-Lock, con una particolare attenzione alla commercializzazione di rondelle di fissaggio a cunei in tutto il mondo. L’azienda ha introdotto nel 2003 speciali rondelle di fissaggio a cunei in lega, tra cui rondelle in 254 SMO® per applicazioni con acqua salata e cloruri e leghe a base di nichel per applicazioni ad alta temperatura e ambienti corrosivi.

Nel 2007 sono state installate nuove linee di tempratura e trattamento superficiale a Matt-mar, portando all’introduzione dei rivestimenti Delta Protekt® . Le modifiche al rivestimentonon elettrolitico applicato hanno consentito una maggiore durezza, migliorando le prestazioni con bulloni di alta qualità.

La marcatura laser è stata aggiunta nel 2011 per garantire la completa tracciabilità, seguita da un importante sviluppo delle rondelle X-series Nord-Lock, lanciate nel 2012. Questa gamma combina l’originale tecnologia di fissaggio a cunei con un innovativo effetto elastico. Di conseguenza,riduce significativamente il rischio di allenta-mento spontaneo dei bulloni a causa di vibrazioni o allentamenti, come ad esempio in applicazioni con lunghezza ridotta del morsetto e parti multiple bloccate guarnizioni, metalli morbidi, compositi plastici, rivestimenti o cicli termici.

Ad oggi, l’impianto di Mattmar produce una gamma di centinaia di rondelle e può realizzare articoli su misura per i clienti. L’attenzione si è concentrata sull’espansione della capacità, sul miglioramento continuo del prodotto e dei processi principali e sull’ampliamento della gamma tramite nuove rondelle e prodotti combinati.

Nel 2021, il Gruppo Nord-Lock ha celebrato l’inaugurazione di uno stabilimento di produ-zione modernizzato ed ampliato a Mattmar, costruito per garantire una capacità produt-tiva a lungo termine sulla base della crescente domanda dei clienti di tutto il mondo.

 

Il potenziale futuro delle rondelle

In generale, esistono molte opportunità interessanti per il monito-raggio remoto del precarico delle giunzioni bullonate, utilizzando tecnologie intelligenti con sensori. Molti già esistono, come Super-bolt LST o Superbolt LSF, e vengono utilizzati per monitorare le giun-zioni più critiche in settori come quello ferroviario e eolico offshore.

Tuttavia, Pierre Kellner, Business Developer Smart Products and Services del Gruppo Nord-Lock, osserva che la maggior parte dei prodotti intelligenti esistenti nel settore del serraggio monitora l’allungamento del bullone o del prigioniero per misurare il precarico. Esistono alcune rondelle intelligenti, ma non sono preferibili perché richiedono molto più spazio rispetto a una rondella tradizionale.

«Le rondelle Nord-Lock non misurano il precarico, sebbene la funzione di bloccaggio a cunei sia progettata per eliminare qualsiasi perdita di precarico nel tempo,» afferma Pierre

E aggiunge: «Abbiamo assistito ad usi sperimentali di cristalli piezoelettronici su rondelle molto sottili, ma su scala commerciale le opportunità più immediate dell’industria 4.0 sono in produzione.Lì è possibile migliorare l’efficienza e la qualità della produzione delle rondelle studiando ispezioni automatizzate, riducendo gli sprechi e migliorando la velocità con i dati integrati nell’intero processo.»

 

Le rondelle di fissaggio a cunei

Utilizzano la tensione anziché l’attrito per fissare le giunzioni bullonate. Il sistema è composto da una coppia di rondelle di sicurezza dotate di camme su un lato e di denti radiali sull’altro. L’effetto del fissaggio a cunei impedisce l’allentamento spontaneo del bullone.