IT201600113594A1 - Gruppo di tenuta per un organo rotante - Google Patents

Description

“GRUPPO DI TENUTA PER UN ORGANO ROTANTE”

La presente invenzione è relativa ad un gruppo di tenuta per un organo rotante, in particolare per un albero di un motore di un veicolo, cui la descrizione che segue farà esplicito riferimento senza per questo perdere in generalità.

Nell’ambito della progettazione meccanica si rileva la necessità di ridurre gli attriti lubrificando gli organi rotanti tramite un bagno d’olio. In molte applicazioni è necessario che porzioni degli organi rotanti siano immerse in un bagno d’olio e altre porzioni ad esse adiacenti lavorino in un ambiente a tenuta in assenza di olio. Allo scopo di soddisfare tale necessità sono noti, ad esempio dal brevetto EP-B- 2058563, gruppi di tenuta destinati ad essere alloggiati nel vano definito tra un involucro cavo, generalmente fisso, ed un organo rotante in esso alloggiato. Tali gruppi, durante la rotazione dell’organo rotante, assicurano la sigillatura del suddetto vano al fine di impedire il passaggio di olio verso l’ambiente destinato a lavorare a secco.

In particolare, tali gruppi di tenuta presentano una simmetria assiale rispetto all’asse dell’organo rotante a cui sono accoppiati e sono costituiti essenzialmente da un anello radialmente interno in materiale metallico fissato all’organo rotante, da un anello radialmente esterno, anch’esso in materiale metallico e fissato all’involucro, e da un elemento di tenuta in materiale polimerico elasticamente deformabile, interposto tra i suddetti anelli.

Più precisamente, l’elemento elastomerico è portato dall’anello esterno e presenta, dalla parte rivolta verso il bagno d’olio, un primo labbro di tenuta atto a realizzare una tenuta per contatto con una relativa prima porzione di accoppiamento dell’anello interno.

Al fine di ridurre il tipico inconveniente delle tenute per contatto, ossia la rapida usura in esercizio del materiale elastomerico nella zona di cooperazione con l’anello metallico, il primo labbro di tenuta è dotato di una scanalatura a spirale, la quale ha un duplice effetto:

- consente la realizzazione dell’azione di tenuta tramite un semplice contatto superficiale tra il primo labbro di tenuta in materiale elastomerico e l’anello interno, senza cioè alcuna penetrazione del primo all’interno del secondo; e

- permette, grazie alla rotazione dell’anello interno solidale all’organo rotante, la generazione di un’azione fluidodinamica “di pompaggio” dell’aria contenuta tra il primo labbro di tenuta e l’anello interno stesso, tale da sospingere l’olio verso l’ambiente ad esso destinato incrementando l’effetto di tenuta.

Inoltre, i gruppi di tenuta noti comprendono un secondo labbro di tenuta atto a cooperare con una seconda porzione di accoppiamento dell’anello interno, assialmente interposta tra la prima porzione di accoppiamento e l’ambiente a secco. Il secondo labbro di tenuta è disponibile in una configurazione di contatto a tenuta con la seconda porzione di accoppiamento nel caso in cui l’organo rotante sia fermo, ed in una configurazione di distacco dalla seconda porzione di accoppiamento stessa nel caso di rotazione dell’organo rotante. Il secondo labbro di tenuta permette una stabilizzazione del rispettivo gruppo di tenuta in condizioni statiche in confronto con gruppi di tenuta privi di tale secondo labbro.

I gruppi di tenuta descritti, pur garantendo un buon funzionamento in condizioni dinamiche, presentano alcuni inconvenienti in condizioni statiche.

In particolare, è stato osservato che i gruppi di tenuta del tipo precedentemente descritto non sono in grado di assicurare una perfetta sigillatura dell’ambiente a secco quando l’organo rotante è fermo ed è disposto inclinato rispetto all’orizzontale oppure in tutti quei casi in cui il livello d’olio ad organo rotante fermo superi la metà dell’organo rotante stesso.

In tale situazione, infatti, una parte del gruppo di tenuta può trovarsi a bagno d’olio ed il primo labbro di tenuta provvisto della scanalatura a spirale non è in grado di garantire, in condizioni statiche, la medesima azione di sigillatura generata in condizioni dinamiche, ossia con l’ausilio dell’azione fluidodinamica di pompaggio dell’olio verso l’ambiente ad esso destinato.

Va osservato che la predetta situazione può verificarsi ad esempio quando il veicolo su cui è montato l’organo rotante si trova in condizioni di sosta su un pendio oppure nel caso in cui il suddetto organo rotante sia montato in posizione obliqua sul veicolo stesso.

