IT201900013584A1 - Anello interno flangiato per cuscinetti mozzo ruota - Google Patents

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Description

Descrizione a corredo di una domanda di brevetto per invenzione industriale dal titolo: ANELLO INTERNO FLANGIATO PER CUSCINETTI MOZZO RUOTA
DESCRIZIONE
Settore Tecnico dell’Invenzione
La presente invenzione è relativa ad un anello interno flangiato, in particolare ad un anello interno flangiato per cuscinetti mozzo ruota.
Tecnica Nota
Gli anelli interni flangiati per cuscinetti mozzo ruota di tipo noto comprendono un corpo tubolare di supporto per un cuscinetto mozzo ruota, in particolare per il suo anello interno, e coassiale ad un asse di rotazione del cuscinetto, e una flangia, la quale è trasversale all’asse di rotazione, è provvista di una pluralità di fori passanti filettati uniformemente distribuiti attorno all’asse, e presenta:
- una superficie anulare esterna di montaggio sulla quale vengono montati un disco freno e un cerchione fissato mediante viti filettate inserite nei fori passanti, e
- una superficie anulare interna assialmente affacciata ad un anello esterno del cuscinetto di rotolamento.
La flangia presenta uno spessore assiale di base uniforme definito dalla distanza assiale delle due superfici anulari e calcolato per resistere alle sollecitazioni meccaniche tipiche dei cuscinetti mozzo ruota, e, comprende, inoltre, per ciascuno foro passante filettato, un braccio radiale, il quale è disposto sulla superficie interna della flangia in posizione affacciata all’anello esterno, e si estende radialmente verso l’esterno a partire da uno spallamento di montaggio del cuscinetto mozzo ruota. Ciascun braccio radiale funge da elemento di irrobustimento della flangia almeno in corrispondenza dei fori passanti filettati e definisce, con un braccio radiale adiacente, una rispettiva cartella di rinforzo presentante uno spessore assiale pari al citato spessore assiale di base della flangia.
In alcune particolari applicazioni, poiché il peso dei cuscinetti mozzo ruota può modificare la risposta del sistema sospensivo del veicolo, rendendolo meno pronto a seguire le asperità del manto stradale, sono stati adottati degli anelli interni flangiati alleggeriti e privati totalmente, o quasi totalmente, delle cartelle di rinforzo tra due bracci radiali adiacenti. Tuttavia, l’alleggerimento complessivo degli anelli interni flangiati è stato in qualche modo vanificato dal necessario incremento dello spessore assiale dei bracci radiali affinché il cuscinetto mozzo ruota potesse comunque continuare a sostenere le sollecitazioni meccaniche tipiche dei cuscinetti mozzo ruota.
Sintesi dell’Invenzione
Scopo della presente invenzione è quello di realizzare un anello interno flangiato per cuscinetti mozzo ruota che pur presentando una struttura dal peso molto contenuto, sia comunque in grado di resistere alle sollecitazioni meccaniche tipiche dei cuscinetti mozzo ruota.
Secondo la presente invenzione è descritto un anello interno flangiato per cuscinetti mozzo ruota, avente le caratteristiche enunciate nella rivendicazione indipendente annessa.
Ulteriori modi di realizzazione dell’invenzione, preferiti e/o particolarmente vantaggiosi, sono descritti secondo le caratteristiche enunciate nelle rivendicazioni dipendenti annesse.
Breve Descrizione dei Disegni
L’invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano alcuni esempi di attuazione non limitativi, in cui:
- la figura 1 è una vista prospettica, con parti asportate per chiarezza, di un anello interno flangiato per cuscinetti mozzo ruota secondo l’invenzione; e
la figura 2 è una sezione trasversale, con parti asportate per chiarezza, dell’anello flangiato per cuscinetti mozzo ruota di figura 1 .
Descrizione Dettagliata
Con riferimento alle figure 1 e 2, con 1 è indicato nel suo complesso un anello interno flangiato per un cuscinetto mozzo ruota, illustrato nelle figure annesse solo in parte e indicato nel suo complesso con 2.
In tutta la presente descrizione e nelle rivendicazioni, i termini e le espressioni indicanti posizioni ed orientamenti quali “radiale” e “assiale” si intendono riferiti ad un asse X centrale dell’anello interno 1 . Espressioni quali “assialmente esterno” e “assialmente interno” sono, invece, riferite alla condizione montata, e nel caso di specie, preferibilmente, sono riferite ad un lato ruota e, rispettivamente, ad un lato opposto al lato ruota.
