IT201900009177A1

IT201900009177A1 - Componente integrato di protezione per un anello di guarnizione, particolarmente un anello di tenuta olio per componenti di trasmissione di veicoli e sistema di tenuta associato

Info

Publication number: IT201900009177A1
Application number: IT102019000009177A
Authority: IT
Inventors: Gianluca Arobbio; Marco Bresso; Fabio Marchisio; Alessandro Piras
Original assignee: Skf Ab
Priority date: 2019-06-17
Filing date: 2019-06-17
Publication date: 2020-12-17
Also published as: US20200393047A1; US11313472B2; CN112096837A; DE102020206694A1

Description

DESCRIZIONE

del brevetto per Invenzione Industriale dal titolo:

“COMPONENTE INTEGRATO DI PROTEZIONE PER UN ANELLO DI GUARNIZIONE, PARTICOLARMENTE UN ANELLO DI TENUTA OLIO PER COMPONENTI DI TRASMISSIONE DI VEICOLI E SISTEMA DI TENUTA ASSOCIATO.”

Settore Tecnico dell’Invenzione

La presente invenzione è relativa ad un componente integrato tappo di protezione e dispositivo di montaggio destinato a proteggere un anello di guarnizione, particolarmente un anello di tenuta olio per componenti di trasmissione di veicoli durante il montaggio di un albero entro l’anello di tenuta, nonché chiudere l’imboccatura di passaggio per l’albero prima del montaggio dello stesso, con ritenzione dell’albero nell’anello di tenuta, per evitare l’ingresso di contaminanti esterni all’interno del componente di trasmissione attraverso la citata imboccatura.

Tecnica Nota

Come è noto, nei componenti di trasmissione del moto di veicoli, in particolare nel caso del dispositivo differenziale, occorre inserire in fase di montaggio della trasmissione del veicolo un albero rotante attraverso una apertura del componente di trasmissione provvista di un anello di tenuta che, al momento del montaggio, impegna l’albero per evitare la fuoriuscita di olio o grasso dal componente e l’ingresso nella stesso di eventuali contaminanti esterni.

Prima del montaggio dell’albero, però, eventuali contaminanti possono entrare nel componente. Per evitare questo rischio, l’apertura di passaggio, già dotata dell’anello di tenuta, viene chiusa da un tappo. Tuttavia, sia questo tappo, sia soprattutto l’albero (di solito un albero scanalato) quando viene montato dopo aver rimosso il tappo, possono causare danni o deformazioni al labbro o labbri di tenuta dell’anello di guarnizione, che sono successivamente causa di fuoriuscita di olio o grasso. Questo capita, tipicamente, per la guarnizione di uscita albero dal differenziale di veicoli.

È noto utilizzare, oltre ad un cappuccio di protezione per evitare l'ingresso di contaminanti, ad esempio nella scatola cambio di veicoli durante il trasporto e la movimentazione verso la linea di montaggio, anche un anello in PTFE montato sul diametro interno dell’anello di tenuta per guidare l'albero di trasmissione, ma ciò non protegge il labbro principale di tenuta della guarnizione da eventuali danni.

Inoltre, il montaggio di due (o più) componenti separati, oltre che essere costoso, produce ingombri eccessivi e difficoltà di montaggio, e spesso non è proprio possibile a causa dei vincoli di progettazione.

Sintesi dell’Invenzione

Scopo della presente invenzione è quello di fornire un componente integrato di protezione ed un sistema di tenuta associato destinati a proteggere un anello di guarnizione, particolarmente un anello di tenuta olio per componenti di trasmissione di veicoli, che siano privi degli inconvenienti dello stato dell’arte e che siano al contempo affidabili, economici da produrre e montare e che proteggano in modo effettivo, da una parte l’anello di tenuta da eventuali danni e, dall’altra parte, il componente di trasmissione dell’ingresso di contaminanti.

In base all’invenzione vengono dunque forniti un componente integrato di protezione ed un sistema di tenuta associato per la protezione di un anello di guarnizione, particolarmente un anello di tenuta olio per componenti di trasmissione di veicoli, aventi le caratteristiche enunciate nelle rivendicazioni annesse.