Inoltre, si è osservato in alcuni casi un ribaltamento del primo labbro di tenuta in condizioni di pressione positiva originantesi dall’ambiente a bagno d’olio, risultante nella completa perdita di funzionalità del gruppo di tenuta.

Un ulteriore osservazione è nel fatto che in condizioni di vuoto dal lato dell’ambiente a bagno d’olio si possono sviluppare vibrazioni e rumori indesiderati.

Scopo della presente invenzione è la realizzazione di un gruppo tenuta per un organo rotante, il quale sia privo degli inconvenienti connessi con i gruppi di tenuta noti e sopra specificati.

Il suddetto scopo è raggiunto dalla presente invenzione, in quanto essa è relativa ad un gruppo di tenuta secondo la rivendicazione 1.

Forme di attuazione preferite sono oggetto delle rivendicazioni dipendenti.

Per una migliore comprensione della presente invenzione vengono descritte nel seguito tre preferite forme di attuazione, a puro titolo di esempi non limitativi e con riferimento ai disegni allegati, nei quali:

- la figura 1 è una sezione assiale di un gruppo di tenuta per un organo rotante secondo una prima forma di attuazione, realizzato secondo la presente invenzione;

- la figura 2 è una semisezione assiale in scala ingrandita del gruppo di tenuta della figura 1;

- la figura 3 è una vista prospettica sezionata assialmente del gruppo di tenuta della figura 1;

- la figura 4 è una vista prospettica in scala ingrandita di un dettaglio del gruppo di tenuta delle figure da 1 a 3;

- le figure da 5 a 7 illustrano in vista prospettica alcune possibili varianti del dettaglio di figura 4;

- la figura 8 è una vista prospettica sezionata assialmente di una seconda forma di attuazione di un gruppo di tenuta secondo la presente invenzione;

- la figura 9 è una vista prospettica sezionata assialmente di una terza forma di attuazione di un gruppo di tenuta seconda la presente invenzione; e

- la figura 10 è una vista ingrandita di un dettaglio del gruppo di tenuta della figura 9.

Nelle figure da 1 a 3, è indicato nel suo complesso con 1 un gruppo di tenuta alloggiato nel vano 2 definito tra un involucro 3 cavo di asse A ed un organo rotante, ad esempio un albero 4 di un veicolo alloggiato coassialmente nell’involucro 3 stesso. Il vano 2 presenta, da parti assialmente opposte del gruppo di tenuta 1, un primo ambiente 5, destinato ad accogliere un bagno d’olio lubrificante, e un secondo ambiente 6 a cui deve essere impedito l’accesso dell’olio e in uso destinato ad ospitare aria.

Il gruppo di tenuta 1 comprende un anello radialmente interno 7 solidale all’albero 4, un anello radialmente esterno 8 solidale all’involucro 3 ed un elemento di tenuta 9 elasticamente deformabile e realizzato in un unico pezzo, in particolare in materiale elastomerico, interposto tra gli anelli interno 7 ed esterno 8 e portato dall’anello 8 esterno stesso.

L’anello interno 7 comprende una porzione assiale 10 pressata a tenuta di fluido sull’albero 4. Dall’estremità rivolta verso l’ambiente 5 dell’anello interno 7 si origina, all’interno del vano 2, una porzione radiale 11 estendentesi quasi sino all’involucro 3.

L’anello esterno 8 comprende una porzione assiale 12 calzata a tenuta di fluido sull’involucro 3 ed una porzione radiale 13 estendentesi, in particolare da una zona intermedia 14 della porzione assiale 12, verso l’albero 4. L’anello esterno 8, in particolare la porzione assiale 12 porta, come viene descritto in maggiore dettaglio in seguito, l’elemento di tenuta 9.

Preferibilmente, come indicato nella figura 1, la porzione assiale 12 dell’anello esterno 8 si estende in posizione affacciata alla porzione assiale 10 dell’anello interno 7.

