IT202100029615A1 - Unita’ cuscinetto con anello interno sensorizzato - Google Patents

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IT202100029615A1
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radially internal
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sensor
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Fausto Baracca
Andrea Bertolini
Vittorio Zanella
Maria Grazia Semeraro
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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 CON ANELLO INTERNO SENSORIZZATO
DESCRIZIONE
Settore tecnico dell?invenzione
La presente invenzione ? relativa ad un?unit? cuscinetto, provvista di un anello radialmente interno sensorizzato. L?unit? cuscinetto siffatta ? idonea per applicazioni nell?industria manifatturiera e soprattutto per applicazioni nell?industria del taglio del marmo.
Tecnica nota
Nell?industria manifatturiera e soprattutto nelle applicazioni nell?industria del taglio del marmo, le unit? cuscinetto di tipo noto devono presentare delle dimensioni assiali molto contenute essendo montate le une assialmente a fianco delle altre, formando un ?pacco? di unit? cuscinetto, e tale limite dimensionale determina la necessit? di ricorrere a soluzioni tecniche particolarmente sofisticate, ovvero anche costose, nella scelta dei loro componenti che, pur avendo ingombri assiali ridotti, dovranno comunque avere performance elevate.
Nell?ambito appena descritto, pertanto, l?unit? cuscinetto in genere ha un primo componente, ad esempio un anello radialmente esterno, che ? fissato ad un elemento girevole (nell?industria del marmo un regime tipico di velocit? di rotazione ? intorno ai 750 rpm) e un secondo componente, ad esempio un anello radialmente interno, che ? fissato ad un elemento stazionario. Com?? noto, accade di frequente che l'anello radialmente interno sia girevole mentre l?anello radialmente esterno sia stazionario, ma in altre applicazioni, come quella descritta, accade che l'anello esterno ruoti e l'anello interno sia stazionario. In ogni caso, nelle unit? cuscinetto di rotolamento la rotazione di un anello rispetto all?altro ? consentita da una pluralit? di corpi di rotolamento che sono posizionati tra la superficie cilindrica di un componente e la superficie cilindrica del secondo componente, normalmente denominate piste di rotolamento. I corpi di rotolamento possono essere sfere, rulli cilindrici o conici, rullini e corpi di rotolamento similari.
Le unit? cuscinetto delle macchine per il taglio del marmo sono sottoposte a livelli importanti di vibrazioni e a valori elevati di temperatura. Le vibrazioni sono prodotte dall?impatto degli utensili di taglio sui blocchi di marmo da tagliare e si trasmettono alla struttura della macchina e alle unit? cuscinetto. Inoltre, il fatto che le unit? cuscinetto siano assemblate a ?pacco? rende difficoltoso lo smaltimento di calore prodotto dagli attriti tra fili di taglio del marmo e relative pulegge e dagli attriti volventi che si generano durante la rotazione relativa degli anelli delle unit? cuscinetto, in particolare sulle piste di rotolamento. Ovviamente, lo smaltimento di calore ? ancor pi? difficoltoso nelle unit? cuscinetto pi? interne del pacco di unit? cuscinetto, poich? queste unit? centrali sono maggiormente isolate dall?ambiente esterno.
Gli utilizzatori delle macchine per il taglio del marmo hanno l?esigenza di non superare i 110?C nella propria macchina e, pertanto, devono tenere sotto controllo la temperatura. Allo scopo si utilizzano cospicui volumi di acqua di raffreddamento per asportare la maggior quantit? possibile di calore senza che per? possano valutare quale sia il giusto volume e la corretta temperatura dell'acqua che permetta di ridurre al minimo l'acqua utilizzata per mantenere la temperatura della macchina sotto controllo.
Sintesi dell?invenzione
Scopo della presente invenzione ?, quindi, quello di realizzare un?unit? cuscinetto che sia esente dagli inconvenienti sopra descritti.
Tale scopo si realizza provvedendo l?anello radialmente interno dell?unit? cuscinetto con un sensore in esso inserito, preferibilmente un sensore di temperatura e vibrazioni che trasmette i dati in modalit? Wi-Fi, con l'obiettivo di monitorare il livello delle vibrazioni e i livelli di temperatura nell?unit? cuscinetto.
