IT201600120099A1

IT201600120099A1 - Sistema di accoppiamento di un complesso di tenuta a basso attrito, ed unita’ mozzo ruota equipaggiata con tale complesso di tenuta

Info

Publication number: IT201600120099A1
Application number: IT102016000120099A
Authority: IT
Inventors: Daniele Duch; Fausto Morello
Original assignee: Skf Ab
Priority date: 2016-11-28
Filing date: 2016-11-28
Publication date: 2018-05-28
Also published as: US20180147886A1; CN108119559A; DE102017220659A1; US10723173B2; CN108119559B

Description

SI STEMA DI ACCOPPI AMENTO DI UN COMPLESSO DI TENUTA A BASSO ATTRI TO, ED UNI TA’ MOZZO RUOTA EQUI PAGGI ATA CON TALE COMPLESSO DI TENUTA

Settore Tecnico dell’I nvenzione

La presente invenzione è relativa ad un sistema di accoppiamento di un complesso di tenuta con una unità mozzo ruota ed è, inoltre, relativa ad una unità mozzo ruota equipaggiata con tale sistema di accoppiamento.

Tecnica Nota

Le unità mozzo ruota di tipo noto comprendono, in generale, un anello esterno stazionario, un mozzo flangiato interno, in uso rotante, e dotato di una flangia per supportare, in uso, una ruota di un veicolo, e sono equipaggiati da sistemi di accoppiamento di complessi di tenuta con l’unità mozzo ruota, in cui i complessi di tenuta sono formati da cosiddette guarnizioni “a cassetta” includenti un primo ed un secondo schermo anulare montati in posizione frontale l’uno all’altro, rispettivamente, sull’anello esterno e su una superficie di calettamento del mozzo flangiato per delimitare tra loro una camera anulare entro la quale sono disposti una serie di labbri di tenuta portati da una guarnizione anulare fissata solidale ad uno degli scherm i, generalmente lo schermo destinato in uso a rimanere stazionario.

Si è però riscontrato che lo schermo montato sul mozzo flangiato, disposto, quindi, a ridosso della flangia di supporto ruota, tende a spostarsi in uso assialmente rispetto al mozzo flangiato stesso, a causa della deflessione della flangia, cioè delle deformazioni cui la flangia è sottoposta dalla ruota durante le curve del veicolo.

Questo inconveniente da una parte aumenta l’attrito a carico del complesso di tenuta, in quanto i labbri di tenuta non striscianti (e quindi non generanti attrito) possono diventare striscianti (e, quindi, generare attrito) ed i labbri di tenuta eventualmente striscianti aumentano la loro interferenza e, quindi, l’attrito generato. Dall’altra parte, nel caso di spostamenti relativamente ampi, può causare una interferenza tra lo schermo rotante e l’anello esterno stazionario, con generazione di attriti elevatissimi e con possibile danneggiamento del complesso di tenuta e perfino, nei casi più gravi, del gruppo mozzo ruota stesso.

Sintesi dell’I nvenzione

Scopo della presente invenzione è quello di fornire un sistema di accoppiamento di un complesso di tenuta con una unità mozzo ruota che siano privi dell’inconveniente descritto, presentando inoltre bassi costi ed elevata facilità di produzione, elevata efficienza di protezione dei corpi volventi, ridotti ingombri sia assiali che radiali ed un attrito ridotto.

I n base all’invenzione vengono dunque forniti un sistema di accoppiamento di un complesso di tenuta con una unità mozzo ruota aventi le caratteristiche enunciate nelle rivendicazioni annesse.

Viene inoltre fornita una unità mozzo ruota come definita nella rivendicazione 5.

Breve Descrizione dei Disegni

L’invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un suo esempio non limitativo di attuazione, in cui:

- la figura 1 illustra, schematicamente e in sezione radiale, una vista longitudinale in elevazione, con parti rimosse per semplicità, di una unità mozzo ruota realizzata secondo l’invenzione e incorporante un sistema di accoppiamento secondo l’invenzione; e

- la figura 2 illustra, schematicamente in sezione radiale e in scala ingrandita, un dettaglio del sistema di accoppiamento della figura 1 .

