ITBO20130006A1 - Cuscinetto a rotolamento per applicazioni agricole - Google Patents

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Benjamin Geiser
Jordan Gutowski
Michael Hartmann
Li Huaquing
Matteo Marra
Stefano Urso
Meng Xiaohui
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Description

CUSCINETTO A ROTOLAMENTO PER APPLICAZIONI AGRICOLE
DESCRIZIONE DELL’INVENZIONE
La presente invenzione si inserisce nel settore tecnico relativo ai cuscinetti a rotolamento progettati per operare in condizioni ambientali estreme, in particolare in applicazioni agricole di semina ed aratura.
La pubblicazione WO2011/005987 divulga svariate forme di realizzazione di un gruppo cuscinetto per applicazioni agricole: la figura 1 della presente domanda di brevetto corrisponde alla forma di realizzazione rappresentata in figura 8 del citato documento di arte nota WO2011/005987, la quale forma di realizzazione verrà descritta nel seguito. Il gruppo cuscinetto (80) di tipo noto illustrato in fig. 1 comprende: un alloggiamento (82) comprendente un primo semiguscio (81) anulare; un anello esterno (83) che è montato nell’alloggiamento (82), che è solidale all’alloggiamento (82) e che ha una superficie interna (84) comprendente a sua volta una prima pista di rotolamento (85), una prima superficie anulare di strisciamento (86) ed una prima sede anulare (87); un anello interno (88) avente una superficie esterna (89) comprendente a sua volta una seconda pista di rotolamento (79), una seconda sede anulare (90) ed una seconda superficie anulare di strisciamento (91). L’anello interno (88) è montato internamente all’anello esterno (83) in modo che: la seconda pista di rotolamento (79) sia contrapposta alla prima pista di rotolamento (85); la seconda sede anulare (90) sia contrapposta alla prima superficie anulare di strisciamento (86); la seconda superficie anulare di strisciamento (91) sia contrapposta alla prima sede anulare (87). Il gruppo cuscinetto (80) è provvisto inoltre di un primo anello di tenuta (99) comprendente: un primo supporto anulare (92) che si impegna nella prima sede anulare (87); ed una prima guarnizione anulare (93) che è fissata al primo supporto anulare (92) e che è provvista di almeno un primo labbro (94) per strisciare lungo la seconda superficie anulare di strisciamento (91). Il gruppo cuscinetto (80) è provvisto ulteriormente di un secondo anello di tenuta (95) comprendente: un secondo supporto anulare (96) che si impegna nella seconda sede anulare (90); ed una seconda guarnizione anulare (97) che è fissata al secondo supporto anulare (96) e che è provvista di almeno un secondo labbro (98) per strisciare lungo la prima superficie anulare di strisciamento (86).
In dettaglio, la prima sede anulare (87) è interposta fra la prima superficie anulare di strisciamento (86) e la prima pista di rotolamento (85) e la seconda superficie anulare di strisciamento (91) è interposta fra la seconda sede anulare (90) e la seconda pista di rotolamento (79); come conseguenza, il secondo anello di tenuta (95) risulta disposto in una posizione più esterna rispetto al primo anello di tenuta (99).
Il primo semiguscio (81) ha delle piegature per formare: una prima porzione (100) che contatta una corrispondente porzione (101) di un secondo semiguscio anch’esso facente parte dell’alloggiamento (82); una seconda porzione (102) la cui superficie interna contatta la superficie esterna (77) dell’anello esterno (83); ed una terza porzione (103) che sporge radialmente rispetto alla superficie interna (84) dell’anello esterno (83). La terza porzione (103) è provvista di una superficie interna (104) che è contrapposta al secondo anello di tenuta (95) e che comprende una terza superficie anulare di strisciamento (105).
La seconda guarnizione anulare (96) comprende anche un terzo labbro (106) per strisciare lungo la terza superficie anulare di strisciamento (105).
