IT201900013914A1

IT201900013914A1 - Unità di tenuta per gruppi mozzo ruota

Info

Publication number: IT201900013914A1
Application number: IT102019000013914A
Authority: IT
Inventors: Daniele Duch
Original assignee: Skf Ab
Priority date: 2019-08-05
Filing date: 2019-08-05
Publication date: 2021-02-05
Also published as: DE102020209576A1; US20210041025A1; CN112324804A; US11578802B2

Description

Descrizione a corredo di una domanda di brevetto per invenzione industriale dal titolo: UNITÀ DI TENUTA PER GRUPPI MOZZO RUOTA

DESCRIZIONE

Settore Tecnico dell’Invenzione

La presente invenzione è relativa ad una unità di tenuta per gruppi mozzo ruota.

Tecnica Nota

Nei gruppi mozzo ruota dei veicoli si presenta il problema di proteggere efficacemente dall’aggressione di contaminanti esterni, quali acqua, fango, polvere, un cuscinetto di rotolamento, il quale è interposto tra un mozzo flangiato esterno di supporto per una ruota del veicolo, e un perno di supporto di un montante del veicolo.

Tale problema è stato finora risolto mediante l’adozione di unità di tenuta comprendenti una armatura rigida vincolata al mozzo ruota, e uno o più labbri elastici di tenuta dinamica, i quali sono supportati dall’armatura rigida e sono a contatto strisciante sul perno di supporto o su un distanziale portato dal perno di supporto stesso. Perno che, in uso, è stazionario, ed è supportato dagli ammortizzatori del veicolo.

La soluzione sopra descritta presenta però dei costi di produzione piuttosto elevati in quanto non solo risulta necessario produrre i labbri elastici di tenuta dinamica mediante vulcanizzazione sull’armatura rigida, ma risulta anche necessario sottoporre il perno di supporto, o il citato distanziale portato dal perno di supporto stesso, a lavorazioni meccaniche di finitura superficiale nelle zone di contatto con i labbri elastici di tenuta per limitarne l’usura.

Sintesi dell’Invenzione

Scopo della presente invenzione è quello di realizzare una unità di tenuta, in particolare per gruppi mozzo ruota di veicoli, priva degli inconvenienti descritti, e presentante, anche, ridotti ingombri, in particolare, in direzione assiale; elevata efficacia e affidabilità, costanti nel tempo; ed elevata facilità di montaggio e smontaggio, unitamente ad una elevata semplicità e ad un costo di produzione relativamente contenuti.

Secondo la presente invenzione viene realizzata una unità di tenuta per gruppi mozzo ruota avente le caratteristiche enunciate nelle rivendicazioni annesse.

Breve Descrizione dei Disegni

L’invenzione verrà ora descritta con riferimento alla figura annessa, che ne illustra in maniera schematica, con parti in sezione e parti asportate per chiarezza, una preferita forma di attuazione fornita a titolo di esempio non limitativo.

Descrizione Dettagliata

Con riferimento alla figura 1, con 10 è indicata nel suo complesso unità di tenuta per un gruppo 50 mozzo ruota comprendente un cuscinetto 60 di rotolamento, il quale è interposto tra un mozzo 51 flangiato esterno di supporto per una ruota di un veicolo (non illustrati), e un perno 52 di supporto di un montante del veicolo (non illustrati). Il perno 52 e il mozzo 51 flangiato fanno entrambe parte del gruppo 50 e se il perno 52, in uso, è stazionario, il mozzo 51 flangiato è girevole attorno ad un asse A di rotazione e simmetria centrale del gruppo 50 e dell’unità 10 di tenuta. Il cuscinetto 60 di rotolamento comprende un anello esterno 61 solidale al mozzo 51, un anello interno 62 solidale al perno 52, e un dispositivo 63 di tenuta disposto in una intercapedine 64 definita tra l’anello esterno 61 e l’anello interno 62 per evitare l’ingresso di eventuali contaminanti esterni, quali acqua, fango, polvere, nel cuscinetto 60 di rotolamento stesso.

Considerato gli ambienti particolarmente aggressivi in termini di contaminanti laddove il gruppo 50 mozzo ruota viene utilizzato, per proteggere il cuscinetto 60 di rotolamento ancora più efficacemente dall’aggressione di questi contaminanti esterni, l’unità 10 di tenuta viene efficacemente predisposta, secondo i dettami della presente invenzione, in serie e in posizione assialmente frontale al dispositivo 63 di tenuta in modo tale da ridurre la presenza di fango a contatto con il dispositivo 63 di tenuta stesso, e in modo tale anche da drenare in modo efficace verso l’esterno del cuscinetto 60 di rotolamento eventuali contaminanti liquidi giunti a contatto con il dispositivo 63 di tenuta.

