IT202100012422A1 - Unita’ cuscinetto per macchine andanatrici - Google Patents

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bearing
unit
hole
radially
shaft
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IT102021000012422A
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Fausto Baracca
Fabio Cavacece
Fabio Falaschi
Pasquale Frezza
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Description

Descrizione a corredo di una domanda di brevetto per invenzione industriale dal titolo: UNITA? CUSCINETTO PER MACCHINE ANDANATRICI
DESCRIZIONE
Settore tecnico dell?invenzione
La presente invenzione ? relativa ad un?unit? cuscinetto per macchine andanatrici provviste di rastrelli meccanici abbinati ad una trattrice. L?unit? cuscinetto siffatta ? idonea per applicazioni nell?industria manifatturiera e soprattutto per l?industria agricola in quanto di semplice ed economica realizzazione.
Tecnica nota
Sono note unit? cuscinetto provviste di elementi di rotolamento e di sistemi di serraggio dell?unit? stessa su di un albero rotante.
Le unit? cuscinetto sono utilizzate per consentire il movimento relativo di un componente o gruppo rispetto a un altro componente o gruppo. L?unit? cuscinetto in genere ha un primo componente, ad esempio un anello radialmente interno, che ? fissato ad un primo componente, ad esempio un albero rotante, e un secondo componente, ad esempio un anello radialmente esterno, che ? fissato ad un secondo componente, ad esempio un alloggiamento stazionario. Tipicamente, come da esempi sopra menzionati, l'anello radialmente interno ? girevole mentre l?anello radialmente esterno ? stazionario, ma molte applicazioni prevedono che l'elemento esterno ruoti e l'elemento interno sia stazionario. In ogni caso, nelle unit? cuscinetto di rotolamento la rotazione di un anello rispetto all?altro ? consentita da una pluralit? di elementi di rotolamento che sono posizionati tra la superficie cilindrica di un componente e la superficie cilindrica del secondo componente, normalmente denominate piste di rotolamento. Gli elementi di rotolamento possono essere sfere, rulli cilindrici o conici, rullini e elementi di rotolamento similari.
Sono altres? noti diversi sistemi di fissaggio dell?anello radialmente interno sull?albero rotante. La modalit? pi? semplice, idonea soprattutto per alberi cavi, prevede che l?anello radialmente interno e l?albero siano provvisti di fori passanti, assialmente corrispondenti, all?interno dei quali un elemento elastico (perno, spina o similari) ? inserito a pressione e realizza la solidariet? tra i due componenti.
Sono note ulteriori modalit? di accoppiamento tra l?albero rotante e l?anello radialmente interno, modalit? che per? risultano essere pi? complesse e meno economiche. In ordine crescente di complessit?/non economicit?, possiamo ricordare: il bloccaggio dell?anello radialmente interno sull?albero realizzato da una coppia di elementi di serraggio, ad esempio, una coppia di viti cosiddette a ?brugola?, ovvero viti senza testa, che, inserite in appositi forti filettati passanti ricavati su una porzione assialmente di estremit? dell?anello radialmente interno, bloccano stabilmente l?anello radialmente interno sull?albero. Normalmente le due viti a brugola ed i rispettivi fori hanno una distanza angolare compresa tra circa 60? e circa 120?; l?accoppiamento forzato per interferenza dell?anello radialmente interno sull?albero rotante; l?utilizzo di collari di serraggio che deformano la porzione di estremit? dell?anello radialmente costringendola a pressare l?albero rotante.
Nonostante la semplicit?, l?utilizzo della soluzione con foro passante e perno elastico presenta alcuni inconvenienti. Il caso pi? frequente ? quello di un utilizzatore, ad esempio il produttore della macchina agricola, che, da un lato, necessita di unit? cuscinetto che possano essere montate per mezzo di elemento elastico. D?altra parte, per?, tale utilizzatore potrebbe necessitare anche di unit? cuscinetto che debbano essere montate serrando la coppia di viti senza testa sull?albero. Ci? ? dovuto al fatto che, per una stessa applicazione, il posizionamento ottimale dell?unit? cuscinetto non sempre corrisponde al punto in cui, sull?albero rotante, ? presente un foro passante per una spina elastica; oppure, perch? tali unit? cuscinetto sono destinate ad altro tipo di applicazione, ad esempio, macchine aventi alberi rotanti pieni.