Il gruppo cuscinetto (80) comprende anche un albero (non indicato) che porta ad esempio un disco di aratura (anch’esso non indicato). L’anello interno (88) viene calettato sull’albero per ruotare solidalmente all’albero ed al disco di aratura; l’alloggiamento (82) viene invece fissato al telaio della macchina di aratura. Pertanto, l’anello interno (88) ruota rispetto al primo semiguscio (81) e rispetto all’anello esterno (83); di conseguenza: il terzo labbro (105) striscia lungo la terza superficie anulare di strisciamento (105) della superficie interna (104) della terza porzione (103) del primo semiguscio (81), il secondo labbro (98) striscia contro la prima superficie anulare di strisciamento (86) della superficie interna (84) dell’anello esterno (83) ed il primo labbro (94) striscia contro la seconda superficie anulare di strisciamento (91) della superficie esterna (89) dell’anello interno (88).
Il gruppo cuscinetto (80) è progettato in modo che tra la terza porzione (103) del primo semiguscio (81) e la superficie esterna (89) dell’anello interno (88) la distanza sia la più piccola possibile per consentire la rotazione relativa dell’anello interno (88) rispetto al primo semiguscio (81); l’interspazio (107) giocoforza esistente fra la terza porzione (103) del primo semiguscio (81) e la superficie esterna (89) dell’anello interno (88) consente pertanto a contaminanti (es.: fango) di passare incontrando, nell’ordine, il terzo labbro (106), il secondo labbro (98) ed infine il primo labbro (94) seguendo un percorso a serpentina ostacolato anche dalla presenza di lubrificante.
La presenza di labbri (106, 98, 94) distribuiti uniformemente lungo il citato percorso a serpentina rende particolarmente difficile la contaminazione della prima pista di rotolamento (85) e della seconda pista di rotolamento (79) e, pertanto, la compromissione della funzionalità del gruppo cuscinetto (80).
Il gruppo cuscinetto (80) presenta tuttavia un inconveniente.
I contaminanti che riescono a passare oltre l’interspazio (107) ed oltre il terzo labbro (106) possono deviare dal percorso a serpentina sopra descritto: i contaminanti infatti possono raggiungere la regione di contatto fra la superficie interna (78) della seconda porzione e la superficie esterna (77) dell’anello esterno (83) determinando un fenomeno di usura che può compromettere la funzionalità nel tempo del gruppo cuscinetto (80).
Lo scopo della presente invenzione consiste nel superare il sopra citato inconveniente. Il suddetto scopo è stato ottenuto mediante un cuscinetto a rotolamento per applicazioni agricole in accordo con la riv.1.
In arte nota, come si è detto sopra, i contaminanti si possono insinuare nella regione di contatto fra alloggiamento ed anello esterno, compromettendo la funzionalità del gruppo cuscinetto anche se l’alloggiamento e l’anello esterno sono solidali. Un tecnico del settore è consapevole che non è possibile risolvere questo inconveniente realizzando una sorta di componente unico, vale a dire un anello esterno fissabile al telaio della macchina di aratura e provvisto della sopra citata terza porzione per offrire al terzo labbro la terza superficie anulare di strisciamento: infatti, con un siffatto anello esterno non sarebbe possibile eseguire le note operazioni di rettifica dello stesso anello esterno per realizzare la prima pista di rotolamento.
La presente invenzione risolve il sopra citato inconveniente impiegando un membro addizionale provvisto di una corona circolare che sostituisce funzionalmente la terza porzione del primo semiguscio: infatti, la corona circolare rende disponibile una terza superficie anulare di strisciamento per il terzo labbro. La corona circolare è solidale all’anello interno e pertanto il terzo labbro deve fare parte di un anello di tenuta che è solidale all’anello esterno, cosicché la rotazione relativa dell’anello esterno rispetto all’anello interno determini lo strisciamento del terzo labbro lungo la terza superficie anulare di strisciamento.
Dal momento che la funzione esercitata in arte nota dalla terza porzione è, in accordo con la riv.1, esercitata dalla corona circolare, allora l’alloggiamento può essere omesso se l’anello esterno è conformato per essere fissato ad un componente esterno, per esempio un disco di aratura od un disco di semina.
Vantaggiosamente, i contaminanti sono forzati a percorrere unicamente il percorso a serpentina individuato dal terzo labbro, dal secondo labbro e dal primo labbro.
