ITMI20002426A1 - Unita' di tenuta per organi meccanici relativamente rotanti in particolare per rulli di fonderia - Google Patents

Description

La presente invenzione si riferisce a un'unità di tenuta per organi meccanici relativamente rotanti, in particolare per rulli di fonderia.

Come è noto, la realizzazione di unità di tenuta per organi in rotazione relativa operanti in particolari condizioni ambientali può presentare difficoltà .

Nelle fonderie, ad esempio, il trasporto di materiale solidificato di colate in continua viene effettuato mediante una pluralità di rulli, disposti fra loro in successione e accoppiati a rispettivi alberi mediante cuscinetti. I rulli sono provvisti, a proprie rispettive estremità, di unità di tenuta che limitano le perdite di lubrificante per i cuscinetti.

A causa principalmente delle elevate temperatura di esercizio, occorre prevedere particolari accorgimenti costruttivi. Più in dettaglio, tali unità di tenuta comprendono normalmente una boccola, calzata sul rispettivo albero, e una pluralità di creste metalliche radiali, formanti passaggi a labirinto fra la sede del cuscinetto e l'esterno. Dato che i passaggi a labirinto offrono elevata resistenza idraulica, quando i rulli vengono posti in movimento, il lubrificante viene trattenuto all'interno della sede del cuscinetto.

Le unità di tenuta note, tuttavia, presentano alcuni inconvenienti, principalmente dovuti al fatto che i passaggi a labirinto consentono comunque uno sfogo continuo, anche se limitato, del lubrificante. Per questa ragione, infatti, occorre prevedere un impianto di pompaggio che permetta di reintegrare il lubrificante che fuoriesce.

Inoltre, il consumo di lubrificante è ingente, in quanto le perdite non possono essere recuperate e reinserite fra gli organi in movimento. Infatti, durante il trasporto sui rulli, il materiale di colata viene raffreddato con acqua a pioggia e quindi il lubrificante che fuoriesce si mescola con l'acqua di raffreddamento , divenendo inutilizzabile. Anche lo smaltimento di grandi quantità di lubrificante rappresenta un serio inconveniente, sia dal punto di vista economico, sia per il fatto che presenta un notevole impatto ambientale.

Un ulteriore inconveniente·è dato dal fatto che, durante il funzionamento, scorie e impurità possono introdursi attraverso i passaggi a labirinto, fino a raggiungere le parti in movimento e danneggiarle.

Scopo della presente invenzione è fornire un'unità di tenuta che sia priva degli inconvenienti descritti e, in particolare, impedisca, in condizioni normali di impiego, la fuoriuscita di lubrificante.

Secondo la presente invenzione viene realizzata un'unità di tenuta per organi meccanici relativamente rotanti, in particolare per rulli di fonderia, comprendente un elemento tubolare, atto a essere calzato su un primo di detti organi rotanti, caratterizzata dal fatto di comprendere un primo e un secondo elemento anulare di tenuta, circondanti detto elemento tubolare e provvisti di una prima e, rispettivamente, una seconda armatura di montaggio e di rispettivi anelli di tenuta in materiale elastomerico; e dal fatto di comprendere un elemento anulare distanziatore, coassiale con detto elemento tubolare, ecooperante con dette prima .e seconda armatura per mantenere detti primo e secondo elemento anulare di tenuta in rispettive posizioni operative.

L'impiego di anelli di tenuta in materiale elastomerico permette di realizzare una tenuta ottimale e di evitare perdite di lubrificante, che.non occorre perciò reintegrare. Di conseguenza, si ottiene, da un lato, una consistente riduzione del consumo di lubrificante e, dall'altro, viene superata le necessità di una lubrificazione continua degli organi in movimento. È dunque possibile conseguire notevoli vantaggi in termini sia· economici, sia di impatto ambientale, dato che la quantità di lubrificante misto ad acqua che deve essere smaltita è considerevolmente diminuita. L'utilizzo di unità di tenuta secondo l invenzione è poi particolarmente vantaggioso in quanto permette di eliminare l impianto di pompaggio del lubrificante.

Inoltre, gli anelli elastomerici di tenuta proteggono gli organi in movimento dall'infiltrazione accidentale di -scorie, riducendo il rìschio di danneggiamenti. In una preferita forma di realizzazione, l'unità di tenuta comprende uno schermo, calzato su detto primo organo rotante e disposto in battuta contro detto secondo elemento anulare di tenuta, da banda opposta a detto primo elemento anulare di tenuta. Ciò consente di ridurre ulteriormente il rischio che scorie o impurità raggiungano gli organi in movimento .