Vantaggiosamente, con particolare riferimento alle figure da 1 a 7, l’elemento di tenuta 9 comprende:

- una porzione calettata 18 connessa all’anello esterno 8, in particolare alla porzione radiale 13, più in particolare ad una sezione di estremità 19 della porzione radiale 13 in modo tale che l’anello esterno 8 possa portare l’elemento a tenuta 9;

- un pattino anulare 20, relativamente rigido, atto a cooperare a tenuta con una porzione di accoppiamento 21 dell’anello interno 7, in particolare della porzione radiale 11, ed il pattino anulare 20 essendo posizionato, in uso (in altre parole con il gruppo di tenuta 1 montato nel vano 2), in particolare in condizioni statiche (albero 4 fermo), parallelo alla porzione di accoppiamento 21; ed - una porzione a molla 22 disposta tra la porzione calettata 18 ed il pattino anulare 20 ed atta ad esercitare una forza elastica sul pattino anulare 20 in modo tale da spingere il pattino anulare 20 verso la porzione di accoppiamento 21, in particolare per mantenere il parallelismo tra il pattino anulare 20 e la porzione di accoppiamento 21 e per guarantire, in particolare in condizioni statiche (albero 4 fermo), che l’olio non possa entrare nell’ambiente 6.

Preferibilmente, l’elemento di tenuta 9 comprende inoltre una porzione obliqua 23 presentante una prima estremità 24 connessa al pattino anulare 20 ed una seconda estremità 25, opposta all‘estremità 24, connessa alla porzione a molla 22. In maggiore dettaglio, la porzione obliqua 23 è atta a trasferire la forza elastica esercitata dalla porzione a molla 22 sul pattino anulare 20. Preferibilmente, la porzione obliqua 23 è connessa ad una sezione intermedia 26 del pattino anulare 20. Vantaggiosamente, la porzione obliqua 23 si estende dal pattino anulare 20 verso l’asse di rotazione A.

Preferibilmente, l’elemento di tenuta 9 comprende anche un labbro para-polvere anulare 27 connesso ad una zona di giunzione 28 tra la porzione a molla 22 e la porzione obliqua 23 ed atto ad evitare disturbi della corretta interazione tra il pattino anulare 20 e la porzione di accoppiamento 21 a causa di particelle indesiderate (ad esempio polveri). In particolare, il labbro para-polvere 27 è atto ad evitare l’ingresso di particelle in uno spazio 29 (collegato all’ambiente 6) sostanzialmente delimitato dall’anello interno 7, dal pattino anulare 20, dalla porzione obliqua 23 e dal labbro para-polvere 27 stesso. Preferibilmente, il labbro parapolvere 27 si estende in un modo obliquo dalla zona di giunzione 28 verso l’asse A, in particolare verso la porzione assiale 10 senza esercitare un’azione di tenuta fluidica con tale porzione assiale 10. In particolare, il labbro para-polvere 27 si estende sul prolungamento della porzione obliqua 23 (anche se, preferibilmente, in uso, il labbro para-polvere 27 presenta una pendenza leggermente diversa da quella della porzione obliqua 23).

In maggiore dettaglio, con particolare riferimento alle figure da 1 a 3 e da 5 a 7, la porzione calettata 18 presenta sostanzialmente una sezione trasversale a forma di U. La porzione calettata 18 comprende due superfici di interazione anulari 33 e 34 parallele e distanziate una dall’altra, tra cui è parzialmente alloggiata la porzione radiale 13, in particolare in corrispondenza della sezione di estremità 19. Le superfici 33 e 34 sono unite alla porzione radiale 13 in fase di stampaggio definendo un incollaggio di tipo chimico. La conformazione ad U in sezione trasversale definita dalle superfici 33 e 34 ha lo scopo di massimizzare la superficie di adesione utile all’anello 8.

Secondo una possibile alternativa non illustrata, la porzione radiale 13 dell’anello 8 potrebbe anche essere incastrata meccanicamente, ad esempio mediante un accoppiamento ad interferenza, tra le superfici 33 e 34 della porzione calettata 18 dell’elemento di tenuta 9.

In ulteriore dettaglio, le superfici di interazione 33 e 34 sono orientate perpendicolarmente all’asse A.

In maggiore dettaglio e con particolare riferimento alle figure da 1 a 7, la porzione a molla 22 è atta ad esercitare una forza elastica tendente a spingere il pattino anulare 20 assialmente verso la porzione di accoppiamento 21, in modo tale che, in particolare in condizioni statiche, il pattino anulare 20 venga orientato parallelamente alla porzione di accoppiamento 21.

Preferibilmente, la porzione a molla 22 presenta una sezione trasversale avente una prima sezione curvata 35 avente convessità rivolta verso l’ambiente 5 ed una seconda sezione curvata 36 avente una convessità rivolta verso l’ambiente 6. In particolare, la sezione trasversale della porzione a molla 22 ha sostanzialmente la forma di una tilde. Preferibilmente, la sezione curvata 35 è connessa alla porzione calettata 18 e la sezione curvata 36 è connessa alla porzione obliqua 23.