Forme di realizzazione specifiche dell’invenzione saranno descritte nel seguito della presente trattazione, in accordo con quanto riportato nelle rivendicazioni e con l’ausilio delle allegate tavole di disegno, nelle quali:
- la figura 1 è la vista in sezione assiale di un gruppo cuscinetto di arte nota;
- la figura 2 è la vista in sezione assiale di un gruppo cuscinetto comprendente un cuscinetto a rotolamento oggetto della presente invenzione, il gruppo cuscinetto essendo applicato ad un disco di aratura;
- la figura 3 è la vista in sezione assiale di un gruppo cuscinetto comprendente una variante del cuscinetto a rotolamento illustrato in fig.1, il gruppo cuscinetto essendo applicato ad un disco di semina;
- la fig.3A è la vista del particolare ingrandito K di fig.3.
Con riferimento alle figg.2, 3, 3A, è stato indicato genericamente con (1) un cuscinetto a rotolamento per applicazioni agricole, quali l’aratura e la semina, oggetto della presente invenzione. Per semplicità, nelle figure 2, 3, 3A e nella descrizione che segue si sono utilizzati numeri di riferimento identici per caratteristiche già nominate ed illustrate in fig.1. Il cuscinetto (1) a rotolamento comprende: un anello esterno (83) avente una superficie interna (84) comprendente a sua volta una prima pista di rotolamento (85), una prima superficie anulare di strisciamento (86) ed una prima sede anulare (87); un anello interno (88) avente una superficie esterna (89) comprendente a sua volta una seconda pista di rotolamento (79), una seconda sede anulare (90) ed una seconda superficie anulare di strisciamento (91). L’anello interno (88) è montato internamente all’anello esterno (83) in modo che: la seconda pista di rotolamento (79) sia contrapposta alla prima pista di rotolamento (85); la seconda sede anulare (90) sia contrapposta alla prima superficie anulare di strisciamento (86); la seconda superficie anulare di strisciamento (91) sia contrapposta alla prima sede anulare (87). Il cuscinetto (1) a rotolamento comprende inoltre un primo anello di tenuta (99) comprendente: un primo supporto anulare (92) che si impegna nella prima sede anulare (87); ed una prima guarnizione anulare (93) che è fissata al primo supporto anulare (92) e che è provvista di almeno un primo labbro (94) per strisciare lungo la seconda superficie anulare di strisciamento (91). Il cuscinetto (1) a rotolamento comprende ulteriormente un secondo anello di tenuta (95) comprendente: un secondo supporto anulare (96) che si impegna nella seconda sede anulare (90); ed una seconda guarnizione anulare (97) che è fissata al secondo supporto anulare (96) e che è provvista di almeno un secondo labbro (98) per strisciare lungo la prima superficie anulare di strisciamento (86).
La prima superficie anulare di strisciamento (86) è interposta fra la prima pista di rotolamento (85) e la prima sede anulare (87), mentre la seconda sede anulare (90) è interposta fra la seconda pista di rotolamento (79) e la seconda superficie anulare di strisciamento (91), in modo che il primo anello di tenuta (99) risulti disposto in una posizione più esterna rispetto al secondo anello di tenuta (95). In altre parole, il secondo anello di tenuta (95) risulta interposto fra il primo anello di tenuta (99), da una parte, e la prima pista di rotolamento (85) e la seconda pista di rotolamento (79), dall’altra parte. Pertanto, la prima sede anulare (87) è disposta in una posizione più esterna rispetto alla prima superficie anulare di strisciamento (86), mentre la seconda superficie anulare di strisciamento (91) è disposta in una posizione più esterna rispetto alla seconda sede anulare (90).
Il cuscinetto (1) a rotolamento comprende anche un membro (2) solidale all’anello interno (88), comprendente una corona circolare (3) la quale: è disposta a battuta contro un primo bordo laterale (6) dell’anello interno (88); sporge radialmente rispetto alla superficie esterna (89) dell’anello interno (88); è provvista di una prima parete laterale (4) che è contrapposta al primo anello di tenuta (99) e che comprende una terza superficie anulare di strisciamento (105).
La prima guarnizione anulare (93) comprende un terzo labbro (106) per strisciare lungo la terza superficie anulare di strisciamento (105).
I contaminanti (non illustrati) dovrebbero compiere un percorso a serpentina oltrepassando, nell’ordine, il terzo labbro (106), il secondo labbro (98) ed il primo labbro (94) per raggiungere la prima pista di rotolamento (85) e la seconda pista di rotolamento (79) e compromettere, di conseguenza, la funzionalità del cuscinetto (1) a rotolamento. L’avanzamento dei contaminanti lungo il percorso a serpentina è ulteriormente ostacolato dalla presenza di lubrificante (non illustrato).
