IT201900011646A1 - Unità cuscinetto a sezione sottile - Google Patents

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bearing unit
relative
inner ring
axis
thin section
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IT102019000011646A
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Fausto Baracca
Andrea Bertolini
Fabio Falaschi
Pasquale Frezza
Colomba Alessio Nebbia
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Skf Ab
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Description

Descrizione a corredo di una domanda di brevetto per invenzione industriale dal titolo: UNITA CUSCINETTO A SEZIONE SOTTILE
DESCRIZIONE
Settore Tecnico dell'Invenzione
La presente invenzione è relativa ad una unità cuscinetto a sezione sottile.
Tecnica Nota
Le unità cuscinetto a sezione sottile di tipo noto sono adatte ad applicazioni dove gli ingombri assiali sono molto limitati o dove occorre contenerne i pesi e comprendono, in genere, un anello esterno, un anello interno, una pluralità di elementi volventi interposti tra l'anello interno e l'anello esterno per permetterne la rotazione relativa attorno ad una asse di rotazione e, per ciascun lato del cuscinetto, un dispositivo di tenuta per prevenire l'ingresso di contaminanti all'interno dell'unità cuscinetto e, al tempo stesso, evitare la fuoriuscita di grasso lubrificante dall'interno dell'unità cuscinetto stessa.
Potendo avere degli ingombri assiali molto limitati, le unità cuscinetto del tipo sopra descritto trovano vantaggiosa applicazione nelle macchine per il taglio del marmo, la cui lavorazione genera una polvere molto fine, abrasiva e che riesce a penetrare facilmente all'interno delle unità cuscinetto riducendone in modo consistente la vita utile.
Sintesi dell'Invenzione
Scopo della presente invenzione è quello di realizzare una unità cuscinetto a sezione sottile, la quale, pur mantenendo le proprie precipue caratteristiche di sottigliezza, sia anche in grado di resistere a lungo in applicazioni in ambienti decisamente aggressivi quali, ad esempio, quelle nelle macchine per il taglio del marmo
Secondo la presente invenzione viene realizzata una unità cuscinetto a sezione sottile avente 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 di attuazione non limitativo, in cui:
- la figura 1 è una vista prospettica di una preferita forma di attuazione dell'unità cuscinetto a sezione sottile della presente invenzione;
- la figura 2 illustra, in scala ingrandita e in sezione, l'unità cuscinetto della figura 1; e
- la figura 3 illustra, in scala ulteriormente ingrandita, un particolare dell'unità cuscinetto a sezione sottile della figura 2.
Descrizione Dettagliata
Con riferimento alle figure 1 e 2, con 10 è indicata nel suo complesso una unità cuscinetto a sezione sottile presentante, pertanto, ingombri assiali molto limitati, e comprendente un anello esterno 20 flangiato, un anello interno 30 coassiale all'anello esterno 20 e ad un asse X di rotazione, e una pluralità di elementi 40 volventi, preferibilmente sfere, interposti tra l'anello interno 30 e l'anello esterno 20 per permetterne la rotazione relativa attorno all'asse X.
In tutta la presente descrizione e nelle rivendicazioni, termini ed espressioni che stanno ad indicare posizioni e direzioni quali ad esempio "radiale", "assiale", "trasversale", sono da intendersi riferiti all'asse X di rotazione.
Nell'unità cuscinetto 10 secondo la presente invenzione, l'anello esterno 20 flangiato è un anello rotante, ed è provvisto di una pista 21 centrale di scorrimento radialmente interna per gli elementi 40 volventi, e per ciascun lato L dell'unità cuscinetto 10, di una risega 22 anulare, la quale è aperta radialmente verso l'asse X e assialmente verso l'esterno dell'unità cuscinetto 10, è ricavata nell'anello esterno 20 flangiato a partire da una rispettiva superficie 23 anulare esterna che delimita assialmente l'anello esterno 20 flangiato, ed è delimitata radialmente verso l'esterno dell'anello esterno 20 da una superficie 24 cilindrica, e assialmente verso l'interno, ovvero verso la pista 21, da una superficie 25 anulare trasversale all'asse X. Le due riseghe 22 anulari sono disposte da assialmente da bande opposte della pista 21, e sono speculari fra loro.
