ITMI20020297U1 - Mozzo di ruota e ruota con un tale mozzo - Google Patents

Description

MI 2002 U 0 0 0 2 9 3⁄4

Descrizione della domanda di brevetto per modello di utilità dal titola: c'.T<~>‘3⁄4<~>A<~>"

I B R E V E T T I ~ "MOZZO DI RUOTA E RUOTA CON UN TALE MOZZO"<”“>

A nome: MAVIC S .A. 0 5 0 1 U .Ì'li02j M I L A N O DESCRIZIONE

Il presente trovato si riferisce a un mozzo di ruota come pure a una ruota provvista di un tale mozzo.

Sostanzialmente, ma non esclusivamente, il presente trovato si riferisce a un mozzo e a una ru ota di bicicletta.

In modo noto, u n tale mozzo comprende un asse mediante il quale viene assemblato alla forcella o al telaio della bicicletta e un corpo di mozzo cui sono agganciati i ragg: di collegamento con il cerchione. Fra l asse e il corpo di mozzo si trovano dei cuscinetti, in genere due, uno a ogni estremità dell'asse.

Tenendo conto del rapporto fra il diametro della ruota e la distanza fra i cuscinetti, è necessario regolare con precisione il gioco assiale dei cuscinetti per eliminare qualsiasi gioco laterale a livello del cerchione.

Una delle soluzioni ampiamente adottate consiste nell'utilizzare cuscinetti con coni a gabbia. Ur.a tale soluzione è descritta in numerosi brevetti, ad esempio nel brevetto FR 780 617.

Per un tale montaggio il gioco di rotolamento viene regolato in modo relativamente semplice, serrando più o meno i coni a gabbia in cui circolano le sfere.

Un'altra soluzionle consiste nell'utilizzare dei cuscinetti industriali a gabbie coassiali. Un tae montaggio è descritto, ad esempio, nella domanda di brevetto FR 2 724 431. Secondo un montaggio classico di questi cuscinetti, la gabbia esterna viene montata a forza nella sua sede nel corpo di mozzo e il

gioco di rotolamento è regolato agendo sulle gabbie interne con l'aiuto di un dado avvitato sull'asse del mozzo, in modo da generare sulle sfere una precarica con una componente assiale.

Questo tipo di montaggio dà buoni risultati. Tuttavia esige che il diametro dell'asse di mozzi o sia perfettamente regolato rispetto al diametro interno del cuscinetto nelle z one in cui i cuscinetti sono montati. Infatti, la regolazione del gioco di rotolamento non permette di correggere il gioco radiale fra la gabbia interna e l'asse Per limitare il suddetto gioco è necessaria un'operazione di rettifica dell'asse con tolleranze di lavorazione minime, in genere inferiori a 10 micron, per essere compatibili con la tolleranza della gabbia interna del cuscinetto dell'ordine di 8 micron. In tali condizioni la lavorazione dell'asse del mozzo risulta costosa.

Per porre rimedic a tale inconveniente, la domanda di brevetto FR 2 771 370 propone di usare un cuscinetto la cui gabbia interna è troncoconica e in cui il gioco è regolato con l’aiuto di un anello troncoconico complementare, che viene più o meno fon iato nella gabbia interna. Un tale montaggio permette di regolare contemporaneamente il gioco assiale e il gioco radiale. L'inconveniente è la necessità di uno specifico cuscinetto a gabbia troncoconica, quindi costoso rispetto a un cuscinetto industriale standard.

Uno scopo del presente trovato è di proporre un mozzo a cuscinetti industriali perfezionato, poiché è possibile regolare con precisione il gioco di rotolamento senza la necessita di una lavorazione dell'asse con una tolleranza precisa né di uno specifico cuscinetto.

In tal modo è possibile realizzare un mozzo a cuscinetti industriali più semplice da fabbricare e più economico dei mozzi attualmente noti.