L?unit? cuscinetto cos? sensorizzata potr? essere inserita in posizione mediana rispetto al pacco di unit? cuscinetto in modo da monitorare i livelli pi? elevati di temperatura.
La conoscenza in tempo reale della temperatura di un?unit? cuscinetto consente a un operatore, durante l?ottimizzazione o l?utilizzo della macchina per il taglio del marmo, di aumentare o ridurre la portata di acqua che scorre all?interno dell?albero, tenendo conto che maggiore ? la portata di acqua e maggiore ? la quantit? di calore asportato. Cos? operando, si evita di utilizzare sempre il massimo quantitativo di acqua possibile, soluzione decisamente poco economica ed efficiente in termini di consumi e materiale sprecato.
Secondo la presente invenzione viene realizzata una unit? cuscinetto avente 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?unit? cuscinetto, in cui:
- la figura 1, ? una vista schematica parziale di un assieme di unit? cuscinetto per una macchina per il taglio del marmo
- la figura 2 ? una vista, in sezione trasversale, di una preferita forma di attuazione dell?unit? cuscinetto secondo la presente invenzione - la figura 3 illustra, in scala ingrandita e in sezione, un anello radialmente interno dell?unit? cuscinetto di figura 2,
- la figura 4 ? una vista frontale e parziale dell?anello radialmente interno di figura 3,
- la figura 5 ? una vista frontale di un sensore per l?unit? cuscinetto di figura 2, e
- la figura 6 ? una sezione del sensore di figura 5.
Descrizione dettagliata
Con riferimento alla figura 1, con 20 ? illustrata, in modo semplice e schematico e con parti asportate per chiarezza, una macchina per il taglio del marmo atta all?ottenimento di lastre di marmo (note e non illustrate) di spessore molto ridotto, ovvero di uno spessore nell?ordine dei 13 mm.
La macchina 20 comprende una pluralit? di pulegge 22 (solo quattro delle quali illustrate) per la movimentazione e il rinvio di rispettivi fili di taglio (noti e non illustrati) del marmo stesso.
Le pulegge 22 sono disposte assialmente affiancate l?una all?altra e la loro distanza assiale determina lo spessore delle citate lastre di marmo.
La rotazione di ciascuna puleggia 22 ? permessa da una rispettiva unit? cuscinetto 10, oggetto specifico della presente invenzione, a cui la trattazione che segue far? particolare riferimento.
L?unit? cuscinetto 10 comprende un anello radialmente interno 33 e un anello radialmente esterno flangiato 31, il quale ruota rispetto all?anello interno 33 per l?interposizione di una pluralit? di corpi volventi 32, ed ? provvisto di una flangia 25 radialmente esterna, alla quale ? ancorata la relativa puleggia 22 mendiate dei mezzi di connessione 24, preferibilmente in guisa di viti.
Ciascuna unit? cuscinetto 10 ? montata a stretto contatto assiale con le unit? cuscinetto 10 assialmente adiacenti sia per ridurre il pi? possibile la distanza assiale tra due fili di taglio adiacenti, onde ottenere delle lastre di marmo di spessore molto ridotto, sia al fine di evitare ogni possibile gioco assiale tra le unit? cuscinetto medesime. In particolare, sono gli anelli radialmente interni, stazionari, a trovarsi a stretto contatto assiale e hanno uno spessore assiale maggiore dello spessore assiale degli anelli radialmente esterni, che devono essere girevoli.
