ITMI20010663A1 - Complesso di tenuta a basso costo di produzione e procedimento per ilsuo ottenuto - Google Patents

Description

D E S C R I Z IO N E

La presente invenzione si riferisce ad un complesso di tenuta inseribile tra due organi in rotazione relativa, in particolare gli anelli di un cuscinetto di rotolamento, ed al suo procedimento di realizzazione .

E' noto che i complessi di tenuta del tipo suddetto comprendono un elemento elastomerico provvisto degli organi di tenuta, di solito uno o più labbri striscianti, ed una armatura, in genere metallica, accoppiata con una porzione portante dell'elemento di tenuta per irrigidire lo stesso al fine do permettere al labbro/i di svolgere la propria funzione. L'ancoraggio tra 1'armatura metallica e la porzione portante in elastomero dell'elemento di tenuta è ottenuta, secondo una tecnologia sviluppata dalla Richiedente, con un procedimento di incollaggio m fase di vulcanizzazione, consistente nel trattare preventivamente la/le superficie/superfici dell'armatura destinate ad accoppiarsi con la parte elastomerìca con una "vernice" costituita da un promotore d'adesione o "primer" e, successivamente nel costampare sull'armatura cosi trattata l'elemento elastomerico usando una mescola "verde", cioè non ancora vulcanizzata. Durante la successiva fase di vulcanizzazione il primer stabilisce legami chimici con l'elastomero in fase di vulcanizzazione, assicurando così la desiderata adesione, che è superiore a quella ottenibile con un normale collante.

Il procedimento suddetto, pur estremamente efficace e soddisfacente, presenta però 1'inconveniente di portare i costi di produzione del complesso di tenuta con esso realizzato relativamente in alto, in quanto comporta, oltre la fase di stampaggio/vulcanizzazione, che sarebbe comunque necessaria, la fase di stesura del primer; d'altra parte, se si procedesse direttamente allo stampaggio non si potrebbe assicurare in uso una adesione sufficiente tra elastomero ed armatura.

Scopo dell'invenzione è quello di realizzare un complesso di tenuta privo degli inconvenienti descritti e che, in particolare, sia di semplice ed economica realizzazione, di ridotto ingombro e che fornisca prestazioni di tenuta relativamente elevate. Un ulteriore scopo dell'invenzione è quello di fornire un precedimento per l'ottenimento a basso costo di tale complesso di tenuta.

In base all'invenzione viene dunque fornito un complesso di tenuta comprendente un elemento elastomerico di tenuta provvisto dì almeno un organo di tenuta, ed un'armatura annegata almeno parzialmente in una porzione portante del detto elemento elastomerico di tenuta, l'armatura comprendendo una prima ed una seconda porzione periferica, tra loro opposte, e rispettive opposte facce delimitanti frontalmente dette porzioni periferiche; caratterizzato dal fatto che detta armatura è provvista passante di prime perforazioni praticate attraverso detta prima porzione periferica e di seconde perforazioni praticate attraverso detta seconda porzione periferica; e dal fatto che detta porzione portante dell'elemento elastomerico comprende: prime porzioni di bloccaggio portate stampate su entrambe dette facce di detta prima porzione periferica dell'armatura; prime bretelle colleganti tra loro le prime porzioni di bloccaggio attraverso dette prime perforazioni passanti; seconde porzioni di bloccaggio portate stampate su entrambe dette facce di detta seconda porzione periferica dell'armatura; seconde bretelle colleganti tra loro dette seconde porzioni di bloccaggio attraverso dette seconde perforazioni passanti; ed almeno una terza bretella ricavata in contatto con almeno una di dette facce a collegamento di dette prime porzioni di bloccaggio con le seconde porzioni di bloccaggio.