Il mozzo secondo il presente trovato comprende un albero di mozzo, un corpo di mozzo montato a rotazione libera attorno all'albero e almeno un cuscinetto con delle gabbie esterna e interna coassiali, la gabbia esterna del cuscinetto essendo alloggiai a in una sede a spallamento del corpo di mozzo, l'albero essendo filettata su almeno una porzione della sua lunghezza e un dado essendo avvitato sulla porzione filettata dell'albero. Il mozzo è caratterizzato dal fatto che la porzione filettata dell'albero si estende fino alla zona del cuscinetto, che la gabbia interna del cuscinetto è montata su una zona di supporto di un anello a espansione sulla porzione filettata dell'albero, l'espansione dell'anello a espansione essendo provocata dal serraggio del dado relativamente a dstto anello.

La regolazione del gioco di rotolamento è quindi realizzata, da un lato, con il serraggio dell'anello a espansione contro la gabbia interna per generare una componente assiale e, daH'altro, con il serraggio del dado contro l'anello per provocarne l'espansione e ricuperare il gioco radiale fra l'anello e il cuscinetto. Il dado fa anche le veci di controdado relativamente all'anello e impedisce un allentamento involontario.

Poiché l'espansione dell'anello permette di ricuperare un eventuale gioco radiale con il cuscinetto, il suo diametro esterno non richiede una tolleranza molto precisa. L'insieme è quindi semplice da realizzare e presenta un costo ridotto pur essendo efficace.

Il presente trovato sarà meglio compreso con riferimento alla descrizione che segue e alle tavoli; allegate.

La figura 1 rappresenta in prospettiva il mozzo del presente trovato.

La figura 2 è una vista in sezione di un mozzo lungo un piano assiale.

La figura 3 rappresenta uno degli anelli in sezione.

La figura 4 è una vista parziale in sezione dei filetti dell'albero e deH'anello, che spiega responsione dell’anello.

La figura 5 rappresenta, con vista laterale, un anello secondo una variante di esecuzione dell'invenzione.

La figura 6 è relativa a un'altra variante di realizzazione.

La figura 7 mostrò l'anello della figura 6 con vista laterale.

La figura 1 rappresenta, a titolo di illustrazione del presente trovato, un mozzo anteriore 1 previsto per una ruota di bicicletta a raggi in tensione. Ma come risulterà più chiaramente di seguito, il trovato non è limitata a questa forma di esecuzione.

Il mozzo 1 presehta un albero centrale 2 e un corpo 3 di mozzo montato a rotazione libera a ttomo all'albero 2.

Secondo la form a di esecuzione illustrata, l'albero 2 è cavo per consentire l'ulteriore montaggio di un asse a bloccaggio rapido. Ad esempio, è fabbricato a partire da un tu DO. In modo noto, la lunghezza dell'albero è determinata in funzione della dii: stanza fra i bracci della forcella in modo che quest'ultima poggi sulle estremità dell'albero.

Il corpo 3 di mozzo è cilindrico a rotazione, di qualsiasi tipo adeguato. Ad esempio, presenta esternamente due dischi 5 e 6 situati verso ognuna delle sue estremità. Ogni disco presenta una serie di fori previsti per l'aggancio dei raggi. I dischi sono qui previsti per raggi a gomito. Ciò non è limitativo e il corpo di mozzo potrebbe presentare dei denti o qualsiasi altro dispositivo d'aggancio previsto per raggi a gomito o diritti. Il corpo di mozzo potrebbe anche essere pre\ isto per essere munito di un collegamento con il cerchione

mediante baston o dischi. Nel caso di una ruota a bastoni o a dischi, il corpo di mozzo ; costituire un tutto unico con questi elementi.

Il corpo di mozzo è cavo, attraversato da una parte all'altra dall' albero 2.

Due cuscinetti 9 e 10 collegano il corpo di mozzo all'albero. Detti cuscinetti sono di tipo i ìtriale standard, vale a dire che hanno le gabbie interna 13 e 14 ed esterna 11 e 12, fra cui circolano le sfere. I cuscinetti sono di qualsiasi tipo idoneo del commercio e possono essere a tenuta o meno. Per la

costruzione illustrata sono , stati impiegati cuscinetti del tipo 6001, che presentano le seguenti caratteristiche dimensionali: diametro interno 12 millimetri, diametro esterno 28 millimetri, larghezza 8 millimetri. Dette dimensioni non costituiscono un valore limitativo per la presente invenzione. E' sufficiente eh e( il diametro interno del cuscinetto sia superiore al diametro esterno dell' alberi.