Con riferimento alla figura 2, l?unit? cuscinetto 10 per le macchine per il taglio del marmo ha, proprio per l?ottenimento di uno spessore molto ridotto delle citate lastre di marmo, la caratteristica essenziale di possedere uno spessore assiale proprio e dei propri componenti, ovvero anello radialmente interno 33 e anello radialmente esterno flangiato 31, nel range compreso tra 18 a 30 mm e, soprattutto, di avere un diametro interno D di un foro passante 30 dell?anello radialmente interno 33 di almeno 150 mm - preferibilmente nell?ordine dei 200 mm - in modo tale che il rapporto tra una dimensione del diametro interno D e una dimensione dello spessore assiale t dell?anello radialmente interno 33 stia all?interno di un range compreso tra 6,7 e 11,1. Tale range garantisce, in primis, uno spessore assiale idoneo, in combinazione con una pluralit? di unit? cuscinetto 10 identiche, all?ottenimento delle citate lastre di marmo di spessore molto ridotto, e, quindi, anche il raggiungimento dei parametri di rigidezza e resistenza richiesti per questa applicazione. Considerato, inoltre, il tipo di applicazione che produce polveri abrasive, ad esempio, di marmo e di diamante, e considerato anche che le operazioni di taglio avvengono utilizzando liquidi di raffreddamento, essenzialmente acqua, per evitare l?ingresso di tali contaminanti nella unit? cuscinetto 10, questa comprende, su ciascun lato, un dispositivo 35 di tenuta efficace, che proteggendo l?unit? cuscinetto 10 stessa, ne consente una buona resistenza e una lunga durata. Riassumendo, l?unit? cuscinetto 10 per applicazioni nel settore dell?industria del taglio del marmo comprende:
- un anello radialmente esterno 31, girevole, attorno ad un asse di rotazione centrale X dell?unit? cuscinetto 10,
- un anello radialmente interno 33, stazionario, - una corona di corpi di rotolamento 32, in questo esempio sfere, interposta tra l'anello radialmente esterno 31 e l?anello radialmente interno 33 per permetterne la rotazione relativa,
- una gabbia 34 di contenimento dei corpi di rotolamento per mantenere in posizione i corpi di rotolamento della corona di corpi di rotolamento 32,
- due dispositivi di tenuta 35 disposti assialmente da bande opposte dell?unit? cuscinetto 10 stessa per sigillarla dall?ambiente esterno.
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 X dell?unit? cuscinetto 10.
Per semplicit? di rappresentazione grafica il riferimento 32 sar? attribuito sia ai singoli corpi di rotolamento sia alla corona di corpi di rotolamento.
Il dispositivo di tenuta 35 ? interposto tra l?anello radialmente interno 33 e l?anello radialmente esterno 31 e comprende uno schermo 40 in tenuta, assialmente verso l?interno, contro una superficie 31? di appoggio di una prima sede 31a dell?anello radialmente esterno 31. Lo schermo 40 risulta, quindi, stabilmente ancorato all?anello radialmente esterno 31 e, di conseguenza, girevole assieme ad esso.
Vantaggiosamente, ai fini di poter sfruttare al meglio lo spazio assiale ridotto a disposizione per il dispositivo di tenuta, lo schermo 40 pu? essere realizzato in materiale composito. A titolo esemplificativo, un tipo di materiale composito da utilizzare pu? essere un poliuretano avente una durezza elevata o una resina acetalica POM.
Lo schermo 40 ? mantenuto in posizione stabile da un elemento di ancoraggio 60, ad esempio un anello elastico 60 in materiale metallico. L?anello elastico 60 ? inserito per interferenza in una seconda sede 31b dell?anello radialmente esterno 31, assialmente esterna rispetto alla prima sede 31a per spingere assialmente lo schermo 40 verso la superficie 31? dell?anello esterno 31.
Con riferimento alle figure da 3 a 6, secondo la presente invenzione, l?anello radialmente interno 33 dell?unit? cuscinetto 10 comprende:
- una sede 33a definita da una scanalatura o da un incavo avente una sezione frontale (figura 4) in guisa di porzione di corona circolare di ampiezza ? variabile tra 20? e 22? e una profondit? radiale h, a partire da una superficie cilindrica radialmente interna 33b dell?anello radialmente interno 33, compresa in un range tra 5,1 mm e 5,3 mm; e
- un sensore 50, preferibilmente un sensore di temperatura e vibrazioni, inserito in modo stabile e sostanzialmente protetto all?interno della sede 33a.