In maggiore dettaglio e con particolare riferimento alle figure da 1 a 7, il pattino anulare 20 si estende, in particolare in condizioni statiche, parallelo, in particolare sostanzialmente in modo rettilineo, da una prima sezione di estremità esterna 37 ad una seconda sezione di estremità esterna 38, opposta alla sezione di estremità 37. In particolare, la sezione di estremità 37 è disposta verso l’ambiente 5 e la sezione di estremità 38 è disposta verso l’ambiente 6.

Vantaggiosamente, il pattino anulare 20 comprende uno spigolo di tenuta anulare 39 sporgente verso la porzione di accoppiamento 21 ed atto a cooperare con la porzione di accoppiamento 21 stessa lungo una zona sostanzialmente lineare di contatto. In particolare, lo spigolo di tenuta anulare 39 sporge, in particolare ortogonalmente, da una superfice 40 del pattino 20 affacciata e, in particolare, parallela alla porzione di accoppiamento 21.

Preferibilmente, lo spigolo di tenuta anulare 39 è posizionato in corrispondenza della sezione di estremità 37.

L’elemento di tenuta 9, in particolare il pattino anulare 20, comprende inoltre una scanalatura anulare 41, parallela allo spigolo di tenuta anulare 37 ed estendentesi dallo spigolo di tenuta anulare 37 verso la sezione di estremità 38. In altre parole, in uso la scanalatura 41 si estende radialmente rispetto all’asse A dallo spigolo di tenuta anulare 37 verso l’asse A stesso. La scanalatura 41 è atta a generare in condizioni dinamiche (albero 4 rotante attorno all’asse A) un’azione fluidodinamica di pompaggio tendente ad allontanare l’olio dalla zona di tenuta spostandolo verso l’ambiente 5. L’azione fluidodinamica è ottenuta generando un flusso di un fluido d’aria dall’ambiente 6 all’ambiente 5 mediante la scanalatura 41 e per effetto della rotazione dell’albero 4.

Più precisamente, in uso in condizioni dinamiche, l’azione fluidodinamica determina anche un leggero distacco dello spigolo di tenuta 39 dalla porzione di accoppiamento 21 con conseguente riduzione dell’attrito e creazione di un effetto a cuscino d’aria. Nel caso di ripristino delle condizione statiche, l’azione fluidodinamica cede e l’azione della porzione a molla 22 guarantisce nuovamente il contatto del pattino anulare 20, in particolare dello spigolo di tenuta anulare 39, con la porzione di accoppiamento 21.

Preferibilmente, l’elemento di tenuta 9, in particolare il pattino anulare 20, comprende uno spigolo anulare 42 delimitante, insieme con lo spigolo di tenuta anulare 39, la scanalatura 41 e disposto tra lo spigolo di tenuta anulare 39 e la sezione di estremità 38. In altre parole, lo spigolo anulare 42 è disposto, in uso, tra lo spigolo di tenuta anulare 39 e l’albero 4.

Più specificatamente, lo spigolo anulare 42 sporge verso la porzione di accoppiamento 21, in particolare sporge, preferibilmente in direzione ortogonale, dalla superfice 40.

Più in particolare, lo spigolo di tenuta anulare 39 ha un‘altezza, in direzione parallela all’asse A e rispetto alla superficie 40, maggiore dell’altezza dello spigolo anulare 42.

Con particolare riferimento alle figure da 4 a 7, l’elemento di tenuta 9, in particolare il pattino 20, comprende una pluralità di creste 43 formate nella scanalatura 41 e conformate per delimitare canali 44 atti a convogliare, durante la rotazione dell’albero, aria verso lo spigolo di tenuta anulare 39 incrementandone la pressione. In particolare, le creste 43 ed i canali 44 sono atti a definire al meglio l’azione fluodinamica, ma non sono indispensabili per la creazione della stessa.

Preferibilmente, le creste 43 ed i canali 44 si distribuiscono lungo tutta la scanalatura 41.

Con particolare riferimento alle figure da 5 a 7, i canali 44 delimitati dalle creste 43 possano avere forme diverse (solo qualche esempio viene illustrato nelle figure da 5 a 7) che vanno da forme relativamente semplici come ad esempio forme ad elica o spirale, ma anche forme più complesse ed elaborate. Preferibilmente, i canali 44 si rastremano verso lo spigolo di tenuta anulare 39.