Breve Descrizione dei Disegni

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

- la figura 1 illustra schematicamente una vista in pianta dall’alto del componente integrato di protezione dell’invenzione;

- la figura 2 illustra schematicamente una vista in elevazione, sezionata secondo un piano di traccia II-II, del componente integrato di figura 1;

- le figure 3 e 4 illustrano schematicamente rispettive viste prospettiche di tre quarti dall’alto di due differenti parti del componente integrato dell’invenzione;

- la figura 5 illustra schematicamente una vista in elevazione e sezionata secondo un piano di traccia V-V del componente integrato dell’invenzione con le sue parti montate una sull’altra; e

- le figure 6a, 6b e 6c illustrano schematicamente tre fasi successive di utilizzo su, e rimozione da, un componente di trasmissione di veicolo del componente integrato dell’invenzione, nonché il relativo sistema di tenuta associato.

Descrizione Dettagliata

Con riferimento alle figure da 1 a 5, in esse è indicato nel suo complesso con 1 un componente integrato di protezione per un anello di guarnizione 2 (figure 6a-6c), nell’esempio non limitativo, ma preferito, di attuazione illustrato consistente in un anello di tenuta olio per un componente di trasmissione 3 di veicoli, ad esempio un differenziale.

Il componente integrato 1 comprendendo un tappo 4 configurato per inserirsi all’interno dell’anello di guarnizione 2 (figura 6a) ed un elemento anulare 5 consistente in un cappuccio di protezione configurato per proteggere l’anello di guarnizione 2 durante l’inserimento attraverso di esso di un albero 6, in uso rotante, tipicamente un albero scanalato.

L’elemento anulare 5 (figure 1-3) comprende una prima estremità 7 sagomata a flangia ed una parete laterale tubolare 8 che si estende assialmente a sbalzo dalla prima estremità 7 ed è configurata per accoppiarsi in uso, con una sua superficie radialmente esterna 9, direttamente a contatto con l’anello di guarnizione 2 e per ricevere internamente, dalla parte una sua superficie radialmente interna 10, l’albero rotante 6 (figura 6b).

Secondo un aspetto dell’invenzione, la prima estremità 7 sagomata a flangia è provvista radialmente sull’esterno e radialmente di sbalzo di almeno una maniglia 11 ed è configurata per accoppiarsi assialmente in battuta, in uso, con l’anello di guarnizione 2 (figura 6a).

Inoltre, il tappo 4 e la prima estremità a flangia 7 sono configurati per accoppiarsi tra loro in modo amovibile, a scatto o a baionetta, il tappo 4 entro l’elemento anulare 5, il tappo 4 essendo inseribile nell’elemento anulare 5 dalla parte della prima estremità a flangia 7.

Nell’esempio preferito di attuazione illustrato l’accoppiamento tra tappo 4 ed estremità a flangia 7 è a baionetta, realizzato mediante recessi circonferenziali 12 praticati attraverso un bordo radialmente esterno 13 (figura 3) della estremità a flangia 7, che vengono impegnati da rispettivi denti 14 conformati ad L del tappo 4 (figura 4), meglio descritti nel seguito.

Secondo un aspetto essenziale dell’invenzione, la parete laterale tubolare 8 è provvista per tutta una sua lunghezza assiale (cioè misurata parallelamente ad un asse A di simmetria dell’albero 6), di un primo indebolimento 15 ricavato longitudinalmente in corrispondenza di un secondo indebolimento 16, quest’ultimo però ricavato radialmente sulla/nella prima estremità 7 sagomata a flangia.

Tali indebolimenti 15 e 16 sono configurati per strapparsi/rompersi in conseguenza di una trazione esercita manualmente sulla maniglia 11, in modo da poter produrre in uso, in qualsiasi momento, l’apertura circonferenziale dell’elemento anulare 5 (figura 6c).

L’elemento anulare 5 è infatti realizzato in un unico pezzo in un materiale plastico sintetico.

Il primo e secondo indebolimento 15,16 sono definiti da opposti bordi adiacenti, longitudinali 18 della parete laterale tubolare 8, e radiali 19 della estremità a flangia 7 (figura 6c), che sono stati saldati tra loro, ad esempio ad ultrasuoni, nel caso in cui l’elemento anulare o cappuccio 8 sia stato ottenuto per stampaggio in un unico pezzo ma in una configurazione aperta. Oppure sono costituiti da porzioni assottigliate (figura 3) longitudinali della estremità a flangia 7 e radiali della parete laterale tubolare 8 (ottenute realizzando opportunamente lo stampo) quando l’elemento anulare 8 è ottenuto per stampaggio direttamente nella configurazione chiusa ad anello, di utilizzo.