Secondo un altro aspetto dell'invenzione viene inoltre fornito un procedimento per l'ottenimento a basso costo di un complesso di tenuta comprendente un elemento elastomerico di tenuta ed un'armatura almeno parzialmente annegata in una porzione portante dell'elemento elastomerico, caratterizzato dal fatto di comprendere le seguenti fasi:

realizzazione di rispettive perforazioni passanti in corrispondenza di rispettivamente una prima ea una seconda porzione periferica dell'armatura;

stampaggio di detto elemento elastomerico di uenuta direttamente su detta armatura, senza previa deposizione sull'armatura stessa di promotori di adesione o collanti;

vulcanizzazione di detto elemento elastomerico;

detta fase di stampaggio venendo eseguita in modo da ricavare su opposte facce di dette porzioni periferiche rispettive porzioni di bloccaggio di detto elemento elastomerico ed attraverso dette perforazioni rispettive prime e seconde bretelle di collegamento tra le dette porzioni di bloccaggio disposte sulle opposte facce di rispettivamente dette prima e seconda porzione periferica dell'armatura; e da ricavare su almeno una di dette facce almeno una rispettiva terza bretella di collegamento tra le porzioni di bloccaggio delle dette prima e seconda porzione periferica dell'armatura.

In questo modo si assicura la perfetta e permanente adesione della parte elastomerica all'armatura senza necessità dell'applicazione di primers e senza far venir meno la funzionalità del complesso di tenuta, ottenendo così il risparmio ricercato .

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dei trovato appariranno chiari dalla descrizione che segue di una sua forma non limitativa di attuazione, fatta puro a titolo di esempio, con riferimento alla figura dell'annesso disegno, che illustra una vista in sezione radiale parziale di un complesso di tenuta realizzato secondo l'invenzione.

Con riferimento alla suddetta figura, con 1 è indicato un complesso di tenuta comprendente un elemento elastomerico 2 di tenuta provvisto di almeno un organo di tenuta, nella fattispecie costituito da un labbro anulare 3 di tipo noto, ed un'armatura anulare 4 annegata almeno parzialmente in una porzione portante 5 dell'elemento elastomerico di tenuta 2. In uso, come è schematicamente illustrato in figura, il complesso di tenuta 1 risulta inseribile in modo noto tra due organi in moto relativo 8,10, illustrati a tratteggio, nella fattispecie non limitativa illustrata due organi in rotazione relativa, per esempio costituiti dagli anelli esterno ed interno di un cuscinetto di rotolamento o, più in generale, da una generica sede 8 di rotazione per un generico albero 1C.

Nell'esempio illustrato, la sede 8 include una sede 9 ed accoppiamento e di tenuta statica con un porzione di accoppiamento 11, nota, perifericamente esterna dell'elemento elastomerico 2, estendentesi radialmente a sbalzo da una porzione di radice 12 facente parte della porzione portante 5.

L'armatura 4 comprende opposte porzioni anulari periferiche, radialmente esterna 14 e radialmente interna 15, e rispettive opposte facce 18,19 a sviluppo radiale delimitanti frontalmente entrambe le porzioni anulari periferiche 14,15. Secondo l'invenzione, l'armatura 4 è provvista passante di una prima serie di perforazioni 20 (delle quali solo una illustrata in figura) praticate in corona attraverso la porzione perifericamente esterna 14 e di una seconda serie di perforazioni 21, similari alle 20 e delle quali ne è illustrata in figura solo una, praticate in corona attraverso la porzione perifericamente interna 15 dell'armatura 4.

In combinazione con tale caratteristica strutturale dell'armatura 4, la porzione portante 5 dell'elemento elastomerico 2 comprende in corrispondenza della porzione 14 dell'armatura 4 rispettive porzioni di bloccaggio 22a,22b portate stampate rispettivamente sulla faccia 18 le 22a e sulla faccia 19 le 22b; tali porzioni 22 possono essere porzioni anulari continue dell'elemento elastomerico 2 ricoprenti sostanzialmente tutta la parte di facce 18,19 delimitante la porzione periferica 14 dell'armatura 4, oppure essere porzioni anulari discontinue dell'elemento 2, ad esempio ricavate in corona in posizione adiacente le perforazioni 20; queste ultime possono avere forma qualsiasi e nella fattispecie sono definite da feritoie radiali praticate attraverso l'armatura 4.