Secondo la presente invenzione, l’unità 10 di tenuta comprende una pre-intercapedine anulare 11, la quale è definita dal mozzo 51 flangiato esterno e dal perno 52 ed è disposta in serie e in posizione assialmente frontale all’intercapedine 64; e due porzioni 12 e 13, di cui la porzione 12 è una porzione dinamica in rotazione, in uso, attorno all’asse A, mentre la porzione 13 è una porzione statica e coopera con la porzione 12 dinamica ai fini del raggiungimento dei benefici sopra enunciati presentati dall’unità 10 stessa.

Secondo quanto illustrato nella figura annessa, la porzione 12 dinamica comprende:

- una estremità 14 libera cilindrica del mozzo 51 estendentesi verso il perno 52, e

- due superfici 15 e 16 laterali dell’estremità 14 libera, di cui la superfice 15 è una superficie cilindrica radiale interna dell’estremità libera 14 e delimita la pre-intercapedine anulare 11 radialmente verso l’esterno, mentre la superficie 16 è una superficie conica di centrifugazione, ed è inclinata rispetto all’asse A in modo tale da presentare la propria conicità aperta verso il perno 52 e da banda opposta del cuscinetto 60 di rotolamento. La superficie 16 è contigua alla superficie 15 ed è assialmente delimitata dalla parte opposta della superficie 15 da una superficie 17 anulare trasversale all’asse A e delimitante assialmente l’estremità 14 libera cilindrica del mozzo 51.

Secondo la presente invenzione, la porzione 13 statica comprende uno schermo 80 anulare rigido calettato sul perno 52 lungo una superficie 53 cilindrica di montaggio, la quale è radialmente affacciata alla superficie 15 e delimita la pre-intercapedine anulare 11 radialmente verso l’interno. Lo schermo 80 anulare è composto da quattro sezioni che si sviluppano attorno all’asse A:

- una sezione 81 di calettamento calettata sulla superficie 53 per rendere angolarmente solidali tra loro lo schermo 80 e il perno 52, ovvero per rendere stazionario lo schermo 80;

- una prima e una seconda sezione 82 e 83 flangiate parallele tra loro e trasversali all’asse A, disposte assialmente da bande opposte della sezione 81 cui sono, per altro, anche solidali, e di cui la prima sezione 82 è radialmente più corta della seconda sezione 83 lasciando una finestra anulare 84 con la superficie 15 sulla quale si affaccia il dispositivo 63 di tenuta; mentre la seconda sezione 83 si estende radialmente verso l’esterno per una lunghezza radiale avente una dimensione pari, sostanzialmente, ad una dimensione di un diametro D della superficie 15; e, infine,

- una sezione 85 di centrifugazione, la quale si diparte dalla seconda sezione 83 in posizione affacciata alla superficie 16 conica, presenta sostanzialmente una medesima conicità della superficie 16 conica stessa, e si estende verso l’esterno della pre-intercapedine anulare 11 fino ad un limite assiale della superficie 17 per definire, con la superficie 16 conica, un gap 86 conico che pone in comunicazione la pre-intercapedine anulare 11 con l’esterno dell’unità di tenuta 10.

Ai fini della presente invenzione, riveste particolare importanza non solo la combinazione del moto di rotazione del mozzo 51 attorno all’asse A con la sezione 85 di centrifugazione, ma anche la combinazione del moto di rotazione del mozzo 51 attorno all’asse A con la sezione 81 di calettamento unitamente alla prima e alla seconda sezione 82 e 83 flangiata. Infatti, in uso, la rotazione del mozzo 51 attorno all’asse A determina una centrifugazione verso la superficie 15 dell’eventuale contaminante penetrato all’interno della pre-intercapedine anulare 11, e la conformazione della sezione 85 di centrifugazione, che, come sopra descritto, rispecchia la conformazione della superficie 16, facilita l’espulsione e il drenaggio del contaminante verso l’esterno della pre-intercapedine anulare 11 attraverso il gap 86, la cui conformazione determinata appunto dalla sezione 85 di centrifugazione e dalla superficie 16 sfrutta al meglio l’azione centrifuga della rotazione del mozzo 51. Vale la pena sottolineare che tale azione centrifuga avviene su tutto la superficie 16, ovvero a 360° attorno all’asse A con notevoli vantaggi in termini di drenaggio e pulizia.

In questa configurazione innovativa, la superficie 15 collabora con la superficie 16 per la centrifugazione verso l’esterno del gap 86 di eventuale contaminante e rappresenta una sorta di invito verso la superficie 16 in quanto la propria rotazione attorno all’asse A e il contatto con il contaminante determinano uno spostamento progressivo di quest’ultimo verso la superficie 16 stessa: in altre parole, si potrebbe definire la superficie 15 come una superficie di pre-centrifugazione in sinergia con la superficie 16 di centrifugazione che determina l’effettiva espulsione e drenaggio del contaminante dalla pre-intercapedine 11.