Descrizione Dettagliata

Con riferimento alla figura 1 , è indicato con 1 un complesso di tenuta a basso attrito, in particolare concepito per essere montato su una unità mozzo ruota 2 di un veicolo, della quale il complesso di tenuta 1 viene in uso a fare parte integrante.

L’unità mozzo ruota 2 comprende un anello esterno 3, in uso stazionario, un anello interno 4, in uso rotante intorno ad un asse A, che è anche l’asse di simmetria di entrambi gli anelli 3 e 4 e del complesso di tenuta 1 , ed almeno una corona di corpi volventi 6 interposti tra l’anello esterno 3 e l’anello interno 4, i quali sono tra loro coassiali; l’anello interno 4 è dotato di una flangia 8 opposta all’anello esterno 3 e destinata a portare in uso una ruota di veicolo.

II complesso di tenuta 1 è inseribile in uno spazio anulare 7 delimitato tra l’anello interno rotante 4 e l’anello esterno 3 e, più in generale, tra l’elemento rotante 4 e l’elemento stazionario 3, tra loro coassiali, di un generico cuscinetto di rotolamento di qualsiasi tipo noto facente parte di, o integrato con, l’unità mozzo ruota 2.

I I complesso di tenuta 1 è interposto tra gli anelli 3 e 4, inserito nello spazio anulare 7, a protezione dei corpi volventi 6 disposti tra l’elemento stazionario 3 e l’elemento rotante 4, e comprende: un primo schermo anulare 10 ricavato per tranciatura e stampaggio da una lamiera metallica, preferibilmente in acciaio inox, un secondo schermo anulare 1 1 pure ricavato per tranciatura e stampaggio da una lamiera metallica, preferibilmente in acciaio inox, disposto affacciato allo schermo 10, ed una guarnizione anulare 9 realizzata in uno o più materiali elastomerici, portata solidale dallo schermo 1 1 e munita di una pluralità di labbri di tenuta 12, 13, 14 che cooperano con lo schermo 10 per sigillare a tenuta di fluido lo spazio anulare 7 verso i corpi volventi 6.

Lo schermo 10 è provvisto di una porzione a manicotto 15 definita da un solido di rivoluzione tubolare, in uso solidale all’elemento rotante 4 e di una porzione a flangia 16, che si estende radialmente a sbalzo dalla porzione a manicotto 15, nell’esempio non limitativo illustrato dalla parte opposta all’asse A, quindi radialmente verso l’esterno. La porzione a flangia 16 comprende, a sua volta, una porzione anulare 18 disposta assialmente a ridosso di una superficie 8a della flangia 8, e una porzione conica 19 interposta tra la porzione anulare 18 e la porzione a manicotto 15. Nella fattispecie, la porzione a flangia 16, o, meglio, la porzione anulare 18 si estende in direzione radiale fuori dallo spazio anulare 7, radialmente a sbalzo rispetto ad una superficie laterale radialmente esterna 23 dell’anello 3, il quale anello 3 risulta quindi affacciato alla parte radialmente più esterna della porzione a flangia 16. Inoltre, la porzione anulare 18 è assialmente delimitata da una superficie 18a trasversale all’asse A e disposta a contatto con la superficie 8a.

Secondo un aspetto dell'invenzione, così come anche illustrato nella figura 2, allo scopo di evitare che in uso lo schermo 10 possa spostarsi verso l’anello 3 ed il relativo schermo 11 , il complesso di tenuta 1 secondo l'invenzione comprende almeno uno schermo, nella fattispecie lo schermo 10, il quale ha la sua porzione a manicotto 15 assialmente delimitata verso la corona di corpi volventi 6 da una superficie anulare 20 trasversale all’asse A, e delimitata verso l’anello interno 4 da una superficie laterale 21 di montaggio verso l’elemento rotante definito dall’anello 4 avente geometria cilindrica con un diametro φπdi dimensione costante lungo l’asse A.

Secondo un ulteriore aspetto dell'invenzione, almeno lo schermo 10 è realizzato in una lamiera metallica stampata e tranciata, in modo che la porzione a manicotto 15 risulta elasticamente deformabile.