Con particolare riferimento alle figure da 1 a 7, il pattino 20 comprende inoltre un tallone 45 disposto in corrispondenza della sezione di estremità 38 ed atto a stabilizzare, in particolare in condizioni statiche, il contatto tra lo spigolo di tenuta anulare 39 e la porzione di accoppiamento 21. In maggiore dettaglio, il tallone 45 si estende radialmente relativamente all’asse A, in particolare dallo spallamento anulare 42 verso l’albero 4. In altre parole, il tallone 45 è radialmente interposto tra lo spigolo di tenuta anulare 39 e l’asse A.

In figura 8 viene indicata con il numero 1’ una forma d’attuazione alternativa di un gruppo di tenuta secondo della presente invenzione. Il gruppo di tenuta 1’ è simile al gruppo di tenuta 1 e per questo viene descritto nel seguito limitatamente alle differenze rispetto al gruppo di tenuta 1 stesso, indicando con gli stessi numeri di riferimento parti uguali o equivalenti a parti già descritte.

Il gruppo di tenuta 1’ si differenzia dal gruppo di tenuta 1 per il fatto di comprendere un elemento di tenuta 9’, una porzione di accoppiamento 21’ ed un anello 8’ di conformazioni diverse rispetto agli analoghi componenti del gruppo di tenuta 1 stesso.

In particolare, la porzione di accoppiamento 21’ si trova in corrispondenza di una porzione di estremità assiale esterna dell’anello 7, in particolare tale porzione di estremità assiale esterna è rivolta verso l’ambiente 5. In altre parole, il pattino 20 si estende fino al diametro esterno dell’anello 7.

Inoltre, l’anello 8’, comprende una porzione assiale 12’ calzata a tenuta di fluido sull’involucro 3 ed una porzione radiale 13’ estendentesi, in particolare da un’estremità 48 della porzione assiale 12’, verso l’albero 4. In particolare, l’anello 8’ definisce con l’involucro 3 una sede destinata ad ospitare parte dell’elemento di tenuta 9’.

Inoltre, l’elemento di tenuta 9’ comprende una porzione calettata 18’ avente una prima zona di interazione 50, la quale è in uso disposta nell’ambiente 5, ed una seconda zona di interazione 51, la quale è in uso disposta nell’ambiente 6. La zona 50 e la zona 51 alloggiano tra loro la porzione radiale 13’ e sono unite alla porzione radiale 13’ stessa in fase di stampaggio definendo un incollaggio di tipo chimico. La conformazione ad U in sezione trasversale definita dalle zone 50 e 51 ha lo scopo di massimizzare la superficie di adesione utile all’anello 8’.

Secondo una possibile alternativa non illustrata, la porzione radiale 13’ dell’anello 8’ potrebbe anche essere incastrata meccanicamente tra le zone 50 e 51 della porzione calettata 18’ dell’elemento di tenuta 9’.

In ulteriore dettaglio, la zona 50 è in uso in parte alloggiata nella sede 49 a tenuta fluidica con l’involucro 3. La zona 51 si estende lungo tutta la porzione assiale 13’.

Nelle figure 9 e 10 viene indicata con il numero 1’’ una forma d’attuazione alternativa di un gruppo di tenuta secondo la presente invenzione. Il gruppo di tenuta 1’’ è simile al gruppo di tenuta 1’ e per questo viene descritto nel seguito limitatamente alle differenze rispetto al gruppo di tenuta 1’ stesso, indicando con gli stessi numeri di riferimento parti uguali o equivalenti a parti già descritte.

Il gruppo di tenuta 1’’ si differenzia dal gruppo di tenuta 1’ per il fatto di comprendere un elemento di tenuta 9’’ ed un anello 8’’ di conformazioni diverse rispetto agli analoghi componenti del gruppo di tenuta 1’ stesso e per il fatto di comprendere inoltre un elemento di sostegno 54 connesso, ed in particolare supportato, dall’anello 8’’ ed atto a definire un limite di oscillazione per la porzione a molla 22 dell’elemento di tenuta 9’’ in direzione dell’ambiente 6.

In maggiore dettaglio, l’elemento di tenuta 9’’ si differenzia dall’elemento di tenuta 9’ per il fatto che il labbro para-polvere 27 non è presente ed è sostituito da una porzione sporgente 55, in particolare con dimensioni ridotte in confronto al labbro para-polvere 27.

L’anello 8’’ si differenzia dall’anello 8’ per il fatto di comprendere un‘ulteriore porzione radiale 56, estendentesi, in particolare da un‘ulteriore estremità 57 della porzione assiale 12’, opposta all’estremità 48, verso l’albero 4. La porzione radiale 56 si estende sostanzialmente parallela alla porzione radiale 13’.