Qualunque sia la motivazione legata alla destinazione d?uso, ci? comporta per l?utilizzatore il dover gestire a magazzino unit? cuscinetto diverse e, considerato il numero di unit? cuscinetto da montare, gestire troppi codici di articolo a magazzino, con conseguente e pi? elevato rischio di errore in fase di montaggio.
Esiste pertanto l?esigenza di definire un?unit? cuscinetto in cui il sistema di bloccaggio dell?anello radialmente interno su di un albero rotante consenta di superare gli inconvenienti descritti.
Sintesi dell?invenzione
Scopo della presente invenzione ? quello di realizzare un?unit? cuscinetto che risulti versatile dal punto di vista del bloccaggio dell?anello radialmente interno su di un albero rotante, in base alle diverse configurazioni di macchina. Ci? si realizza, nell?unit? cuscinetto secondo la presente invenzione, abbinando due sistemi di bloccaggio: quello con elemento elastico e quello con viti senza testa.
In particolare, l?anello radialmente interno presenta due porzioni cilindriche, di ugual dimensione assiale, sporgenti all?esterno dell?anello radialmente esterno, da bande opposte dell?anello radialmente esterno stesso. In una porzione cilindrica ? ricavato, seconda tecnica nota, un foro passante per l?alloggiamento di un elemento elastico. Inoltre, secondo l?invenzione, in ciascuna porzione cilindrica ? ricavato un foro filettato passante per l?alloggiamento di una vite senza testa, gli assi dei due fori filettati essendo ortogonali e incidenti l?asse di rotazione dell?unit? cuscinetto.
Vantaggiosamente, il foro filettato ricavato sulla porzione cilindrica, provvista del foro passante per l?elemento elastico, ? disposto ad un predeterminato angolo dal foro passante.
Pertanto, secondo la presente invenzione viene realizzata un?unit? cuscinetto comprendente un anello radialmente interno provvisto contemporaneamente di un foro passante e di una coppia di fori filettati con le caratteristiche enunciate nelle rivendicazioni annesse.
Breve descrizione dei disegni
L?invenzione verr? ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che illustrano alcuni esempi di attuazione non limitativi dell?elemento di alloggiamento, in cui:
- la figura 1 rappresenta, in sezione trasversale, un?unit? cuscinetto provvista di sistema di bloccaggio per mezzo di spina elastica e viti senza testa, secondo un modo di attuazione della presente invenzione,
- la figura 2 illustra, in assonometria, l?unit? cuscinetto di figura 1, - la figura 3 illustra, in sezione trasversale, l?anello radialmente interno dell?unit? cuscinetto di figura 1, e
- la figura 4 ? una vista laterale dell?anello radialmente interno dell?unit? cuscinetto di figura 1.
Descrizione dettagliata
Facendo ora riferimento alle suddette figure, di seguito si descrive a titolo puramente esemplificativo una forma di attuazione di un?unit? cuscinetto 10 secondo la presente invenzione. L?unit? cuscinetto 10 per applicazioni nel settore agricolo e/o nell?industria manifatturiera - ad esempio l?industria tessile, mineraria, automobilistica, alimentare ? potr? essere interposta, ad esempio, tra un albero rotante ed un elemento di alloggiamento, non facenti parte della presente invenzione.
Con riferimento particolare alla figura 1, l?unit? cuscinetto 10 ?, ad esempio, applicata a macchine andanatrici provviste di rastrelli meccanici abbinati ad una trattrice, e comprende:
- un anello radialmente esterno 31, stazionario, presentante una superficie radialmente esterna sferica e di aspetto convesso,
- un anello radialmente interno 33, girevole attorno ad un asse di rotazione centrale X dell?unit? cuscinetto 10, montato su un albero rotante o oscillante (di tipo noto e pertanto non illustrato in figura) del rastrello; - una pluralit? di corpi di rotolamento 32 interposti tra i due anelli per permetterne la rotazione relativa, e
- una gabbia 34 di contenimento dei corpi di rotolamento per mantenere in posizione gli elementi di rotolamento della corona di corpi di rotolamento 32,
In tutta la presente descrizione e nelle rivendicazioni, i termini e le espressioni indicanti posizioni ed orientamenti quali ?radiale? e ?assiale? si intendono riferiti all?asse di rotazione centrale X dell?unit? cuscinetto 30.