La sede 33a del sensore 50 ? provvista di una superficie 333, assialmente interna, sulla quale va in battuta il sensore 50. Vantaggiosamente, tale sede 33a risulta essere aperta sia in direzione radialmente interna sia in direzione assialmente esterna (rispetto ad un asse trasversale Y dell?unit? cuscinetto, ovvero dell?anello radialmente interno 33), in modo da avere a disposizione un volume maggiore per l?alloggiamento e, di conseguenza per il sensore medesimo. ? da osservare, infatti, che maggiore ? lo spazio disponibile per il sensore maggiore potr? essere la durata e la vita del sensore medesimo. Come sar? meglio spiegato nel seguito, la sede 33a ? ricavata in una zona piuttosto scarica dell?anello radialmente interno 33 e, pertanto, la rimozione di materiale non comporta un indebolimento della capacit? di carico dell?unit? cuscinetto. L?apertura in direzione assiale della sede 33a, inoltre, permette un controllo visivo del sensore durante le fasi di smontaggio e montaggio nonch? permette al segnale del sensore di uscire pi? facilmente non avendo uno strato di materiale da superare. L?apertura in direzione radialmente interna, invece, ha solo la funzione di incrementare il volume a disposizione del sensore. La direzione radialmente interna ? obbligata in quanto in direzione radialmente esterna si rischierebbe di indebolire eccessivamente l?anello radialmente interno e comunque vi ? l?ostacolo rappresentato dalla presenza del dispositivo di tenuta.
Il contenimento dell?ampiezza ? della porzione di corona circolare di tra 20? e 22? consente di impegnare meno del 6% della superficie anulare assiale 33c dell?anello radialmente interno 33. Tale caratteristica agevole il serraggio assiale delle unit? cuscinetto senza creare forze di contatto troppo squilibrate. Infatti, se per ipotesi l?ampiezza ? della sede 33a fosse di 180?, ci sarebbe una met? della superficie anulare assiale 33c dell?anello radialmente interno 33 in contatto con l?unit? cuscinetto successiva (e quindi caricata) e met? no. In questo modo, il serraggio assiale delle unit? cuscinetto creerebbe un momento che agisce sull?unit? cuscinetto inficiandone sensibilmente la sua durata. Progettare la sede 33a ad un?ampiezza della porzione corona circolare compresa nel range 20?-22? permette di mitigare l?insorgenza di tali momenti in quanto il 94% della superficie anulare assiale 33c dell?anello radialmente interno 33 ? in contatto con l?unit? cuscinetto successiva. Questo vuol dire che, allorquando le unit? cuscinetto si serrano assialmente, le forze tendono a bilanciarsi, nonch? a distribuirsi e a trasmettersi uniformemente da un?unit? cuscinetto alla successiva.
Secondo quanto illustrato nel dettaglio nelle figure 5 e 6, il sensore 50 ? assialmente delimitato da due superfici semi-anulari 53 e 55 trasversali all?asse A, che si estendono attorno all?asse A per un arco di circonferenza sotteso da un angolo ?, ed ? radialmente delimitato da due superfici cilindriche 51 e 54, di cui la superficie 51 ? una superficie radialmente esterna mentre la superficie 54 ? una superficie radialmente interna rivolta verso l?asse A. Per permettere una facile individuazione del corretto orientamento di montaggio del sensore 50, questo ? provvisto di una protrusione 52, la quale ? ricavata in posizione asimmetrica sulla superficie 51 e si estende radialmente verso l?esterno dalla superficie 51 stessa. La protrusione 52 ? in posizione asimmetrica in quanto ? posizionata pi? a ridosso della superficie 53 che non della superficie 55 giacch? l?elemento sensibile del sensore ? altrettanto posizionato all?interno del sensore a ridosso proprio della superficie 53.
Il sensore potr? avere dimensioni tali da sfruttare tutto lo spazio ricavato nella sede. In particolare, il sensore 50 potr? avere una sezione frontale in guisa di porzione di corona circolare il cui angolo ? ? variabile tra 18? e 20? e una sezione trasversale sostanzialmente quadrata di lato L compreso in un range tra 4,7 mm e 4,9 mm.