Le porzioni di bloccaggio 22a disposte sulla faccia 18 risultano inoltre, secondo l'invenzione, collegate di pezzo con le rispettive porzioni 22b portate dalla faccia 19 tramite rispettive bretelle 23 facenti pure parte di pezzo della porzione portante 5 dell'elemento elastomerico 2 e che sono state stampate, secondo l'invenzione, direttamente all'interno delle perforazioni 20, a riempimento delle stesse. Le porzioni 22, infine, sono ricavate come parte della porzione di radice 12 della porzione di accoppiamento 11.

Analogamente, la porzione radialmente interna 15 dell'armatura 4 porta stampate sulle facce 18,19 rispettive porzioni di bloccaggio 24 dell'elemento elastomeiico 2 simili alle 22; in particolare sulla faccia 18 sono stampate porzioni di bloccaggio 24a e 24b sulla faccia 19; le porzioni 24a sono poi collegate con le porzioni 24b corrispondenti da rispettive bretelle 25, analoghe alle 23, stampate all'interno delle perforazioni 21 (simili alle 20) a riempimento delle medesime.

Infine, la porzione portante 5 dell'elemento elastomerico 2 include di pezzo una o più ulteriore/i bretella/e 26 la/le quale/i è/sono stata/e ricavata/e in contatto con la faccia 19, a collegamento delle porzioni 22b con le rispettive porzioni 24b. Se è presente un'unica bretella 26 questa avrà ferma anulare, in modo da collegare tra loro tutte le eventuali porzioni discontinue 22b e, rispettivamente 24b e ricoprirà tutta la faccia 19 lasciata libera da queste ultime. Per risparmiare gomma, si possono viceversa realizzare una pluralità di bretelle 26 disposte radialmente in corona a solo parziale copertura della faccia 19, purché ogni eventuale porzione anulare discontinua 22b risulti collegata alla corrispondente 24b.

Secondo il metodo dell'invenzione, la struttura descritta viene ottenuta per co-stampaggio diretto di una mescola elastomerica non ancora vulcanizzata sull'armatura, senza la preventiva stesura su quest'ultima di promotori d'adesione e/o collanti, e per successiva vulcanizzazione della mescola. In particolare il procedimento dell'invenzione comprende le seguenti fasi: realizzazione dell'armatura 4 per coniatura di una lamiera metallica con formazione delle rispettive perforazioni passanti 20,21 in corrispondenza delle porzioni periferiche 14,15 dell'armatura stessa; co-stampaggio, preferibilmente a compressione, ma anche ad iniezione, dell'elemento elastcmerico 2 direttamente sull'armatura 4, alloggiata preventivamente nello stampo di formatura per l'elemento 2, senza previa deposizione sull'armatura 4 stessa di promotori di adesione o collanti; e vulcanizzazione dell'elemento elastomerico 2 appena stampato, con reticolazione dell'elastomero e conseguente indurimento dello stesso. La fase di stampaggio, inoltre, viene eseguita in modo da ricavare sulle opposte facce 18,19 le porzioni di bloccaggio 22a,22b e 24a,24b con relative bretelle 23,25 di collegamento formate all'interno delle perforazioni 20,21, e da ricavare la/e bretella/e 26 sulla faccia 19 a collegamento delle porzioni 22b con le 24b. Ciò è ottenuto semplicemente formando in modo opportuno l'impronta dello stampo, per dar modo all'elastomero fluido di fluire attraverso le perforazioni 20,21a formare tutte le porzioni 22,24, il labbro 3, la porzione di accoppiamento 11 e la/e bretella/e 26.

Preferibilmente, le porzioni anulari periferiche 14,15 sono definite da rispettivi bordi anulari 28,29 dell'armatura 4 ripiegati nel medesimo verso in direzione assiale e le perforazioni 20,21 sono disposte in modo da interessare rispettive zone di piegatura 30 e, rispettivamente 31, dei bordi 28,29. In questo caso, secondo l'invenzione, le bretelle 26 sono ricavate sulla faccia dell'armatura 4 rivolta da banda opposta al verso di piegatura dei bordi 28,29; pertanto i bordi 28,29 risultano (in sezione radiale) ripiegati rispettivamente, il 28 ad L ed il 29 a Z, da banda opposta alla faccia 19 e nella direzione I di inserzione, in uso, del complesso di tenuta 1 nella rispettiva sede 8, indicata in figura dalla freccia.