L?unit? cuscinetto 10 ? altres? provvista di mezzi di tenuta 35 per sigillare l?unit? cuscinetto dall?ambiente esterno. Nel seguito i mezzi tenuta 35 potranno essere indicati anche pi? semplicemente come tenute 35, intendendosi evidentemente lo stesso componente.
L?anello radialmente interno 33 ? suddiviso, rispetto ad un asse di simmetria Y della pluralit? di corpi di rotolamento 32, in due porzioni cilindriche 33a, 33b di ugual dimensione assiale A (si veda la figura 3), sporgenti all?esterno dell?anello radialmente esterno 31, da bande opposte dell?anello radialmente esterno stesso 31. In una prima porzione cilindrica 33a ? ricavato un foro diametrale passante 36 per l?alloggiamento di un elemento elastico, di tipo noto e per questo non illustrato in figura. L?elemento elastico, come da tecnica nota, ? inserito sia all?interno del foro diametrale passante 36 sia attraverso l?albero oscillante per bloccare l?anello radialmente interno 33 sull?albero oscillante stesso.
Inoltre, secondo l?invenzione, in ciascuna porzione cilindrica 33a, 33b dell?anello radialmente interno 33 ? ricavato un foro filettato passante 37, 38 per l?alloggiamento di una vite senza testa 39 (si veda la figura 2), gli assi A37, A38 dei due fori filettati essendo ortogonali e incidenti l?asse di rotazione dell?unit? cuscinetto X. In altre parole i due fori filettati 37,38 sono realizzati sull?anello radialmente interno 33, da bande opposte rispetto all?anello radialmente esterno 31 e alla pluralit? di corpi di rotolamento.
Vantaggiosamente, l?asse A37 del foro filettato 37 ricavato sulla porzione cilindrica 33a, provvista del foro diametrale passante 36 per l?elemento elastico, ? disposto ad un predeterminato angolo ? dall?asse A36 del foro passante 36 (come illustrato in figura 4). L?angolo ? ? preferibilmente compreso tra 30? e 60?.
Secondo l?invenzione, l?unit? cuscinetto ? stata sviluppata al fine di ottimizzare la produzione, il magazzino, ma anche per rendere intercambiabili le caratteristiche di due macchine differenti. Infatti, l?unit? cuscinetto ? personalizzata nel senso che presenta entrambe le soluzioni di bloccaggio dell?anello radialmente interno rispetto all?albero oscillante; quindi presenta sia il foro passante per l?elemento elastico, che la coppia di fori filettati per il serraggio con viti senza testa. In questo modo, se l?utilizzatore deve montare l?unit? cuscinetto in una prima tipologia di macchina utilizzer? il bloccaggio con l?elemento elastico, oppure potr? utilizzare la coppia di viti senza testa, montando l?unit? cuscinetto in una qualsiasi posizione lungo l?albero oscillante e non necessariamente in corrispondenza del suo foro passante. Se invece, deve montare l?unit? cuscinetto su di un?altra tipologia di macchina priva di albero rotante con foro passante, potr? utilizzare il serraggio con viti senza testa. Risulta evidente che, entrambi i metodi di bloccaggio possono essere utilizzati contemporaneamente garantendo una forza di tenuta assiale ottimale, ovvero una maggiore forza richiesta per ottenere uno spostamento assiale dell?unit? cuscinetto.
Ulteriori aspetti innovativi dell?invenzione sono:
? l?aumento della lunghezza assiale 2A dell'anello radialmente interno 33. Nelle configurazioni note, l'anello radialmente interno ? asimmetrico rispetto all'asse verticale Y dell?unit? cuscinetto 10 (asse passante per il centro dei corpi di rotolamento 32 e delle piste di rotolamento degli anelli). Aumentando la sua lunghezza ed in particolare rendendolo simmetrico (rispetto all'asse verticale Y dell?unit? cuscinetto) si ottiene un migliore bilanciamento del sistema;
? presenza di due fori filettati 37, 38 assialmente opposti. Nelle applicazioni note, i fori filettati hanno entrambi la stessa coordinata assiale (i loro centri sono sulla stessa circonferenza con il centro del cuscinetto) ma con un angolo tra loro che pu? essere compreso tra 60? e 120?. Con questa soluzione si bilancia meglio l?unit? cuscinetto, ovvero non si indebolisce troppo il lato dove sar? presente anche il foro diametrale passante 36 per l?elemento elastico; un foro filettato per ciascun lato permette oltre a non indebolire il lato gi? dotato del foro passante per l?elemento elastico, un montaggio con serraggio simmetrico.