Vantaggiosamente, il sensore 50 trasmette i dati tramite onde radio ed ? un dispositivo compatibile Wi-Fi. La scelta della tecnologia Wi-Fi consente di evitare complicazioni costruttive legate al fatto di dover far passare un cablaggio al centro di un pacco di unit? cuscinetto che pu? raggiungere anche il numero di 108 unit? cuscinetto affiancate. Inoltre, poich? l?anello radialmente esterno ? quello girevole, l?unica possibile soluzione con cablaggio sarebbe quella di modificare l?albero permettendo il passaggio all?interno del cablaggio medesimo fino all?unit? cuscinetto centrale. Questa soluzione, in linea di principio possibile, risulterebbe per? scomoda e costosa. Naturalmente, sono possibili ulteriori opzioni per la trasmissione del segnale del sensore 50, ad esempio l?utilizzo della tecnologia Bluetooth. Va considerato, per?, che i segnali dello standard Bluetooth hanno una portata notevolmente inferiore rispetto ai segnali Wi-Fi (generalmente dell?ordine dei 10 m contro i 100 m del segnale Wi-Fi). Un altro vantaggio ? legato al fatto che un sensore Bluetooth si pu? connettere solo con un dispositivo alla volta, mentre il sensore Wi-Fi consente connessioni multiple.
Preferibilmente, il sensore 50 ? fissato stabilmente nella sede 33a dell?anello radialmente interno 33, ad esempio per mezzo di incollaggio.
Vantaggiosamente, la colla da utilizzare dovr? essere compatibile sia con l?acciaio dell?anello radialmente interno che con il materiale composito di cui ? fatto il sensore. Una buona indicazione ? un collante che riesca a raggiungere la piena polimerizzazione sull?acciaio in tempi brevi (ad esempio, 6h a temperatura ambiente di 22?C) e sia comunque adatta anche a materiali plastici. Inoltre, dovr? resistere alle alte temperature, ad esempio, manifestare per una temperatura pari a 110?C una resistenza a caldo superiore al 75% del valore a temperatura ambiente.
La colla deve essere inserita nella sede 33a dell?anello radialmente interno 33 considerando per? che il suo spessore deve essere tale da non permettere al sensore, una volta inserito nella sede, di fuoriuscire dalle dimensioni limite della sede medesima.
Per lo smontaggio, la colla dovr? poter essere rimossa per mezzo di solventi specifici.
Il dimensionamento e il posizionamento della sede 33a e, di conseguenza, del sensore 50 sono legati a due importanti fattori:
- l?esigenza di non indebolire la struttura dell?anello radialmente interno 33 dalla quale consegue la limitazione ad una porzione di corona circolare di circa 20?,
- l?esigenza di posizionare il sensore il pi? vicino possibile al luogo di maggiore generazione di calore, ovvero alla pista di rotolamento radialmente interna 33? dell?anello radialmente interno 33. Per questo motivo la minima distanza d tra pista di rotolamento 33? e sede 33a deve preferibilmente risultare inferiore ai 3 mm. In questo modo, considerando il fatto che l?anello radialmente interno ? in acciaio, si pu? assumere che la temperatura rilevata dal sensore avr? pressoch? lo stesso valore di quella della pista di rotolamento, quindi la temperatura reale e pi? elevata di tutta l?unit? cuscinetto.
Per garantire che l?elemento sensibile del sensore 50 sia sempre nella posizione pi? vicina alla pista di rotolamento 33?, la sede 33a ? preferibilmente provvista di uno smusso 332 ricavato su di una rispettiva superficie radialmente esterna 331 per definire una battuta di arresto assiale della protrusione 52, che, accoppiandosi con lo smusso 332, garantisce sempre un corretto montaggio del sensore 50.
Anche il montaggio stabile del sensore 50 sull?anello radialmente interno 33, come si ? detto per incollaggio, non risulta critico. Infatti, non vi sono rischi di distacco perch? l'anello radialmente interno in questa applicazione non ? girevole ma ? bloccato contro l'albero. Poich?, a loro volta, tutte le unit? cuscinetto sono bloccate nel pacco di unit? cuscinetto, il sensore ? obbligato a rimanere nella sede dell'anello radialmente interno.
Vantaggiosamente, l?unit? cuscinetto con anello radialmente interno sensorizzato potr? avere la sede 33a posta da banda opposta -rispetto all?asse trasversale Y dell?unit? cuscinetto ? al punto di applicazione P della forza F che agisce sull?anello radialmente interno 33. Al montaggio delle unit? cuscinetto con lo scopo di mettere a punto la macchina per il taglio del marmo oppure durante le fasi operative si potr? seguire questa raccomandazione.