Più specificatamente, l’elemento di sostegno 54 è posizionato, in uso, tra l’ambiente 6 e l’elemento di tenuta 9’’. Preferibilmente, l’elemento di sostegno 54 è realizzato in materiale plastico.

L’elemento di sostegno 54 comprende:

- una porzione di ancoraggio 58 accoppiata all’anello 8’’, in particolare alla porzione radiale 56;

- una porzione para-polvere 59 estendentesi assialmente ed atta ad impedire il passaggio di particelle indesiderate o contaminanti dall’ambiente 6 all’ambiente 5; ed

- una porzione principale 60 disposta radialmente tra la porzione di ancoraggio 58 e la porzione para-polvere 59 e configurata per conferire rigidità all’elemento di sostegno 54 stesso.

In ulteriore dettaglio, l‘elemento di sostegno 54 è realizzato in un unico pezzo.

Preferibilmente, la porzione di ancoraggio 58 è almeno parzialmente interposta tra la porzione radiale 56 e la porzione radiale 13’. In particolare, la porzione di ancoraggio 58 è in contatto con la porzione radiale 56 e con la porzione calettata 18’, in particolare con la zona 51.

La porzione principale 60 comprende una superficie di delimitazione 61 affacciata e sostanzialmente complementare alla porzione a molla 22 dell’elemento di tenuta 9’’ e definente il limite di oscillazione per la porzione a molla 22 stessa in direzione dell’ambiente 6.

Preferibilmente, la porzione principale 60 comprende, inoltre, una pluralità di cavità 62 angolarmente distribuite intorno all’asse A ed atte a consentire, a parità di rigidezza, una riduzione del materiale necessario alla realizzazione dell’elemento di sostegno 54 stesso.

Preferibilmente, la porzione para-polvere 59 è affacciata alla porzione assiale 10. In particolare, la porzione para-polvere 59 comprende una sezione anulare alettata 63 ed una sezione anulare 64 continua, la quale è affacciata sostanzialmente all’elemento di tenuta 9’’.

In particolare, la porzione anulare alettata 63 comprende una pluralità di alette 65 disposte angolarmente equispaziate tra loro intorno all’asse A ed estendentisi verso l’ambiente 6.

Da un esame delle caratteristiche dei gruppi di tenuta 1, 1’ e 1’’ realizzati secondo la presente invenzione sono evidenti i vantaggi che essa consente di ottenere.

In particolare, il pattino 20, e più precisamente lo spigolo di tenuta 39, in collaborazione con la porzione a molla 22 garantiscono, in condizioni statiche (albero 4 fermo), la sigillatura del vano 2 anche nel caso in cui l’albero 4 stesso sia disposto in posizione obliqua rispetto all’orizzontale, con conseguente posizionamento del gruppo di tenuta 1 parzialmente a bagno d’olio.

Inoltre, il pattino 20 presenta sempre la stessa interfaccia con la porzione di accoppiamento 21 indipendentemente dalle condizioni esistenti negli ambienti 5 e 6.

È anche da notare che il pattino 20 presenta un momento di inerzia alto relativamente a forze che agiscono in direzione radiale e risultanti da pressioni o depressioni provenienti dall’ambiente 5. Questo permette che, in caso di depressioni provenienti dall’ambiente 5, non si manifestino rumori e vibrazioni indesiderati.

Inoltre, in condizioni dinamiche, la presenza della scanalatura 42 genera un flusso d’aria verso lo spigolo di tenuta 39 incrementandone la pressione. Questo permette la riduzione della frizione tra il pattino 20 e la porzione di accoppiamento 21 o 21’ ed evita l’ingresso di olio nell’aria 6. La possibile presenza delle creste 43 e rispettivamente dei canali 44 migliora ulteriormente questo effetto. In particolare, il volume di aria necessario per ottenere questo effetto è minore rispetto a quello richiesto nei gruppi di tenuta noti.

Nel caso del gruppo di tenuta 1’’, la presenza dell’elemento di sostegno 54 permette di ottenere i seguenti vantaggi.

Innanzitutto, poiché l’elemento di sostegno 54 viene fissato direttamente all’anello 8’’, è possibile evitare qualsiasi disallineamento tra i vari componenti del gruppo di tenuta 1’’.