Nell'unità cuscinetto 10 secondo la presente invenzione, l'anello interno 30 è un anello non rotante, ed è provvisto di una pista 31 centrale di scorrimento radialmente esterna per gli elementi 40 volventi radialmente affacciata alla pista 21. Per ciascun lato L dell'unità cuscinetto 10, l'anello interno 30 è assialmente delimitato da due superfici 32 e 33 anulari disposte in serie dall'esterno dell'unità cuscinetto 10 verso l'asse X, e di cui le due superfici 33 sono assialmente rientrate rispetto alle superfici 32, le quali sono sostanzialmente assialmente allineate alle superfici 23 dell'anello esterno 20. Inoltre, per ciascun lato L dell'unità cuscinetto 10, l'anello interno 30 è radialmente delimitato da due superfici 34 e 35 cilindriche disposte in serie dall'esterno dell'unità cuscinetto 10 verso l'asse X, e di cui le due superfici 35 sono disposte direttamente da bande opposte della pista 31 e delimitate assialmente verso l'esterno dell'unità cuscinetto 10 dalle superfici 33; mentre le superfici 34 sono delimitate assialmente verso l'esterno dell'unità cuscinetto 10 dalle superfici 32. Infine, sempre per ciascun lato L dell'unità cuscinetto 10, e come meglio illustrato nella figura 3, l'anello interno 30 comprende una scanalatura 36 laterale cilindrica ricavata attraverso la superficie 33 assialmente verso l'interno dell'unità cuscinetto 10: ciascuna scanalatura 36 è radialmente delimitata verso l'interno, ovvero verso l'asse X, dalla relativa superficie 34, è radialmente delimitata verso l'esterno, ovvero da parte opposte rispetto l'asse X, da una superficie 37 conica che sfocia e si apre progressivamente verso la relativa superficie 33, e, infine, è assialmente delimitata verso l'interno dell'anello interno 30 da una superficie 38 anulare, trasversale all'asse X, che intercetta sia la superficie 34, sia la superficie 37, con le quali è preferibilmente, ma non necessariamente, anche raccordata.
Secondo la presente invenzione, l'unità cuscinetto 10 a sezione sottile comprende, inoltre, un dispositivo 50 di tenuta per prevenire l'ingresso di contaminanti al proprio interno, ovvero tra le piste 21 e 31 di scorrimento laddove scorrono gli elementi 40 volventi, e, al tempo stesso, per evitare la fuoriuscita di grasso lubrificante sempre dall'interno dell'unità cuscinetto 10 stessa. Il dispositivo 50 di tenuta, comprende, per ciascun lato L dell'unità cuscinetto 10, un rispettivo schermo 51 sagomato portato girevole attorno all'asse X dall'anello esterno 20, e una rispettiva tenuta 52 a labirinto definita, come meglio verrà descritto nel seguito, da ciascuno schermo 51 e dall'anello interno 30.
Ciascuno schermo 51 comprende due bordi 53 e 54 anulari di estremità conformati, in sezione, sostanzialmente a L, di cui il bordo 53 è un bordo radialmente esterno ed è innestato nella relativa risega 22 anulare in modo tale da essere calettato sulla relativa superficie 23 anulare esterna ed essere posizionato in battuta assiale contro la relativa superficie 25 anulare, mentre il bordo 54 è un bordo radialmente interno e si inserisce libero, ovvero senza alcun contatto, all'interno della relativa scanalatura 36. In particolare, ciascun bordo 53 comprende una rispettiva porzione 55 cilindrica calettata sulla relativa superficie 23 e una rispettiva porzione 56 flangiata trasversale all'asse X e disposta in battuta assiale contro la relativa superficie 25 anulare, mentre ciascun bordo 54 comprende una rispettiva porzione 57 flangiata trasversale all'asse X, sostanzialmente assialmente complanare con la relativa superficie 23 e raccordata alla relativa porzione 56 flangiata mediante una porzione 58 conica, ed una rispettiva porzione 59 cilindrica supportata libera all'estremità della porzione 57 flangiata opposta a quella connessa alla porzione 58 conica.