Mediante l'innovativa forma che viene impartita alla porzione a manicotto 15, viene realizzato secondo l'invenzione un sistema completo di accoppiamento di un generico complesso di tenuta, nella fattispecie dello schermo 10 del complesso di tenuta 1 , con un elemento anulare rotante, nella fattispecie con l’anello interno 4 di cuscinetto, sistema indicato nel suo complesso con 24.

II sistema di accoppiamento 24 comprende il primo schermo anulare 10 del complesso di tenuta 1 ed in particolare la porzione a manicotto 15 destinata in uso ad accoppiare solidale con l’elemento anulare rotante 4, in una sede di montaggio di quest’ultimo, e la sede di montaggio stessa, laddove la porzione a manicotto 15 è delimitata dalla superficie laterale di montaggio 21 verso l’elemento anulare rotante 4 avente un diametro φπcostante; e laddove la sede di montaggio per lo schermo 10 sull’elemento anulare rotante 4 è formata da un bassofondo cilindrico 25 (figura 2) delimitato radialmente da una parete di fondo 26 cilindrica rivolta radialmente verso l’esterno e avente un diametro $besterno costante. Il bassofondo cilindrico 25 è assialmente limitato, dalla parte della flangia 8, da una superficie toroidale di raccordo 33 tra la superficie 8a e la parete di fondo 26 e, dalla parte corona di corpi volventi 6, da uno spallamento assiale 27.

I n particolare, la sede di montaggio definita dal bassofondo 25 è ricavata su una superficie laterale di piantaggio 28 cilindrica dell’elemento rotante, ovvero dell’anello interno 4 nell’esempio illustrato, normalmente destinata in uso a ricevere lo schermo 10.

È da notare che, ai fini del miglioramento del bloccaggio assiale dello schermo 10 sulla superficie di piantaggio 28 dell’anello interno 4 flangiato, l’adozione, invece, di una porzione di calettamento 15 cilindrica in combinazione con una sede di montaggio avente anch’essa una superficie di piantaggio cilindrica come la superficie 26, come si vedrà, delimitata assialmente, da banda opposta alla direzione di inserzione D in uso dello schermo 10 sull’elemento anulare 4, indicata dalla freccia in figura 1 , dallo spallamento anulare 27, rende sorprendentemente il montaggio dello schermo 10 definitivamente stabile.

Dunque, il sistema completo di accoppiamento o calettamento 24 secondo l’invenzione comprende la prima porzione a manicotto 15 del primo schermo 10, che definisce una porzione di calettamento dello schermo 10 sull’elemento anulare 4 come un solido di rivoluzione tubolare che presenta forma cilindrica; e la parete di fondo 26 del bassofondo anulare 25.

I noltre, di tale sistema completo di accoppiamento o calettamento 24 secondo l’invenzione fa parte anche lo spallamento assiale 27, il quale, secondo un ulteriore aspetto dell’invenzione, è definito da un risalto o bugna anulare 29 che delimita il bassofondo 25 verso un bordo frontale libero 30 dell’elemento anulare rotante 4; nella fattispecie illustrata, in cui tale elemento anulare rotante è definito dall’anello interno 4 di una unità mozzo ruota 2, il bordo frontale libero 30 delimita una pista di rotolamento 31 per i corpi volventi 6 disposti dalla parte della flangia 8.

I l risalto anulare 29 dell’elemento anulare rotante presenta in sezione radiale (figura 2) un profilo arrotondato limitato verso il bassofondo 25 da una superficie spiovente 32 che si innesta nella parete di fondo cilindrica in corrispondenza di un punto di montaggio 90, di modo che l’estrem ità cilindrica libera 22 della porzione a manicotto 15 si innesti a scatto a ridosso della superficie spiovente 32 stessa e di modo che una distanza assiale del punto di montaggio 90 dalla superficie 8a presenta una lunghezza in direzione assiale identica alla estensione in lunghezza, in direzione assiale, dello schermo anulare 10, in particolare della distanza in direzione assiale tra la superficie 1 8a e la superficie 20.