Come già detto, l'armatura 4 è realizzata in una lamiera metallica tranciata e coniata nella forma descritta, con i bordi 28,29 ripiegati fuori dal piano di giacitura delle facce 18,19. Essa può anche essere realizzata per stampaggio in una plastica sintetica rigida. In ogni caso, l'armatura 4 pur definendo un elemento sostanzialmente rigido (nei confronti dell'elemento elastomerico 2) sarà dotata, anche grazie alla forma dei bordi 28,29, di una certa elasticità in senso radiale.

Grazie alla struttura descritta, il complesso di tenuta 1 secondo l'invenzione assicura una perfetta adesione dell'elemento di tenuta 2, in particolare della sua porzione portante 5 (dalla rigidezza e stabilità della quale dipendono in gran parte le prestazioni di tenuta del labbro 3) con l'armatura 4, anche senza adesivi o altri mezzi chimici. Infatti, da una parte le coppie di porzioni 22a,22b e 24a,24b serrano a pacco l'armatura 4 e sono con esse collegate di pezzo ed in modo inseparabile tramite le bretelle 23,25, assicurando il collegamento all'armatura 4 del labbro 3 e della porzione 11 di accoppiamento con la sede 8; dall'altra parte, la/e bretella/e 26 assicura/no in uso un tensionamento radiale, attraverso le porzioni 22b,24b, dell'armatura 4, la quale, grazie alla forma dei boroi 28,23, può reagire elasticamente assicurando sempre l'adesione, anche senza collante della/e bretella/e 26 alla faccia 19 ed il collegamento monolitico tra l'armatura 4 e la porzione portante 5 con conseguente funzionamento ottimale del labbro 3.

Claims (11)