L’anello interno (88) comprende il primo bordo laterale (6) ed un secondo bordo laterale (7); la seconda sede anulare (90) e la seconda superficie anulare di strisciamento (91) sono prossimali al primo bordo laterale (6), vale a dire sono più vicine al primo bordo laterale (6) che al secondo bordo laterale (7).
La corona circolare (3) comprende la prima parete laterale (4) ed una seconda parete laterale (5) che è contrapposta alla prima parete laterale (4). La prima parete laterale (4) della corona circolare (3) contatta il primo bordo laterale (6) dell’anello interno (88). La prima parete laterale (4) della corona circolare (3) è pertanto contrapposta alla regione di spazio compresa fra la superficie interna (84) dell’anello esterno (83) e la superficie esterna (89) dell’anello interno (88); in altre parole, la prima parete laterale (4) della corona circolare (3) è contrapposta alla prima sede anulare (87), alla seconda sede anulare (90), alla prima superficie anulare di strisciamento (86) ed alla seconda superficie anulare di strisciamento (91).
Il cuscinetto (1) a rotolamento comprende elementi di rotolamento (8), per esempio sfere o rulli, interposti fra la prima pista di rotolamento (85) e la seconda pista di rotolamento (79).
L’anello esterno (83) è preferibilmente conformato per essere fissato ad un componente esterno, preferibilmente un disco di aratura (9) (fig. 2) oppure un disco di semina (10) (figg. 3, 3A). In questo modo può essere evitato l’impiego di un alloggiamento, come in arte nota: infatti, nell’esempio illustrato nelle figure 2, 3 l’anello esterno (83) è provvisto di fori passanti (11) per il fissaggio diretto dell’anello esterno (83) al disco di aratura (9) (fig.2) oppure al disco di semina (10) (fig.3).
La fig.2 illustra un gruppo cuscinetto (12) a rotolamento comprendente il cuscinetto (1) a rotolamento ed un albero di supporto (13), il quale gruppo cuscinetto (12) a rotolamento è applicato al disco di aratura (9). Il membro (2) in questo caso si identifica nella corona circolare (3). I fori passanti (11) dell’anello esterno (83) sono per esempio filettati e per fissare il disco di aratura (9) all’anello esterno (83) possono essere impiegate viti (14); pertanto, l’anello esterno (83) è solidale al disco di aratura (9). Altri mezzi di fissaggio sono ovviamente utilizzabili per accoppiare amovibilmente il disco di aratura (9) all’anello esterno (83).
In questo tipo di applicazione per l’aratura il cuscinetto (1) a rotolamento può essere fissato permanentemente all’albero di supporto (13): infatti, la sostituzione del disco di aratura (9) non richiede lo smontaggio manuale del cuscinetto (1) a rotolamento. Pertanto, la corona circolare (3) e l’anello interno (88) vengono usualmente accoppiati all’albero di supporto (13) tramite una pressa (non illustrata); ciò esclude la possibilità che contaminanti possano passare fra l’albero di supporto (13) e la corona circolare (3) e successivamente fra la prima parete laterale (4) della corona circolare (3) ed il bordo laterale (6) dell’anello interno (88) raggiungendo il percorso a serpentina e bypassando il terzo labbro (106).
La fig.3 illustra un gruppo cuscinetto (12) a rotolamento comprendente il cuscinetto (1) a rotolamento ed un albero di supporto (13), il quale gruppo cuscinetto (12) a rotolamento è applicato al disco di semina (10). In questo caso il membro (2) è un manicotto (15) che è montato internamente all’anello interno (88) e che reca fissata ad una estremità la citata corona circolare (3).
Anche in questo caso possono essere previsti mezzi di fissaggio per vincolare amovibilmente il disco di semina (10) all’anello esterno (83).