Ad esempio, se la forza F trasmessa all?anello radialmente interno 33 ha una direzione radialmente interna e assialmente esterna (da destra verso sinistra nella rappresentazione di figura 2), sarebbe preferibile utilizzare l?unit? cuscinetto montando il sensore 50 in posizione assialmente interna (cio? a destra, secondo la figura 2). Cos? operando, l?anello radialmente interno 33 sarebbe caricato nella porzione in cui non c?? la sede e quindi non c?? mancanza di materiale. Con questo accorgimento si evita ogni possibile problema legato al troncamento o alla fessurazione dell'anello radialmente interno.
Test preliminari hanno dimostrato la fattibilit? di questa soluzione: un sensore ? stato incollato stabilmente sullo schermo dell?unit? cuscinetto ed ? stato eseguito il test standard (750 giri/min per 8 ore) che si utilizza per validare un nuovo design di unit? cuscinetto di macchine per il taglio del marmo. Il test ? risultato positivo, in quanto ha consentito di monitorare per tutta la sua durata la temperatura dello schermo e, quindi dell?unit? cuscinetto.
La soluzione dell?unit? cuscinetto sensorizzata presenta notevoli vantaggi. Innanzitutto, consente il controllo della temperatura: l?utilizzatore pu? montare, in qualche posizione specifica (ad esempio al centro del pacco di unit? cuscinetto) un?unit? cuscinetto sensorizzata. In questo modo ? possibile monitorare e controllare la temperatura dell?intero pacco di unit? cuscinetto poich? quella centrale ? la posizione peggiore dal punto di vista termico perch? ? pi? difficile dissipare il calore generato dalle unit? cuscinetto. Se la temperatura risulta essere troppo alta, l?utilizzatore pu? fermare la macchina oppure aumentare il flusso d'acqua di raffreddamento senza incorrere nel rischio di bruciare una o pi? unit? cuscinetto. Inoltre, l?utilizzatore, controllando in diretta la temperatura, pu? aumentare la portata o diminuire la temperatura dell'acqua in ingresso in modo da aumentare il calore che pu? essere dissipato dall'acqua. Ci? comporta migliori prestazioni della macchina e nessun arresto della macchina.
Il costruttore della macchina per il taglio del marmo pu? fornire all?utilizzatore finale una macchina gi? ottimizzata con il miglior flusso d'acqua di raffreddamento in modo da aumentare il pi? possibile le prestazioni della macchina diminuendo la temperatura del pacco di unit? cuscinetto.
Ulteriore vantaggio ? il controllo delle vibrazioni del pacco di unit? cuscinetto, in modo che l?utilizzatore possa impostare i corretti limiti di funzionamento della macchina per il taglio del marmo.
La soluzione proposta dello schermo sensorizzato ? molto flessibile: l?unit? cuscinetto con l?anello radialmente interno sensorizzato infatti pu? essere fornita su richiesta insieme al sistema per misurare la temperatura e le vibrazioni e l?utente ? libero di utilizzare tali unit? cuscinetto sensorizzata ovunque ritenga necessario.
Le dimensioni della sede 33a per il sensore 50 consentono di alloggiare sensori di differente tipo. Infatti il volume a disposizione del sensore ? dell?ordine del migliaio di millimetri cubi, ad esempio compreso tra 1000 mm<3 >e 1100 mm<3>. ? possibile, quindi selezionare il sensore in base alla sua vita utile, alla tipologia della misura, alla taglia, ecc.
Infine, grazie alla procedura di incollaggio precedentemente illustrata, il sensore pu? essere montato e smontato con facilit? nell?anello radialmente interno e, pertanto, in caso di rottura, pu? essere sostituito senza che si perda l?intera unit? cuscinetto.
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 renda 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 (11)

RIVENDICAZIONI
1. Unit? cuscinetto (10) per una macchina per il taglio del marmo comprendente:
- un anello radialmente esterno (31), girevole rispetto ad un asse di rotazione (X) e provvisto di una porzione a flangia (25) radialmente esterna;
- un anello radialmente interno (33), stazionario, provvisto di una pista di rotolamento (33?) e di un foro passante (30) in cui il rapporto tra una dimensione di un diametro interno (D) del foro passante (30) e una dimensione dello spessore assiale (t) dell?anello radialmente interno (33) sia compreso tra 6,7 e 11,1;
- una corona di corpi di rotolamento (32) interposta tra l'anello radialmente esterno (31) e l?anello radialmente interno (33);
l?unit? cuscinetto (10) essendo caratterizzata dal fatto di comprendere una sede (33a), ricavata nell?anello radialmente interno (33) e conformata in guisa di porzione di corona circolare, e un sensore (50) inserito in modo stabile all?interno della sede (33a).