Un ulteriore vantaggio è dato dal fatto che l'unità di tenuta può essere agevolmente montata nella propria sede di utilizzo. Infatti, il primo e il secondo elemento anulare di tenuta, assemblati all'elemento anulare distanziatore, costituiscono un gruppo di tenuta, che, a sua volta, forma un unico insieme con il corpo tubolare. L'unità di tenuta può quindi essere preassemblata e successivamente, con una sola operazione, inserita nella propria sede.

- Per una migliore comprensione dell'invenzione, ne verrà di seguito descritta una forma di realizzazione, a puro titolo di esempio non limitativo e con riferimento alla figura del disegno allegato, che mostra una vista in elevazione laterale, sezionata lungo un piano assiale, di un'unità di tenuta secondo la presente invenzione.

<‘ >Con riferimento alla suddetta figura, è indicata nel suo complesso con il numero 1 un'unità di tenuta per due organi meccanici relativamente rotanti. In particolare, l'unità di tenuta 1 può essere impiegata per .un sistema di trasporto di materiale solidificato di colate di fonderia in continua. In guesto caso, una pluralità di rulli 2 {di cui uno solo è illustrato, per comodità, nella figura) sono montati folli su un albero 3, fra loro affiancati, secondo una disposizione di per sé- nota. Inoltre , ciascun rullo 2 è accoppiato all'albero 3 mediante un rispettivo cuscinetto di rotolamento 4, di tipo noto e preferibilmente comprendente un elemento integrato di tenuta 5.

L'unità di tenuta 1 è inserita a interferenza in una sede cilindrica 6 definita fra il rullo 2 e l'albero 3 e comprende un gruppo di tenuta 7, calzato su una boccola 11 e a sua volta includente un primo e un secondo elemento anulare di tenuta 8, 9 e un elemento anulare distanziatore 10.

La boccola 11 è calzata girevole sull'albero 3 e presenta, a una propria prima estremità 12, una flangia 13 atta a individuare un verso di montaggio dell'unità di tenuta 1. Un elemento di tenuta statica 14, di forma sostanzialmente anulare, è interposto fra la boccola 11 e l'albero 3, in corrispondenza di una seconda estremità 15 della boccola 11 stessa.

Il primo elemento anulare di tenuta 8 comprende una prima armatura 17 di montaggio, formata da una lamina metallica avente una porzione ripiegata in modo da definire una prima gola circolare 21, e un primo anello di tenuta 18, in materiale elastomerico.

Il primo anello di tenuta 18 è portato da un bordo interno 20 della prima armatura 17, ad esempio incollato in fase di vulcanizzazione, si estende assialmente dal bordo interno 20 da banda opposta alla flangia 13 e presenta un primo labbro radiale di tenuta 22, sostanzialmente sagomato a "V".

Una molla 19, ad esempio del tipo a giarrettiera, è alloggiata in una scanalatura anulare 19a del primo anello di tenuta 18, in corrispondenza del primo labbro radiale di tenuta 22, in modo da caricare il primo anello di tenuta 18 stesso e ottenere una prefissata pressione di tenuta.

Il secondo elemento anulare di tenuta 9 comprende una seconda armatura 24, formata da una lamina metallica, e un secondo anello di tenuta 25, in materiale elastomerico. La seconda armatura 24 presenta una porzione ripiegata in modo da formare una seconda gola circolare 26.

Il secondo anello di tenuta 25 è provvisto di una pluralità di secondi labbri radiali di tenuta 30, estendentisi verso l'interno dell'anello stesso, e presenta una sede 28, impegnata da un bordo interno 27 della porzione ripiegata della seconda armatura 24. Il - secondo anello di tenuta 25 è incollato alla seconda armatura 24 in fase di vulacanizzazione e, in uso, è inserito sulla boccola 11 con interferenza radiale prefissata; inoltre, i secondi labbri radiali di tenuta sono rivolti da banda opposta al primo elemento anulare di tenuta 8.

In questo modo, il lubrificante (ad esempio grasso) può essere efficacemente trattenuto all'interno del cuscinetto 4, evitando perdite in condizioni normali di funzionamento. D'altra parte, l'orientamento del primo e dei secondi labbri radiali di tenuta 22, 30 permette di sfogare eventuali sovrapressioni che potrebbero danneggiare le parti meccaniche e/o gli organi di tenuta.

Il primo e il secondo elemento anulare di tenuta 8, 9 sono montati a interferenza sull'elemento anulare distanziatore 10, fra loro coassiali, in modo che opposti bordi dell'elemento anulare distanziatore 10 stesso risultino inseriti nella prima e, rispettivamente, nella seconda gola circolare 21, 26. In pratica, l'elemento anulare distanziatore 10 premette di mantenere il primo e il secondo elemento anulare di tenuta 8, 9 l'uno rispetto all'altro in rispettive posizioni operative, sia radialmente, sia assialmente. Inoltre, l'elemento anulare distanziatore 10 -è sostanzialmente indeformabile e rende possibile„·i-1 montaggio a interferenza dell'unità di tenuta 1 nella sede cilindrica 7.