Inoltre, in condizioni statiche e nel caso in cui vengano immesse pressioni positive dall’ambiente 5 verso l’ambiente 6, come ad esempio nel caso dei tipici test di controllo qualità della sigillatura dei motori dei veicoli, l’elemento di sostegno 54 limita le possibili oscillazioni della porzione a molla 22 dell’elemento di tenuta 9’’, evitando così indesiderati ribaltamenti del pattino anulare 20.

Infine, la sezione alettata 63 dell’elemento di sostegno 54 definisce un’efficace para-polvere.

Risulta chiaro che ai gruppi di tenuta 1 e 1’, 1’’ qui descritti ed illustrati possono essere apportate modifiche e varianti che non escono dall'ambito di protezione delle rivendicazioni.

Claims (1)

1. R I V E N D I C A Z I O N I 1.- Gruppo di tenuta (1, 1’, 1’’) per la sigillatura del vano (2) tra un organo rotante (4) ed un elemento fisso (3) alloggiante l’organo rotante (4) stesso, così da impedire il passaggio di olio da un primo (5) ad un secondo ambiente (6) disposti da parti opposte del detto vano (2), il detto gruppo di tenuta (1) comprendendo: - un primo anello (7) fissato a detto organo rotante (4) ed avente un asse (A); - un secondo anello (8, 8’, 8’’) fissato a detto elemento fisso (3) e coassiale al primo anello (7); ed - un elemento di tenuta (9, 9’, 9’’) anulare elasticamente deformabile, realizzato in un unico pezzo e coassiale al detto asse (A); in cui il detto elemento di tenuta (9, 9’, 9’’) è portato dal detto secondo anello (8, 8’, 8’’) ed è connesso a detto secondo anello (8, 8’, 8’’) mediante una porzione calettata (18, 18’); caratterizzato dal fatto che l’elemento di tenuta (9, 9’, 9’’) comprende almeno un pattino anulare (20) atto a cooperare a tenuta con una porzione di accoppiamento (21, 21’) del detto primo anello (7); il pattino anulare (20) essendo posizionato in uso parallelamente alla porzione di accoppiamento (21, 21’); in cui il pattino anulare (20) comprende uno spigolo di tenuta anulare (39), lo spigolo di tenuta anulare (39) essendo sporgente verso la porzione di accoppiamento (21, 21’) ed essendo atto a cooperare con la porzione di accoppiamento (21, 21’) stessa lungo una zona sostanzialmente lineare di contatto in condizioni statiche; in cui l’elemento di tenuta (9, 9’, 9’’) comprende inoltre una porzione a molla (22) disposta tra la porzione calettata (18, 18’) ed il pattino anulare (20) ed atta ad esercitare una forza elastica sul pattino anulare (20) in modo tale da spingere lo spigolo di tenuta anulare (39) verso la porzione di accoppiamento (21, 21’). 2.- Gruppo di tenuta secondo la rivendicazione 1, in cui lo spigolo di tenuta anulare (39) è posizionato in corrispondenza di una porzione di estremità esterna (37) del pattino anulare (20), la quale è disposta verso il primo ambiente (5). 3.- Gruppo di tenuta secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui l’elemento di tenuta (9, 9’, 9’’) comprende inoltre una scanalatura anulare (41) parallela allo spigolo di tenuta anulare (39) ed estendentesi dallo spigolo di tenuta anulare (39) stesso ad una seconda sezione di estremità esterna (38) del detto pattino anulare (20), la quale sezione di estremità esterna (38) in uso disposta verso il secondo l’ambiente (6); la scanalatura anulare (41) essendo atta a generare in uso un’azione fluidodinamica di pompaggio tendente ad allontanare l’olio dalla zona di tenuta spostandolo verso il primo ambiente (5); la detta azione fluidodinamica essendo ottenuta generando un flusso di un fluido d’aria dal detto secondo ambiente (6) al detto primo ambiente (5) mediante la detta scanalatura (30) e per effetto della rotazione del detto organo rotante (4). 4.- Gruppo di tenuta secondo la rivendicazione 3, in cui l’elemento di tenuta (9, 9’, 9’’) comprende uno spigolo anulare (42) delimitante insieme con lo spigolo di tenuta anulare (39) la scanalatura (41) e disposto, in uso, tra lo spigolo di tenuta anulare (39) ed il detto organo rotante (4); in cui lo spigolo anulare (42) sporge verso la porzione di accoppiamento (21, 21’). 5.- Gruppo di tenuta secondo la rivendicazione 4, in cui lo spigolo di tenuta anulare (39) e lo spigolo anulare (42) sporgono da una superfice (40) del pattino anulare affacciata alla porzione di accoppiamento (21, 21’) ed in cui lo spigolo di tenuta anulare (39) ha un‘altezza rispetto a detta superficie (40) maggiore dell’altezza dello spigolo anulare (42). 