In questo tipo di applicazione per la semina vengono impiegati due dischi di semina (10) che devono essere disposti a “V” e sostituiti regolarmente; i nuovi dischi di semina (10) devono essere montati ai relativi alberi di supporto (13) con la giusta inclinazione reciproca: ciò rende necessario smontare manualmente il corrispondente cuscinetto (1) a rotolamento per interporre un distanziale (non indicato) fra l’albero di supporto (13) ed il cuscinetto (1) a rotolamento al fine di registrare l’inclinazione del disco di semina (10). Ne segue che il fissaggio del membro (2) e dell’anello interno (88) all’albero di supporto (13) deve essere amovibile; quindi l’interferenza fra il membro (2) e l’albero di supporto (13) è limitata e vi è una maggiore probabilità che contaminanti possano passare fra il membro (2) e l’albero di supporto (13). Vantaggiosamente, il fatto che il membro (2) conformi un manicotto (15) recante la corona circolare (3) evita che i contaminanti possano passare tra la prima parete laterale (4) della corona circolare (3) ed il bordo laterale (6) dell’anello interno (88) raggiungendo il percorso a serpentina e bypassando il terzo labbro (106).
Si intende che quanto sopra è stato descritto a titolo esemplificativo e non limitativo, per cui eventuali varianti costruttive si intendono rientranti nell'ambito protettivo della presente soluzione tecnica, come nel seguito rivendicata.

Claims (4)

  1. RIVENDICAZIONI 1) Cuscinetto a rotolamento per applicazioni agricole, comprendente: un anello esterno (83) avente una superficie interna (84) comprendente a sua volta una prima pista di rotolamento (85), una prima superficie anulare di strisciamento (86) ed una prima sede anulare (87); un anello interno (88) avente una superficie esterna (89) comprendente a sua volta una seconda pista di rotolamento (79), una seconda sede anulare (90) ed una seconda superficie anulare di strisciamento (91); l’anello interno (88) essendo montato internamente all’anello esterno (83) in modo che: la seconda pista di rotolamento (79) è contrapposta alla prima pista di rotolamento (85); la seconda sede anulare (90) è contrapposta alla prima superficie anulare di strisciamento (86); la seconda superficie anulare di strisciamento (91) è contrapposta alla prima sede anulare (87); un primo anello di tenuta (99) comprendente: un primo supporto anulare (92) che si impegna nella prima sede anulare (87); ed una prima guarnizione anulare (93) che è fissata al primo supporto anulare (92) e che è provvista di almeno un primo labbro (94) per strisciare lungo la seconda superficie anulare di strisciamento (91); un secondo anello di tenuta (95) comprendente: un secondo supporto anulare (96) che si impegna nella seconda sede anulare (90); ed una seconda guarnizione anulare (97) che è fissata al secondo supporto anulare (96) e che è provvista di almeno un secondo labbro (98) per strisciare lungo la prima superficie anulare di strisciamento (86); caratterizzato dal fatto che: la prima superficie anulare di strisciamento (86) è interposta fra la prima pista di rotolamento (85) e la prima sede anulare (87) e che la seconda sede anulare (90) è interposta fra la seconda pista di rotolamento (79) e la seconda superficie anulare di strisciamento (91), in modo che il primo anello di tenuta (99) risulti disposto in una posizione più esterna rispetto al secondo anello di tenuta (95); comprende un membro (2) solidale all’anello interno (88), comprendente una corona circolare (3) la quale: è disposta a battuta contro il bordo laterale (6) dell’anello interno (88); sporge radialmente verso l’esterno rispetto alla superficie esterna (89) dell’anello interno (88); è provvista di una parete laterale (4) che è contrapposta al primo anello di tenuta (99) e che comprende una terza superficie anulare di strisciamento (105); la prima guarnizione anulare (93) comprende un terzo labbro (106) per strisciare lungo la terza superficie anulare di strisciamento (105).
  2. 2) Cuscinetto (1) a rotolamento secondo la rivendicazione precedente, in cui l’anello esterno (83) è conformato per essere fissato ad un componente esterno (9, 10).
  3. 3) Cuscinetto (1) a rotolamento secondo la rivendicazione precedente, in cui l’anello esterno (83) è conformato per essere fissato ad un disco di aratura (9) oppure ad un disco di semina (10).
  4. 4) Cuscinetto (1) a rotolamento secondo la rivendicazione 1 o 2 o 3, in cui il membro (2) è un manicotto (15) che è montato internamente all’anello interno (88) e che reca fissata ad una estremità la citata corona circolare (3).
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