Anche il tappo 4 è preferibilmente realizzato in un unico pezzo in un materiale plastico sintetico e comprende una testa 20 conformata a tazza, avente una concavità 21 (figure 2 e 4) rivolta da banda opposta all’elemento anulare 8.

La testa 20 è inoltre provvista radialmente sull’esterno e dalla parte della sua concavità 21, di una flangia 22 di accoppiamento con la prima estremità a flangia 7 dell’elemento anulare 8.

I denti a L 14 sono ricavati di pezzo con la flangia 22 in modo da essere rivolti verso l’elemento anulare 5 e si trovano in corrispondenza di feritoie circonferenziali passanti 23 ricavate attraverso la flangia 22 in modo da poter stampare i denti 14 senza la formazione di sottosquadri.

La testa 20 del tappo 4 è delimitata da un primo tratto 24 di parete laterale anulare conformato a tronco di cono e configurato per accoppiarsi con una imboccatura 25 conformata a tronco di cono della parete laterale tubolare 8 dell’elemento anulare 5.

La testa 20 del tappo 4 è inoltre delimitata un secondo tratto 26 di parete laterale anulare, questa di forma cilindrica, configurato per accoppiarsi con la superficie laterale radialmente interna 10 della parete laterale tubolare 8 dell’elemento anulare 5.

Il tappo 4, all’interno della concavità 21 della testa 20 è provvisto di almeno una aletta 27 di impugnatura per poter ruotare il tappo 4 relativamente all’elemento anulare 5. Preferibilmente, la testa 20 include una singola aletta 27 ricavata diametralmente tra i due tratti di parete laterale 24 e 26, di pezzo con gli stessi, dentro la concavità 21, in modo da poter essere afferrata manualmente da un operatore, anche con mano guantata.

La prima estremità sagomata a flangia 7 è provvista, oltre che della maniglia 11 e sempre radialmente sull’esterno e radialmente di sbalzo, anche di una aletta 28 ricavata in una posizione diametralmente opposta alla maniglia 11 e configurata per essere afferrabile manualmente.

La maniglia 11 comprende una linguetta flessibile 29 ricavata di pezzo con l’estremità a flangia 7 e terminante con un anello 30 di afferraggio manuale.

La superficie laterale radialmente esterna 9 della parete laterale tubolare 8 è conica, in particolare troncoconica, e presenta conicità rivolta verso una seconda estremità 31 dell’elemento anulare 8, opposta alla prima estremità 7. Qui e di seguito per “conicità” si intende la direzione verso la quale la superficie conica converge verso il vertice del cono ideale di cui fa parte.

Secondo un aspetto dell’invenzione, il tappo 4 è provvisto di uno stelo assiale di guida 32 che si estende a sbalzo dall’elemento anulare 8 ed attraverso all’elemento anulare 8, da banda opposta alla prima estremità conformata a flangia 7 dell’elemento anulare 8 e che è ricavato assialmente a sbalzo dalla testa 20, da banda opposta alla flangia 22.

Lo stelo 32 è provvisto di una pluralità di alette radiali 33 ed è configurato per inserirsi in uso entro il componente di trasmissione 3, come è schematicamente illustrato a tratteggio in figura 6b.

Infine, la prima estremità sagomata a flangia 7 dell’elemento anulare 5 è provvista, dalla parte della parete laterale tubolare 8, di una pluralità di risalti radiali 34, distanziati tra loro circonferenzialmente e disposti in corona, configurati per accoppiarsi assialmente in battuta, in uso, con l’anello di guarnizione 2.

Da quanto finora descritto è infine chiaro che l’invenzione si riferisce anche ad un sistema di tenuta, indicato nel suo complesso con 35 (figura 6b) per un componente 3 di trasmissione di veicoli e applicabile ad una apertura di ingresso 36 (figure 6) di un albero rotante 6 nel componente di trasmissione 3.