6.- Gruppo di tenuta secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 3 a 5, in cui l’elemento di tenuta (9, 9’, 9’’) comprende una pluralità di creste (43) formate nella scanalatura (41) e conformate per delimitare canali (44) atti a convogliare, durante la rotazione del detto organo rotante (4), aria verso il detto spigolo di tenuta anulare (39) incrementandone la pressione. 7.- Gruppo di tenuta secondo la rivendicazione 6, in cui le creste (43) si distribuiscono lungo tutta la scanalatura (41). 8.- Gruppo di tenuta secondo la rivendicazione 6 o 7, in cui i canali (44) delimitati dalle creste (43) si rastremano verso lo spigolo di tenuta anulare (39). 9.- Gruppo di tenuta secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la detta porzione di accoppiamento (21) si estende sostanzialmente in direzione radiale rispetto al detto asse (A). 10.- Gruppo di tenuta secondo la rivendicazione 9, in cui il pattino anulare (20) comprende inoltre un tallone (45), il quale si estende radialmente rispetto al detto asse, è radialmente interposto tra lo spigolo di tenuta anulare (39) ed il detto asse (A) (A) ed è atto a stabilizzare il contatto tra lo spigolo di tenuta anulare (39) stesso e la porzione di accoppiamento (21, 21’). 11.- Gruppo di tenuta secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui l’elemento di tenuta (9, 9’, 9’’) comprende inoltre una porzione obliqua (23) avente una prima estremità (24) connessa al pattino anulare (20) ed una seconda estremità (25), opposta alla prima estremità (24) e connessa alla porzione a molla (22); in cui, in uso, la porzione obliqua (23) si estende dal pattino anulare (20) verso il detto asse (A); in cui la porzione obliqua (23) è atta a trasferire la forza elastica esercitata dalla porzione a molla (22) sul pattino anulare (20). 12.- Gruppo di tenuta secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la porzione a molla (22) presenta una sezione trasversale avente: - una prima sezione curvata (35) con convessità rivolta verso il primo ambiente (5); ed - una seconda sezione (36) curvata con convessità rivolta verso il secondo ambiente (6). 13.- Gruppo di tenuta secondo la rivendicazione 12, in cui la sezione trasversale della porzione a molla (22) ha sostanzialmente una forma di tilde; in cui la prima sezione curvata (35) è connessa alla porzione calettata (18, 18’) e la seconda sezione curvata (36) è connessa alla porzione obliqua (23). 14.- Gruppo di tenuta secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la porzione a molla (22) è atta ad esercitare la forza elastica sul pattino anulare (20) in modo tale da orientare detto pattino anulare (20) in condizioni statiche sostanzialmente in modo parallelo alla porzione di accoppiamento (21). 15.- Gruppo di tenuta secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la porzione a molla (22) è configurata per di esercitare una forza assiale sul detto pattino anulare (20). 16.- Gruppo di tenuta secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente, inoltre, un elemento di sostegno anulare (54), preferibilmente realizzato in plastica, supportato dall’anello radialmente esterno (8’’) ed atto a limitare le oscillazioni della porzione a molla (22) in direzione del secondo ambiente (6). 17.- Gruppo di tenuta secondo la rivendicazione 16, in cui l’elemento di sostegno anulare (54) comprende una porzione principale (60) avente una superficie di delimitazione affacciata e sostanzialmente complementare alla porzione a molla (22) dell’elemento di tenuta (9’’). 18.- Gruppo di tenuta secondo la rivendicazione 16 o 17, in cui l’elemento di sostegno anulare (54) è, in uso, posizionato tra il secondo ambiente (6) e l’elemento di tenuta (9’’) e comprende una porzione para-polvere (59) estendentesi assialmente ed atta ad impedire il passaggio di particelle indesiderate dal secondo (6) al primo ambiente (5). 19.- Gruppo di tenuta secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 16 a 18, in cui l’elemento di sostegno anulare (54) comprende, inoltre, una porzione di ancoraggio (58) accoppiata all’anello radialmente esterno (8’’). 20.- Gruppo di tenuta secondo la rivendicazione 19, in cui la porzione principale (60) dell’elemento di sostegno anulare (54) è radialmente interposta tra la porzione di ancoraggio (58) e la porzione para-polvere (59).