I l diametro della superficie laterale cilindrica 28 dell’elemento anulare rotante o anello interno 4, è, secondo l'invenzione, sostanzialmente pari o leggermente inferiore ad un diametro esterno φΓdel risalto anulare 29 in corrispondenza di una sua altezza radiale massima; in combinazione, il diametro φπdella superficie laterale 21 di montaggio verso l’elemento anulare rotante 4 della porzione di calettamento 15 a manicotto è tale da realizzare un accoppiamento ad interferenza, forzato o leggermente forzato, tra la porzione di calettamento a manicotto 15 e la sede di calettamento definita dal risalto anulare 29 e dal bassofondo 25, per cui tale accoppiamento, forzato o leggermente forzato, inizia fino a partire dal primo accoppiamento della porzione di calettamento 15 a manicotto con il risalto 29 e si mantiene sostanzialmente costante man mano che la porzione di calettamento a manicotto 15 viene inserita nella direzione D lungo il bassofondo 25 per stabilizzarsi nel momento in cui, contemporaneamente o sostanzialmente contemporaneamente, la superficie 18a entra in contatto con la superficie 8a e l’estremità 22 si accoppia a scatto nel bassofondo 25, dopo aver “saltato” il risalto o bugna 29 e, in particolare, essersi portata in corrispondenza del punto di montaggio 90, ovvero oltre la superficie 32 che costituisce il “fianco dolce” del profilo arrotondato del risalto 29 e che forma lo spallamento assiale 27.

I n questo mondo, una volta che la porzione di calettamento a manicotto 15 risulta completamente inserita all’interno della sede di montaggio formata dal bassofondo cilindrico 25 e la superficie laterale di montaggio 21 è disposta a diretto contatto, con interferenza, sulla parete di fondo 26, lo schermo 10 risulta assialmente bloccato sia in direzione D, sia nella direzione opposta alla direzione D, e la sua posizione assiale risulta assicurata e immutabile, anche in uso, sia rispetto ad entrambi gli anelli 3 e 4, sia, soprattutto, rispetto alla guarnizione anulare 9 solidale allo schermo 1 1 , la posizione relativa dei cui labbri di tenuta 12, 13, 14 non verrà m utata anche a seguito delle eventuale deflessione della flangia, cioè delle deformazioni cui la flangia è sottoposta dalla ruota durante le curve del veicolo.

Secondo l’invenzione, grazie al sistema di accoppiamento 24 si ottiene una unità mozzo ruota 2 come quella già descritta in precedenza, in cui lo schermo 10 presenta una porzione di calettamento cilindrica conformata a manicotto 15, facilmente realizzabile in produzione e presentante una elasticità sufficiente a “saltare”, in fase di assemblaggio, il risalto o bugna 29, e a ritornare elasticamente ad accoppiarsi con la superficie cilindrica 28 dell’anello interno 4, che è compresa tra la flangia 8 e la pista 31 ad essa adiacente, e, inoltre, preferibilmente in combinazione con tale caratteristica, l’anello interno 4 presenta, tra la flangia 8 e un suo bordo frontale libero 30 che delimita la pista di rotolamento 31 per i corpi volventi 6, una superficie laterale cilindrica 28 provvista di una sede di montaggio per la porzione di calettamento a manicotto 15 del primo schermo 10, la quale sede di montaggio è definita da un bassofondo anulare 25 delimitato da una parete di fondo cilindrica 26 e da uno spallamento assiale 27 disposto da banda opposta alla prima porzione a flangia 16 e definente uno spazio assiale determinato di montaggio dello schermo 10 all’interno del quale lo schermo 10 stesso, una volta assemblato, non potrà più spostarsi.

Si intende che l’invenzione non è limitata alle forme di realizzazione qui descritte e illustrate, che sono da considerarsi come esempi di attuazione del complesso di tenuta a basso attrito, che sono invece suscettibili di ulteriori modifiche relative a forme e disposizioni di parti, dettagli costruttivi e di montaggio.