Riassumendo, i maggiori vantaggi dello sviluppo di questo design sono:
? versatilit? della soluzione: avendo due differenti sistemi di bloccaggio, pu? essere applicata a differenti configurazioni di macchina;
? maggiore forza di tenuta assiale rispetto alle soluzioni note, utilizzando entrambi i sistemi di bloccaggio;
? migliore bilanciamento dell?unit? cuscinetto grazie all'aumento della lunghezza assiale e alla simmetria dell'anello radialmente interno;
? utilizzo di un unico prodotto a catalogo, senza la necessit? di avere processi di produzione dedicati se non l?operazione di foratura e filettatura;
? maggiore facilit? di gestione da parte dell?utilizzatore di un singolo articolo per due macchine differenti. Il termine gestione precedentemente utilizzato ? da intendersi in termini di magazzino, fabbrica e interfaccia di vendita, implementazione della macchina, preparazione dell'operatore, ecc.
Oltre ai modi di attuazione dell?invenzione, come sopra descritti, ? 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, n? le sue applicazioni, n? 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 (7)

RIVENDICAZIONI
1. Unit? cuscinetto (10) comprendente:
- un anello radialmente esterno (31), stazionario, presentante una superficie radialmente esterna sferica e di aspetto convesso,
- un anello radialmente interno (33), girevole attorno ad un asse di rotazione centrale (X) dell?unit? cuscinetto (10), montato su un albero rotante o oscillante, in cui su una prima porzione cilindrica (33a) ? ricavato un foro diametrale passante (36) idoneo all?alloggiamento di un elemento elastico di bloccaggio dell?anello radialmente interno (33) sull?albero, - una pluralit? di corpi di rotolamento (32) interposti tra l?anello radialmente esterno (31) e l?anello radialmente interno (33) per permettere la rotazione relativa dei due anelli,
- almeno un elemento di bloccaggio dell?anello radialmente interno (33) sull?albero,
l?unit? cuscinetto (10) essendo caratterizzata dal fatto che sull?anello radialmente interno (33) sono realizzati due fori filettati passanti (37,38), da bande opposte rispetto all?anello radialmente esterno (31) e alla pluralit? di corpi di rotolamento (32), idonei all?alloggiamento di rispettive viti senza testa (39) di bloccaggio dell?anello radialmente interno (33) sull?albero.
2. Unit? cuscinetto (10) secondo la rivendicazione 1, in cui l?anello radialmente interno (33) ? suddiviso, rispetto ad un asse di simmetria (Y) della pluralit? di corpi di rotolamento (32), in due porzioni cilindriche (33a, 33b) di ugual dimensione assiale (A) sporgenti all?esterno dell?anello radialmente esterno (31), da bande opposte dell?anello radialmente esterno stesso (31) e in cui ciascuna porzione cilindrica (33a, 33b) ? provvista di un foro filettato passante (37,38).
3. Unit? cuscinetto (10) secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui gli assi (A37, A38) dei due fori filettati sono ortogonali e incidenti l?asse di rotazione centrale dell?unit? cuscinetto (X).
4. Unit? cuscinetto (10) secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui l?asse (A37) del foro filettato passante (37) ricavato sulla porzione cilindrica (33a), provvista del foro diametrale passante (36), ? angolarmente distante dall?asse (A36) del foro passante (36) secondo un angolo ( ?) compreso tra 30? e 60?.
5. Unit? cuscinetto (10) secondo la rivendicazione 1, in cui l?almeno un elemento di bloccaggio dell?anello radialmente interno (33) sull?albero ? dato da un elemento elastico alloggiato nel foro diametrale passante (36).
6. Unit? cuscinetto (10) secondo la rivendicazione 1, in cui l?almeno un elemento di bloccaggio dell?anello radialmente interno (33) sull?albero ? dato da una coppia di viti senza testa (39) alloggiate una ciascuna nei due fori filettati passanti (37, 38).
7. Unit? cuscinetto (10) secondo la rivendicazione 6, in cui l?almeno un elemento di bloccaggio dell?anello radialmente interno (33) sull?albero ? dato, inoltre, da un elemento elastico alloggiato nel foro diametrale passante (36).
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