1. R I V E N D I C A Z I O N I 1. Complesso di tenuta (1) comprendente un elemento elastomerico di tenuta (2) provvisto di almeno un organo (3) di tenuta, ed un'armatura (4) annegata almeno parzialmente in una porzione portante (5) del detto elemento elastomerico di tenuta, l'armatura (4) comprendendo una prima (14) ed una seconda (15) porzione periferica, tra loro opposte, e rispettive opposte facce (18,19) delimitanti frontalmente dette porzioni periferiche (14,15); caratterizzato dal fatto che detta armatura (4) è provvista passante di prime perforazioni (20) praticate attraverso detta prima porzione periferica (14) e di seconde perforazioni (21) praticate attraverso detta seconda porzione periferica (15); e dal fatto che detta porzione portante (5) dell'elemento elastomerico comprende: prime porzioni di bloccaggio (22) portate stampate su entrambe dette facce (13,19) di detta prima porzione periferica (14) dell'armatura; prime bretelle (23) colleganti tra loro le prime porzioni di bloccaggio (22a;22b) attraverso dette prime perforazioni passanti (20); seconde porzioni di bloccaggio (24) portate stampate su entrambe dette facce di detta seconda porzione periferica (15) dell'armatura; seconde bretelle (25) colleganti tra loro dette seconde porzioni di bloccaggio (24a;24b) attraverso dette seconde perforazioni passanti (21); ed almeno una terza bretella (26) ricavata in contatto con almeno una (19) di dette facce a collegamento di dette prime porzioni di bloccaggio (22b) con le seconde porzioni di bloccaggio (24b).
2. 2. Complesso dì tenuta (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che dette prime e seconde bretelle (23,25) sono state stampate all'interno di dette prime e seconde perforazioni (20,21), a riempimento delle medesime; detta almeno una terza bretella (26) essendo stata stampata a copertura di almeno parte di una detta faccia (19).
3. 3. Complesso di tenuta (1) secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che detta porzione portante (5) di detto elemento elastomerico (2) è stata ottenuta per costampaggio diretto di una mescola elastomerica non ancora vulcanizzata su detta armatura (4), senza la preventiva stesura su quest'ultima di promotori d'adesione e/o collanti, e per successiva vulcanizzazione della mescola .
4. 4. Complesso di tenuta (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta armatura (4) e detto elemento elastomerico di tenuta (2) sono anulari, dette facce (18,19) presentando sviluppo sostanzialmente radiale e delimitando dette porzioni periferiche dell'armatura (14,15), pure anulari e disposte rispettivamente radialmente sull'interno e radialmente sull'esterno dell'armatura; dette prime e seconde perforazioni (20,21) essendo praticate in corona attraverso dette prima e seconda porzione anulare periferica (14,15) dell'armatura.
5. 5. Complesso di tenuta (1) secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che le dette prima e seconda porzione anulare periferica (14,15) di detta armatura sono definite da rispettivi bordi anulari (28,29) dell'armatura ripiegati nel medesimo verso in direzione assiale; dette perforazioni (20,21) essendo disposte in modo da interessare rispettive zone di piegatura (30,31) di detti bordi (28,29). fi.
6. Complesso di tenuta (1) secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detta almeno una terza bretella (26) è ricavata su una faccia (19) di detta armatura rivolta da banda opposta ai verso di piegatura di detti bordi anulari (28,29) dell'armatura .
7. 7. Complesso di tenuta (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 4 a 6, caratterizzato dal fatto che detta prima porzione anulare periferica (14) dell'armatura è definita da un bordo radialmente esterno (28) dell'armatura ripiegato ad L nella direzione dì inserzione, in uso, del complesso di tenuta in una rispettiva sede (8); detta seconda porzione anulare periferica (15) dell'armatura essendo a sua volta definita da un bordo radialmente interno [/9) dell'armatura ripiegato sostanzialmente a Z nella detta direzione di inserzione in uso del complesso di tenuta nella sede.
8. 8. Complesso di tenuta (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 4 o 7, caratterizzato dal fatto che la detta armatura (4) è realizzata in una lamiera metallica coniata.
9. 9. Complesso di tenuta (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 4 a 8, caratterizzato dal fatto che detto elemento elastomerico di tenuta (2) comprende una porzione di accoppiamento (11), in uso, con una sede (9) per il complesso di tenuta, una porzione di radice (12) di detta porzione di accoppiamento includendo dette prime porzioni di bloccaggio (22).
10. 10. Procedimento per l'ottenimento a basso costo di un complesso di tenuta (1) comprendente un elemento elastomerico di tenuta ed un'armatura almeno parzialmente annegata in una porzione portante dell'elemento elastomerico, caratterizzato dal fatto di comprendere le seguenti fasi: realizzazione di rispettive perforazioni passanti (20,21) in corrispondenza di rispettivamente una prima ed una seconda porzione periferica (14,15) dell'armatura; stampaggio di detto elemento elastomerico di tenuta (2) direttamente su detta armatura (4), senza previa deposizione sull'armatura stessa di promotori di adesione o collanti; vulcanizzazione di detto elemento elastomerico (2); detta fase di stampaggio venendo eseguita in modo da ricavare su opposte facce (18,19) di dette porzioni periferiche rispettive porzioni di bloccaggio (22,24) di detto elemento elastomerico (2) ed attraverso dette perforazioni (20,21) rispettive prime (23) e seconde (25) bretelle di collegamento tra le dette porzioni di bloccaggio (22a,22b;24a,24b) disposte sulle opposte facce (13,19) di rispettivamente dette prima e seconda porzione periferica (14,15) dell'armatura; e da ricavare su almeno una (19) di dette facce almeno una rispettiva terza bretella (26) di collegamento tra le porzioni di bloccaggio (22b;24b) delle dette prima e seconda porzione periferica (14,15) dell'armatura.
11. 11. Complesso di tenuta e procedimento per il suo ottenimento sostanzialmente come descritti ed illustrati con riferimento al disegno annesso.