L’anello interno 1 comprende un corpo tubolare 4 coassiale all’asse X, e una flangia 5, la quale è trasversale all’asse X, ed è provvista di una pluralità di fori 6 passanti filettati uniformemente distribuiti attorno all’asse X. I l corpo tubolare 4 è anche parte integrante del cuscinetto 2 mozzo ruota, di cui ne definisce un anello interno, e presenta una pista 7 di scorrimento del cuscinetto mozzo ruota stessa, laddove la pista 7 è ricavata direttamente sul corpo tubolare 4 in corrispondenza di uno spallamento 8, sul quale è montata una tenuta 9. I n una forma di attuazione alternativa dell’anello interno flangiato, non illustrata, ma facilmente desumibile da quanto descritto, il cuscinetto 2 mozzo ruota, invece di avere una propria pista 7 di scorrimento integrata con il corpo tubolare 4, comprende due anelli interni provvisti di rispettive piste di scorrimento e uno dei due anelli interni è montato sul corpo tubolare 4 assialmente a ridosso dello spallamento 8.
La flangia 5 presenta una superficie anulare 1 1 assialmente esterna di montaggio, sulla quale vengono montati un disco freno e un cerchione (non illustrati) fissato mediante viti filettate (non illustrate) inserite nei fori 6 passanti filettati, e una superficie interna 12, la quale è assialmente affacciata ad un anello esterno 3 del cuscinetto 2, ed individua, attraverso l’anello interno 1 , una sezione assiale S trasversale all’asse X, dalla quale lo spallamento 8 si sviluppa assialmente verso l’anello esterno 3. La flangia 5 è radialmente delim itata da una superficie cilindrica 14 esterna di diametro C, e comprende, per ciascuno foro 6 passante, un braccio radiale 13, il quale si diparte radialmente verso l’esterno a partire dallo spallamento 8 senza però raggiungere la superficie cilindrica 14, e si sviluppa assialmente verso l’anello esterno 3 a partire dalla superficie 12.
L’anello interno 1 viene realizzato per forgiatura e presenta fin dall’origine i bracci radiali 13, che formano un corpo unico con lo spallamento 8 e con la flangia 5, la quale, tra le due superfici 1 1 e 12 e tra ciascuna coppia di bracci radiali 13, presenta uno spessore A assiale di base uniforme e di dimensioni inferiori alle dimensioni di uno spessore B assiale dello spallamento 8 stesso.
Secondo una forma di attuazione della presente invenzione, al fine di permettere all’anello interno 1 flangiato sia di resistere alle sollecitazioni meccaniche tipiche dei cuscinetti mozzo ruota, sia di avere una struttura dal peso molto contenuto per migliorare la risposta del sistema sospensivo del veicolo, rendendolo più pronto a seguire le asperità del manto stradale, lo spessore A assiale di base uniforme della flangia 5 presenta un valore di 3 m m , ovvero un valore ben al di sotto di quelli attualmente utilizzati nelle flange degli anelli interni flangiati di tipo noto. Allo scopo di ottenere il principale risultato della presente invenzione, ovvero la riduzione della peso dell’anello interno 1 flangiato a parità di resistenza meccanica, evidenze sperimentali hanno dimostrato che tale risultato si consegue non solo se lo spessore A assiale di base uniforme della flangia 5 presenta un valore di 3 m m , ma anche se le dimensioni della flangia 5, rapportate a quelle dello spallamento 8 stiano all’interno di range ben determinati, ovvero se il valore del rapporto A/B tra lo spessore A assiale di base uniforme della flangia 5 e lo spessore B assiale dello spallamento 8 assume valori compresi tra un minimo di 0.15 e un massimo di 0.4, e parimenti, anche se il valore del rapporto A/C tra lo spessore A assiale di base uniforme della flangia 5 e il diametro C della flangia 5 stessa assume valori compresi tra un minimo di 0.018 e un massimo di 0.03.
In particolare, allorquando il rapporto A/B e il rapporto A/C stanno al di sopra dei rispettivi valori minimi, la forgiatura dell’anello interno 1 flangiato non presenta alcun tipo di problema in quanto il materiale di forgiatura defluisce senza impedimenti permettendo la realizzazione di un forgiato senza alcuna fessurazione. Inoltre, sempre allorquando il rapporto A/B e il rapporto A/C stanno al di sopra dei rispettivi valori m inimi, l’anello interno 1 flangiato resiste in modo efficace ai momenti ribaltante indotti dalle manovre di cosiddette di “cornering” del veicolo, nonché ai carichi assiali e radiali dovuti al peso del veicolo stesso. I nfatti, allorquando il rapporto A/B e il rapporto A/C stanno al di sopra dei rispettivi valori minimi, la relazione tra le dimensioni della flangia 5 e le dimensioni dello spallameto 8 è tale per cui sebbene la flangia 5 sia, quantomeno nello spazio tra ciascuna coppia di bracci radiali 13, piuttosto snella, lo spallamento 8 contribuisce, grazie alle dimensioni com misurate in modo innovativo a tale snellezza, comunque alla rigidezza complessiva dell’insieme prevenendo deformazioni della flangia 5 stessa.