Ciascun bordo 53 definisce con l'anello interno 30 e, in particolare con la relativa scanalatura 36, una rispettiva tenuta 52 a labirinto multistadio comprendente:
- un rispettivo stadio e/o canale 61 anulare radialmente interno comunicante con l'interno dell'unità cuscinetto e assialmente delimitato da una relativa porzione 57 flangiata e da una relativa superficie 33,
- un rispettivo stadio e/o canale 62 cilindrico radialmente esterno comunicante con l'esterno dell'unità cuscinetto e radialmente delimitato da una relativa porzione 59 cilindrica e da una relativa superficie 34, e
- un rispettivo stadio e/o canale 63 sagomato intermedio tra un relativo canale 61 anulare e un relativo canale 62, e definito da una relativa porzione 59 cilindrica e dalle relative superfici 37 e 38.
Grazie alla particolare conformazione dell'unità cuscinetto 10 e anche degli schermi 51, gli stadi e/o canali 61, 63 e 62 presentano una luce estremamente ridotta e sono pertanto particolarmente difficili da penetrare, ovvero presentano una elevata capacità di tenuta alla contaminazione da parte di contaminanti esterni all'unità cuscinetto 10. Inoltre, la innovativa conformazione di ciascuno schermo 51 e del proprio posizionamento libero all'interno della relativa scanalatura 36 determinano una successione degli stadi e/o canali 61, 63 e 62 lungo un percorso P piuttosto complesso e, soprattutto, tortuoso che, come testé detto, non solo è difficile da penetrare, ma, è anche particolarmente difficile da percorrere da parte del grasso lubrificante contenuto all'interno dell'unità cuscinetto 10 a tutto discapito, pertanto, dell'eventuale fuoriuscita di grasso lubrificante. In definitiva, giocano a favore della capacità di trattenimento del grasso lubrificante all'interno dell'unità cuscinetto 10, sia lo sviluppo lineare del percorso P, sia la luce estremamente ridotta degli stessi stadi e/o canali 61, 63 e 62 in quanto entrambi i fattori, che rappresentano degli elementi caratterizzanti della presente invenzione, concorrono ad aumentare la caduta di pressione del grasso lubrificante lungo il percorso P, ovvero concorrono a rendere particolarmente improbabile la fuoriuscita del grasso lubrificante stesso dall'unità cuscinetto 10. Occorre, inoltre, sottolineare che la capacità di tenuta di ciascuna tenuta 52 a labirinto è ulteriormente enfatizzata, in uso, dal moto relativo del relativo schermo 51 sagomato portato girevole attorno all'asse X dall'anello esterno 20, rispetto all'anello interno 30 fisso, non rotante. Questo moto relativo ingenera, quantomeno all'interno degli stadi e/o canali 61 e 63, un effetto centripeto, che contribuisce a spingere il grasso lubrificante verso l'interno dell'unità cuscinetto 10 evitandone, pertanto, l'eventuale fuoriuscita.
Al fine di incrementare ulteriormente i vantaggi della presente invenzione, ovvero soprattutto la capacità di ritenzione del grasso lubrificante, e sfruttando anche la lunghezza piuttosto sviluppata del percorso P, il canale 63, nella parte delimitata dalla superficie 37, presenta un tratto inclinato rispetto all'asse X con pendenza media che decresce a partire dall'esterno dell'unità cuscinetto 10, e che incrementa ulteriormente la spinta sul grasso lubrificante verso l'interno dell'unità cuscinetto 10.