Inoltre, la sezione 81 di calettamento unitamente alla prima e alla seconda sezione 82 e 83 flangiata conferiscono allo schermo 80 rigido una forma sostanzialmente ad U aperta verso la superficie 15 e tale conformazione permette, unitamente alla rotazione della superficie 15 stessa, la creazione di moti turbolenti all’interno del contaminate eventualmente presente alla pre-intercapedine 11, ovvero anche all’interno della citata U, cosicché non solo si facilita ulteriormente la migrazione del contaminante verso la superficie 15 e la relativa espulsione attraverso il gap 86, ma si prevenga anche il contaminante possa entrare in contatto con il dispositivo 63 di tenuta a tutto vantaggio e della vita utile del dispositivo 63 di tenuta stesso, e del cuscinetto 60 di rotolamento.

Risulta evidente da quanto sopra che l’adozione di un semplice schermo 80 anulare rigido abbinato a una semplice lavorazione meccanica dell’estremità 14 libera cilindrica del mozzo 51 per l’ottenimento della superficie 16 conica fanno sì che l’unità 10 di tenuta sia certamente di semplice ed economica realizzazione, nonché presenti degli ingombri assiali decisamente contenuti. La sinergia tra l’azione dinamica della superficie 16 conica e della superficie 15 cilindrica nell’area della pre-intercapedine 11, e l’azione statica dello schermo 80 anulare, in particolare della sezione 85 di centrifugazione permettono un’efficace e affidabile azione di tenuta e di protezione del cuscinetto 60 di rotolamento che si mantiene nel tempo e non risente dell’usura di alcun elemento come, invece, può accadere con la presenza di labbri elastici di tenuta dinamica. In ultimo, l’adozione di un semplice schermo 80 anulare montato sul perno 52 non solo permette una elevata facilità di montaggio e, eventualmente, di smontaggio dell’unità 10 di tenuta, ma permette anche di evitare alcune lavorazioni meccaniche del perno 52 stesso che, invece, nel caso di adozione di labbri elastici di tenuta dinamica si renderebbero necessarie.

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

RIVENDICAZIONI 1. Unità di tenuta (10) per un gruppo mozzo ruota (50) per veicoli provvisto di un cuscinetto (60) a rotolamento interposto tra un mozzo (51) girevole per una ruota del veicolo, e un perno (52) stazionario di un montante del veicolo stesso; l’unità di tenuta (10) comprendendo una pre-intercapedine (11) anulare disposta in posizione assialmente frontale al cuscinetto (60) a rotolamento, una porzione dinamica (12) in rotazione, in uso, attorno all’asse (A), e una porzione statica (13) cooperante con la porzione dinamica (12) per proteggere il cuscinetto (60) a rotolamento dall’aggressione di contaminanti esterni; l’unità di tenuta (10) essendo caratterizzata dal fatto che la porzione dinamica (12) comprende una superficie (16) di centrifugazione realizzata su di una estremità libera del mozzo (51) e che, in combinazione, la porzione statica (13) comprende uno schermo (80) stazionario calettato sul perno (52) di supporto all’interno della pre-intercapedine (11) e provvisto di una sezione (85) di centrifugazione affacciata alla superficie (16) di centrifugazione per facilitare l’espulsione e il drenaggio verso l’esterno della pre-intercapedine anulare (11) di eventuale contaminante.
2. Unità secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che la sezione (85) di centrifugazione e la superficie (16) di centrifugazione definiscono tra loro un gap (86) di forma conica che pone in comunicazione la pre-intercapedine anulare (11) con l’esterno dell’unità di tenuta (10), ovvero è aperto verso l’esterno del cuscinetto (60) di rotolamento.
3. Unità secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che la porzione dinamica (12) comprende una superficie (15) di precentrifugazione realizzata su di una estremità libera del mozzo (51) e sinergica alla superficie (16) di centrifugazione per l’espulsione e il drenaggio del contaminante dalla pre-intercapedine (11).
4. Unità secondo la rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto che lo schermo (80) stazionario è conformato ad U ed è aperto verso la superficie (15) di pre-centrifugazione per la creazione di moti turbolenti all’interno del contaminate eventualmente presente alla pre-intercapedine (11).
5. Unità secondo la rivendicazione 4, caratterizzata dal fatto che lo schermo (80) stazionario comprende una sezione (81) di calettamento calettata sul perno (52) e una prima e una seconda sezione (82)(83) flangiata, le quali, unitamente con la sezione (81) di calettamento, conformano lo schermo (80) a U, e di cui la prima sezione (82) flangiata è radialmente più corta della seconda sezione (83) flangiata ed è disposta assialmente affacciata al cuscinetto (60) di rotolamento.
6. Unità secondo la rivendicazione 5, caratterizzata dal fatto che la sezione (85) di centrifugazione è supportata dalla seconda sezione (83) flangiata in posizione affacciata alla superficie (16) di centrifugazione.