Nel caso in cui, invece, il rapporto A/B e il rapporto A/C stiano al di sotto dei rispettivi valori massimi, non si ha alcuno spreco di materiale greggio per il forgiato, con una conseguente riduzione anche dei relativi costi, sia dell’approvvigionamento di materia prima, sia di produzione, e, inoltre, sia ha anche una equilibratura ottimale delle masse in rotazione dell’anello interno 1 flangiato. Infatti, allorquando il rapporto A/B e il rapporto A/C stanno al di sotto dei rispettivi valori massimi, la relazione tra le dimensioni della flangia 5 e le dimensioni dello spallamento 8 è tale per cui sebbene lo spallamento 8 risulti esso stesso piuttosto snello, la flangia 5 non presenta, però, delle dimensioni radiali tali da sbalzare radialmente libera al di fuori dello spallamento 8 stesso e, pertanto, da risultare troppo flessibile.
I vantaggi della soluzione sopra descritta sono evidenti: la riduzione in termini di peso dell’anello interno 1 flangiato non solo consente al produttore di cuscinetti di avere dei risparmi in term ini di materia prima, e di costi di produzione, ma consente anche al produttore dei veicoli un risparmio in termini di CO2 a tutto vantaggio dell’ambiente e della osservanza, quindi, delle sempre più rigide norme a difesa dell’ambiente stesso. Inoltre, nonostante la raggiunta riduzione di peso dell’anello interno 1 flangiato, realizzata, si ricorda ancora, con uno spessore A della flangia 5 di dimensioni ben al di sotto delle dimensioni dello spessore convenzionale, unitamente, ad innovativi rapporti dimensionali fra tale spessore A con lo spessore B, nonché con il diametro C, l’anello interno 1 flangiato, proprio in virtù di questa innovativa geometria dimensionale, raggiunge le performance desiderate sia in termini di rigidezza e resistenza alle sollecitazioni meccaniche, sia in termini di durata, e, inoltre, permette di ottenere un prodotto maggiormente competitivo rispetto a quelli attualmente sul mercato.
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 (2)

  1. RIVENDICAZIONI 1 . Anello interno flangiato ( 1 ) per cuscinetti (2) mozzo ruota, l’anello interno flangiato ( 1 ) comprendendo: - un corpo tubolare (4) di supporto per il cuscinetto (2) e coassiale ad un asse (X) , - una flangia (5) , la quale è trasversale all’asse (X), è provvista di una pluralità di fori passanti filettati (6) distribuiti attorno all’asse (X) , ed è assialmente delimitata da una superficie anulare esterna (1 1 ) di montaggio e da una superficie interna ( 12) assialmente affacciata ad un anello esterno (3) del cuscinetto (2) che ne determinano un rispettivo spessore assiale di base (A) ; - un rispettivo braccio radiale ( 13) , per ciascun foro passante filettato (6) , disposto sulla superficie ( 12) interna della flangia (5) in posizione affacciata all’anello (3) esterno; e - uno spallameto (8) , da cui si dipartono radialmente verso l’esterno i bracci radiali ( 13) e che presenta un rispettivo spessore (B) assiale di dimensioni maggiori alle dimensioni dello spessore (A) assiale della flangia (5) ; l’anello interno ( 1 ) essendo realizzato di forgiatura rendendo di pezzo la flangia (5) , lo spallamento (8) e i bracci radiali ( 13) , ed essendo caratterizzato dal fatto che le dimensioni dello spessore (A) della flangia (5) , quantomeno tra ciascuna coppia di bracci radiali ( 13) adiacenti, sono piuttosto snelle e sono relazionate con lo spessore (B) dello spallamento (8) e con un diametro (C) della flangia (5) in modo tale che il valore di un primo rapporto (A/B) tra lo spessore (A) assiale della flangia (5) e lo spessore (B) assiale dello spallamento (8) assume valori compresi tra un minimo di 0.15 e un massimo di 0.4, e il valore di un secondo rapporto (A/C) tra lo spessore (A) assiale della flangia (5) e il diametro (C) della flangia (5) stessa assume valori compresi tra un minimo di 0.018 e un massimo di 0.03.
  2. 2. Anello interno flangiato caratterizzato dal fatto che lo spessore (A) assiale di base da utilizzare per il processo di forgiatura è pari a 3 mm .
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