L'unità, di tenuta 1 comprende inoltre uno schermo 31, calzato sulla boccola 11 e disposto in battuta contro il secondo elemento anulare di tenuta 9, da banda opposta al primo elemento anulare di tenuta 8.

Lo schermo 31, ad esempio formato da una rondella, presenta una regione radialmente interna 32 di forma sostanzialmente troncoconica, estendentesi assialmente da banda opposta al secondo elemento anulare di tenuta 9. La boccola 11 e lo schermo 31 definisconò un'apertura anulare 33 avente una dimensione radiale prefissata.

Un diametro esterno dello schermo 31 è invece sostanzialmente pari al diametro della sede cilindrica 6, in modo da poter essere inserito a interferenza o, in alternativa, saldato.

In questo modo, lo schermo protegge il gruppo di tenuta 7 da eventuali infiltrazioni di scorie, consentendo tuttavia lo sfogo . di sovrapressioni interne .

Risulta infine evidente che all'unità di tenuta descritta possono essere apportate modifiche e varianti , senza uscire dall'ambito della presente invenzione .

Claims (10)

1. R IV E N D I C A Z IO N I 1. Unità di tenuta per organi meccanici relativamente rotanti, in particolare per rulli di fonderia, comprendente un elemento tubolare (11), atto a essere calzato su un primo di detti organi rotanti (3), caratterizzata dal fatto di comprendere un primo e un secondo elemento anulare di<' >tenuta (8, 9), circondanti detto elemento tubolare (11) e provvisti di una prima e, rispettivamente, una seconda armatura di montaggio (17, 24) e di rispettivi anelli di tenuta in materiale elastomerico (18, 25); e dal fatto di comprendere un elemento anulare distanziatore (10), coassiale con detto elemento tubolare (11) e cooperante con dette prima e seconda armatura (17, 24) per mantenere detti primo e secondo elemento anulare di tenuta (8, 9) in rispettive posizioni operative.
2. 2. Unità di tenuta secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal. fatto che detto anello di tenuta (18) di detto primo elemento anulare di tenuta (8) presenta un primo labbro radiale (22) sostanzialmente conformato a "V"; detto primo elemento anulare di tenuta (8) comprendendo, inoltre, mezzi di caricamento (19).
3. 3 . Unità di tenuta secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzata dal fatto che detto anello di tenuta (25) di detto secondo elemento anulare di tenuta (9) presenta una pluralità di secondi labbri radiali di tenuta (30).
4. 4. Unità di tenuta secondo la rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto che anello di tenuta (25) di detto secondo elemento anulare di tenuta (9) è montato con interferenza radiale prefissata su detto elemento tubolare (11); detti secondi labbri radiali di tenuta (30) essendo ripiegati da banda opposta a detto primo elemento anulare di tenuta (8).
5. 5 . Unità di tenuta secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che dette prima e seconda armatura (17, 25) presentano rispettive porzioni ripiegate, formanti rispettive gole circolari (17, 26), atte a ricevere opposti bordi di detto elemento anulare distanziatore (10).
6. 6 . Unità di tenuta secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto di comprendere uno schermo (31), calzato su detto elemento tubolare (11) e disposto in battuta contro detto secondo elemento anulare, di tenuta (9), da banda opposta a detto primo elemento anulare di tenuta (8).
7. 7. Unità di tenuta secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che detto schermo (31) comprende una rondella, avente una regione radialmente interna (32) di forma sostanzialmente troncoconica ed estendentesi assialmente da banda opposta a detto secondo elemento anulare di tenuta (9); detto elemento tubolare (11) e detta rondella definendo un'apertura anulare (33) avente una dimensione radiale prefissata.
8. 8. Unità di tenuta secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto di comprendere mezzi di tenuta statica (14), interposti fra un'estremità (15) di detto elemento tubolare (11) e detto primo organo rotante (3).
9. 9. Rullo per fonderie, comprendente un albero (3), almeno un corpo cilindrico (2), accoppiato a detto albero mediante un cuscinetto (4), e almeno un'unità di tenuta (1), caratterizzato dal fatto che detta un'unità di tenuta (1) è realizzata secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 7 ed è alloggiata in una sede cilindrica (6) definita fra detto albero (3) e detto corpo cilindrico (2).
10. 10. Unità di tenuta per organi meccanici relativamente rotanti, in particolare per rulli di fonderia, sostanzialmente come descritto con riferimento alle figure annesse