Claims

R I V E N D I C A Z I O N I 1 . Sistema di accoppiamento (24) di un complesso di tenuta (1 ) con un elemento anulare rotante (4) , in particolare un anello di cuscinetto provvisto di una flangia (8) , in cui il complesso di tenuta comprende almeno un primo schermo anulare (10) avente una porzione a manicotto (15) destinata in uso ad accoppiare solidale con l’elemento anulare rotante (4) ed una porzione a flangia (16) che sporge radialmente a sbalzo dalla porzione a manicotto (15) ed è disposta a ridosso della flangia; caratterizzato dal fatto che la porzione a manicotto (15) del primo schermo anulare è definita da un solido di rivoluzione tubolare delimitato da una superficie di montaggio (21 ) verso l’elemento rotante avente geometria cilindrica; e dal fatto che, in combinazione, la porzione a manicotto accoppia con una sede di montaggio dell’elemento anulare rotante formata da un bassofondo anulare (25) delim itato da una parete di fondo (26) cilindrica e da uno spallamento assiale (27) disposto da banda opposta alla porzione a flangia; il primo schermo anulare ( 10) essendo contemporaneamente disposto a contatto assiale della flangia e dello spallamento assiale (27) .
2. Sistema di accoppiamento secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che lo spallamento assiale (27) definisce sulla parete di fondo (26) del bassofondo anulare (25) un punto di montaggio (90) , la cui distanza assiale da una superficie di appoggio (8a) della flangia (8) presenta una lunghezza in direzione assiale essenzialmente identica alla estensione in lunghezza, in direzione assiale, del primo schermo anulare (10) ; lo spallamento assiale (27) essendo definito da un risalto anulare (29) che delimita il bassofondo verso un bordo frontale libero (30) dell’elemento anulare rotante.
3. Sistema di accoppiamento secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che il risalto anulare (29) dell’elemento anulare rotante presenta in sezione radiale un profilo arrotondato definito verso il bassofondo da una superficie spiovente (32) che si innesta nella parete di fondo cilindrica in corrispondenza del punto di montaggio, di modo che una estremità cilindrica libera (22) della porzione a manicotto (15) si innesti a scatto a ridosso della superficie spiovente (32) .
4. Sistema di accoppiamento secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che un diametro della superficie laterale di montaggio (21 ) della porzione a manicotto (15) è tale da realizzare un accoppiamento ad interferenza, forzato o leggermente forzato, tra la porzione a manicotto (15) ed il risalto anulare (29) .
5. Unità mozzo ruota (2) comprendente un anello esterno (3) , in uso stazionario, un anello interno (4) , in uso rotante, avente una estrem ità (5) provvista di una flangia (8) opposta all’anello esterno (3) , almeno una corona di corpi volventi (6) interposti tra l’anello esterno e l’anello interno, ed un complesso di tenuta (1 ) comprendente almeno un primo schermo provvisto di una porzione a manicotto (15) in uso solidale all’anello interno e di una porzione a flangia (16) che si estende radialmente a sbalzo dalla porzione a manicotto, il primo schermo essendo montato interposto radialmente tra l’anello esterno e l’anello interno in modo che la porzione a flangia (16) risulta assialmente disposta interposta in uno spazio anulare (7) compreso tra l’estremità flangiata (5) e l’anello esterno (3) ; caratterizzato dal fatto che la porzione a manicotto (15) del primo schermo anulare è definita da un solido di rivoluzione tubolare delimitato da una superficie di montaggio (21 ) verso l’elemento rotante avente geometria cilindrica; e dal fatto che l’anello interno (4) presenta tra la flangia (8) ed un suo bordo frontale libero (30) che delimita una pista di rotolamento (31 ) per i corpi volventi una superficie laterale cilindrica (28) provvista di una sede di montaggio per la porzione a manicotto del primo schermo, la quale sede di montaggio è definita da un bassofondo anulare (25) delimitato da una parete di fondo (26) cilindrica e da uno spallamento assiale (27) disposto da banda opposta alla porzione a flangia; il primo schermo anulare (10) essendo contemporaneamente disposto a contatto assiale della flangia e dello spallamento assiale.