Da quanto sopra descritto appare chiaramente che l'aver creato un percorso P sfruttando la compenetrazione di ciascun bordo 54, o meglio, di una parte dei bordo 54 definita dalla porzione 59, con la relativa scanalatura 36 che si estende assialmente all'interno dell'anello interno 30, permette di creare un percorso P della tenuta 52 a labirinto piuttosto lungo senza, però, necessitare di incrementare la larghezza assiale dell'unità cuscinetto 10, la quale, pertanto, resta particolarmente sottile e idonea agli utilizzi per i quali è preposta.
Oltre ai modi di attuazione dell'invenzione, come sopra descritti, è da intendere che esistono numerose ulteriori varianti. Deve anche intendersi che detti modi di attuazione sono solo esemplificativi e non limitano l'oggetto dell'invenzione, né le sue applicazioni, né le sue configurazioni possibili. Al contrario, sebbene la descrizione sopra riportata rende possibile all'uomo di mestiere l'attuazione della presente invenzione almeno secondo una sua configurazione esemplificativa, si deve intendere che sono concepibili numerose variazioni dei componenti descritti, senza che per questo si fuoriesca dall'oggetto dell'invenzione, come definito nelle rivendicazioni allegate, interpretate letteralmente e/o secondo i loro equivalenti legali.

Claims (4)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Unità cuscinetto a sezione sottile comprendente un anello esterno (20) flangiato, un anello interno (30) coassiale all’anello esterno (20) e ad un asse (X) di rotazione, una pluralità di elementi (40) volventi interposti tra l’anello interno (30) e l’anello esterno (20) per permetterne la rotazione relativa attorno all’asse (X) , e un dispositivo (50) di tenuta per prevenire l'ingresso di contaminanti, e, al tempo stesso, per evitare la fuoriuscita di un grasso lubrificante dall’interno dell’unità cuscinetto (10) stessa; l’unità cuscinetto (10) essendo caratterizzata dal fatto che il dispositivo (50) di tenuta comprende, per ciascuno lato (L) dell’unità cuscinetto (10) stessa, uno schermo (51 ) di tenuta sagomato portato girevole attorno all’asse (X) dall’anello esterno (20) , e una tenuta (52) a labirinto estendentisi su di un rispettivo percorso (P) complesso e tortuoso definito da un relativo schermo (51 ) di tenuta e dall’anello interno (30) .
  2. 2. Unità cuscinetto a sezione sottile secondo la rivendicazione 1 , caratterizzata dal fatto che l’anello interno (30) comprende, per ciascuno lato (L) dell’unità cuscinetto (10) stessa, una scanalatura (36) ricavata attraverso una prima superficie (32) esterna dell’anello interno (30) e radialmente delimitata verso l’interno dalla una rispettiva prima superficie (34) cilindrica; il relativo schermo (51 ) presentando una propria estremità (57, 59) abbinata all’anello interno (30) per definire il relativo percorso (P) e inserita libera all’interno della relativa scanalatura (36) per rendere complesso e tortuoso il percorso (P) stesso.
  3. 3. Unità cuscinetto a sezione sottile secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che ciascuna tenuta (52) a labirinto è una tenuta a labirinto multistadio comprendente un rispettivo stadio (63) sagomato intermedio provvisto di un tratto inclinato rispetto all’asse (X) con pendenza media che decresce a partire dall’esterno dell’unità cuscinetto (10) .
  4. 4. Unità cuscinetto a sezione sottile secondo la rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto che ciascuna tenuta (52) a labirinto comprende un rispettivo stadio (61 ) radialmente interno com unicante con l’interno dell’unità cuscinetto (10) e un rispettivo stadio (62) radialmente esterno com unicante con l’esterno dell’unità cuscinetto (10) disposti lungo il percorso (P) da bande opposte del relativo detto stadio (63) sagomato; i detti tre stadi (61 , 63, 62) presentando una luce estremamente ridotta e contribuendo tra loro a sviluppare la lunghezza del percorso (P) .
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