2. Unit? cuscinetto (10) secondo la rivendicazione 1, in cui il sensore (50) ? un sensore per la misura della temperatura e delle vibrazioni e che trasmette i dati tramite onde radio.
3. Unit? cuscinetto (10) secondo la rivendicazione 1, in cui il sensore (50) e fissato stabilmente nella sede (33a) per mezzo di incollaggio.
4. Unit? cuscinetto (10) secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui una minima distanza (d) tra la pista di rotolamento (33?) dell?anello radialmente interno (33) e la sede (33a) del medesimo anello radialmente interno (33) ? inferiore a 3 mm.
5. Unit? cuscinetto (10) secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui la sede (33a) dell?anello radialmente interno (33) ? allocata da banda opposta - rispetto ad un asse trasversale (Y) dell?unit? cuscinetto (10) ? al punto di applicazione (P) della forza (F) che agisce sull?anello radialmente interno (33).
6. Unit? cuscinetto (10) secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui la sede (33a) dell?anello radialmente interno (33) ha un?ampiezza ( ?) variabile tra 20? e 22?.
7. Unit? cuscinetto (10) secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui la sede (33a) dell?anello radialmente interno (33) ha una profondit? radiale (h) compresa in un range tra 5,1 mm e 5,3 mm.
8. Unit? cuscinetto (10) secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui la sede (33a) dell?anello radialmente interno (33) ? aperta sia in direzione radialmente interna sia in direzione assialmente esterna, rispetto ad un asse trasversale (Y) dell?anello radialmente interno (33).
9. Unit? cuscinetto (10) secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui la sede (33a) ? provvista di uno smusso (332) e il sensore (50) ? provvisto di una rispettiva protrusione (52) che si accoppia in configurazione assemblata con lo smusso (332).
10. Unit? cuscinetto (10) secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui il sensore (50) ha una sezione frontale in guisa di porzione di corona circolare di ampiezza (?) variabile tra 18? e 20?.
11. Unit? cuscinetto (10) secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui il sensore (50) ha una sezione trasversale sostanzialmente quadrata di lato (L) compreso in un range tra 4,7 mm e 4,9 mm.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3808486A1 (de) * 2019-10-16 2021-04-21 Hilti Aktiengesellschaft Umlenkrolle, umlenkrollenpaket und seilsäge
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003042151A (ja) * 2001-02-22 2003-02-13 Nsk Ltd 転がり軸受装置及びこの軸受装置のセンサ付きリング
WO2008110201A1 (en) * 2007-03-12 2008-09-18 Aktiebolaget Skf A sensorized bearing unit
US20210010540A1 (en) * 2019-07-12 2021-01-14 Aktiebolaget Skf Small cross-section bearing unit

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1203960B2 (en) * 2000-11-06 2018-02-07 Nsk Ltd Rolling bearing device and ring with sensor for the rolling bearing device
JP6565454B2 (ja) * 2015-08-05 2019-08-28 日本精工株式会社 組合せ玉軸受、及び主軸装置、並びに工作機械
IT202100021353A1 (it) 2021-08-06 2023-02-06 Skf Ab Unita’ cuscinetto
IT202100029612A1 (it) 2021-11-24 2023-05-24 Skf Ab Unita’ cuscinetto con schermo sensorizzato

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003042151A (ja) * 2001-02-22 2003-02-13 Nsk Ltd 転がり軸受装置及びこの軸受装置のセンサ付きリング
WO2008110201A1 (en) * 2007-03-12 2008-09-18 Aktiebolaget Skf A sensorized bearing unit
US20210010540A1 (en) * 2019-07-12 2021-01-14 Aktiebolaget Skf Small cross-section bearing unit

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