Il sistema di tenuta 35 comprende: un anello di tenuta olio 2 alloggiato sulla apertura di ingresso 36 e configurato per ricevere passante, in uso, l’albero rotante 6; ed un componente integrato di protezione 1 come descritto in precedenza, in cui l’elemento anulare 5 con il tappo 4 inserito in esso e bloccato a baionetta viene inserito all’interno dell’anello di guarnizione 2, per cui il tappo 4 si trova anch’esso inserito nell’anello di tenuta 2 e, insieme all’elemento anulare 5 chiude sostanzialmente a tenuta di fluido, o almeno di polvere, l’imboccatura 36; ed in cui l’elemento anulare 5 si accoppia a strisciamento e con leggera interferenza con i labbri/il labbro di tenuta dell’anello di tenuta 2, portandolo elasticamente in una configurazione deformata.

Questo permette di chiudere con efficienza l’apertura 36 in modo rapido e semplice, di fatto utilizzando il tappo 4 e l’elemento anulare 5 come un unico componente.

Quando il componente di trasmissione 3 è sulla linea di montaggio pronto a ricevere l’albero 6, è sufficiente rimuovere il tappo 4 ruotandolo mediante l’aletta 27 per liberare l’apertura 36 quasi completamente, la parete laterale 8 essendo piuttosto sottile.

A questo punto è sufficiente introdurre l’albero 6, inserendolo dentro l’elemento anulare 5; durante questo movimento, l’albero 6 non entra in contatto con l’anello di tenuta 2 che è pertanto efficientemente protetto da qualsiasi rischio di danneggiamento.

Infine, con l’albero 6 in posizione, un operatore non ha che da afferrare la maniglia 11 e l’aletta 28 per sfilare almeno in parta l’elemento anulare 5 dalla imboccatura 36, facendolo scorrere sull’albero 6; anche durante tale movimento la superficie 9 protegge l’anello di guarnizione 2.

Infine, l’operatore, usando la sola maniglia 11, oppure anche l’aletta 28, esercita sull’elemento 5 una torsione che rompe le zone indebolite 15 e 16 (assottigliate o saldate) aprendo l’elemento anulare 5 (figura 6c) che può così essere rimosso.

Durante le fasi descritte, la conicità del tratto 24 di parete laterale anulare permette una semplice inserzione dell’albero 6, anche in caso di leggeri disassamenti. La conicità della superficie laterale 9 facilita l’inserzione senza danni e con basso sforzo dell’elemento anulare 5 entro l’anello di tenuta 2.

Infine, lo stelo 32 permette di guidare con precisione l’inserzione dell’interno componente di protezione 1 entro l’imboccatura 36.

La soluzione secondo l’invenzione assicura pertanto l'integrità del labbro di tenuta dell’anello di guarnizione 2 durante l'operazione di montaggio dell'albero di trasmissione 6 e al contempo si evita l’ingresso accidentale di qualsiasi contaminante.

Tutti gli scopi dell’invenzione sono dunque raggiunti.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Componente integrato di protezione (1) per un anello di guarnizione (2), particolarmente un anello di tenuta olio per un componente di trasmissione di veicoli; il componente integrato comprendendo un tappo (4) configurato per inserirsi all’interno dell’anello di guarnizione ed un elemento anulare (5) configurato per proteggere l’anello di guarnizione durante l’inserimento attraverso di esso di un albero rotante (6); caratterizzato dal fatto che, in combinazione: i)- l’elemento anulare (5) comprende una prima estremità sagomata a flangia (7) ed una parete laterale tubolare (8) che si estende assialmente a sbalzo dalla prima estremità ed è configurata per accoppiarsi in uso, con una sua superficie radialmente esterna (9), direttamente a contatto con l’anello di guarnizione e per ricevere internamente, dalla parte una sua superficie radialmente interna (10), l’albero rotante; ii)- la prima estremità sagomata a flangia (7) è provvista radialmente sull’esterno e radialmente di sbalzo di almeno una maniglia (11) ed è configurata per accoppiarsi assialmente in battuta, in uso, con l’anello di guarnizione; iii)- il tappo (4) e la prima estremità a flangia (7) sono configurati per accoppiarsi tra loro in modo amovibile, a scatto o a baionetta, il tappo entro l’elemento anulare, il tappo essendo inseribile nell’elemento anulare dalla parte della prima estremità a flangia (7); iv)- la parete laterale tubolare (8) essendo provvista per tutta una sua lunghezza assiale, di un primo indebolimento (15) ricavato longitudinalmente in corrispondenza di un secondo indebolimento (16), ricavato radialmente, della prima estremità sagomata a flangia (7); il primo e secondo indebolimento (15,16) essendo configurati per strapparsi in conseguenza di una trazione esercita manualmente sulla maniglia (11), in modo da produrre l’apertura circonferenziale dell’elemento anulare (5).
2. Componente integrato di protezione secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l’elemento anulare (5) è realizzato in un unico pezzo in un materiale plastico sintetico.
3. Componente integrato di protezione secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che il primo e secondo indebolimento (15,16) sono definiti da opposti bordi adiacenti, longitudinali (18) della parete laterale tubolare e radiali (19) della prima estremità a flangia, che sono stati saldati tra loro, o da porzioni assottigliate della estremità a flangia (7) e della parete laterale tubolare (8).
4. Componente integrato di protezione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il tappo (4) è realizzato in un unico pezzo in un materiale plastico sintetico e comprende una testa (20) conformata a tazza, avente una concavità (21) rivolta da banda opposta all’elemento anulare e, dalla parte della sua concavità, una flangia (22) di accoppiamento con la prima estremità a flangia dell’elemento anulare; la testa (20) del tappo essendo delimitata da: un primo tratto (24) di parete laterale anulare conformato a tronco di cono e configurato per accoppiarsi con una imboccatura (25) conformata a tronco di cono della parete laterale tubolare dell’elemento anulare; e un secondo tratto (26) di parete laterale anulare di forma cilindrica e configurato per accoppiarsi con la superficie laterale radialmente interna (10) della parete laterale tubolare dell’elemento anulare.
5. Componente integrato di protezione secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che il tappo (4), all’interno della concavità della testa è provvisto di almeno una aletta di impugnatura (27) per ruotare il tappo relativamente all’elemento anulare.
6. Componente integrato di protezione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la prima estremità sagomata a flangia (7) è provvista, oltre che della detta maniglia e sempre radialmente sull’esterno e radialmente di sbalzo, anche di una aletta (28) ricavata in una posizione diametralmente opposta alla maniglia (11) e configurata per essere afferrabile manualmente; la maniglia comprendendo una linguetta flessibile (29) ricavata di pezzo con l’estremità a flangia e terminante con un anello (30) di afferraggio manuale.
7. Componente integrato di protezione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la superficie laterale radialmente esterna (9) della parete laterale tubolare è conica e presenta conicità rivolta verso una seconda estremità (31) dell’elemento anulare, opposta alla prima estremità, sagomata a flangia.
8. Componente integrato di protezione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il tappo (4) è provvisto di uno stelo assiale di guida (32) che si estende a sbalzo dall’elemento anulare ed attraverso all’elemento anulare, da banda opposta alla prima estremità conformata a flangia (7) dell’elemento anulare; lo stelo (32) essendo provvisto di una pluralità di alette radiali (33) ed essendo configurato per inserirsi in uso entro detto componente di trasmissione (3).
9. Componente integrato di protezione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la prima estremità sagomata a flangia (7) è provvista, dalla parte di detta parete laterale tubolare, di una pluralità di risalti radiali (34), distanziati tra loro circonferenzialmente e disposti in corona, configurati per accoppiarsi assialmente in battuta, in uso, con l’anello di guarnizione (2).
10. Sistema di tenuta (35) per un componente di trasmissione (3) di veicoli applicabile ad una apertura di ingresso (36) di un albero rotante (6) nel componente di trasmissione (3); il sistema di tenuta comprendendo: un anello di tenuta olio (2) alloggiato sulla apertura di ingresso e configurato per ricevere passante, in uso, l’albero rotante (6); ed un componente integrato di protezione (1) comprendente un tappo (4) configurato per inserirsi all’interno dell’anello di guarnizione (2) ed un elemento anulare (5) configurato per proteggere l’anello di guarnizione (2) durante l’inserimento attraverso di esso dell’albero rotante (6) secondo quanto indicato nella rivendicazione 1.