In modo classico le gabbie esterne 11 e 12 sono montate a forza nelle sedi 15 e 16 del corpo d mozzo, aperte verso l'esterno. Ogni sede è delimitata verso l<'>interno del corp o di mozzo da uno spallamento 17, 18 contro cui poggia la gabbia esterna ddi cuscinetti secondo una direzione assiale.

L<'>albero 2 presenta una porzione filettata 21,22 a ogni sua estremità, che inquadra una porzione liscia 23.

Le porzioni filettate si estendono verso l'interno del corpo di mozzo, oltre la zona dei cuscinetti 9 e 10.

Un anello 23,24 è avvitato su ogni porzione filettata.

L'anello 23 è illustrato da solo alla figura 3. L'altro anello è identico.

Riferendosi quindi alla figura 3, l'anello 23 presenta tre zone. Una prima zona 25 di supporto del cuscinetto è prevista per essere impegnata nell'anello

interno del cuscinetto. A tale scopo, essa presenta una lunghezza almeno uguale alla larghezza del cuscinetto e un diametro esterno leiggermente inferiore al diametro interno del cuscinetto.

Per il sopra citati o esempio, il diametro interno del cuscinetto essendo di 12 millimetri, la zon a. 25 dell'anello viene lavorata a una quota di 1 1.94 millimetri e tolleranze di 0 05 e -0.01 millimetri, vale a dire una tolleranza totale di 0.06 millimetri. Una tàle tolleranza dell'ordine di 0.05 millimetri è molto più grande di quella praticata a suo. tempo con un montaggio diretto del cuscinetto sull albero. E' relativamente facile da ottenere con un costo di fabbricazione ragionevole.

L'anello ha una feconda zona 26 di spallamento, prevista per essere applicata contro la gabbie interna del cuscinetto. La terza zona 27 è una zona di accoppiamento di un utensile di serraggio. Detta zona sporge all'esterno del corpo di ruota libero, ad esempio presenta due piattine parallele che permettono l<'>acdoppiamento di una chiave piatta. Qualsiasi altra forma esterna che permetta l'accoppiamento di un utensile di serraggio è pure adatta.

Internamente, l'ànello presenta una zona 30 filettata secondo il passo delle porzioni filettate dell'albero e una zona non filettata 31 di diametro superiore, La zona filettai a. si estende sostanzialmente nella zona del cuscinetto. Preferibilmente, come risulta evidente alla figura 1, il confine fra le zone 30 e 31 è disposto leggermente verso l'interno del cuscinetto e la zona filettata 31 attraversa il resta del cuscinetto e si estende fino all'estremità dell'anello. La ragione di quanto precede apparirà più chiaramente in seguito.

Gli anelli sono re alizzati in un materiale a ridotto modulo di elasticità, ad

esempio una lega di alluminio e, in questo caso, preferibilmente una lega caricata al piom ao oppure una lega nota con il nome "Zamak" o ancora in ottone.

Infine, il mozzo presenta due dadi 35,36 avvitati sulle porzioni filettate dell'albero, all' esterno degli anelli 23 e 24, come pure due coprimozzo di protezione 37 e 38 in materia plastica montati sulla zona 26 degli anelli. I due dadi sono realizzati in qualsiasi materiale idoneo, sostanzialmente in acciaio. Preferibilmente sono relativamente piatti e, in sezione, di dimensione. superiore a quella della zon a di accoppiamento 27 dell'anello.

L'idea principale della presente invenzione è la seguente. Serrando ogni dado contro l'anello come un controdado si aumenta la sollecitazione dei filetti dell'anello contro quelli dell'albero. L'aumento della sollecitazione sui filetti provoca un<'>espansione locale della parete esterna dell'anello. Tale fenomeno è importante soprattutto sui primi filetti disposti sul lato del dado. E' la ragione per cui questi irimi filetti vengono disposti verso il centro del cuscinetto, L'espansione è di ridotta ampiezza, ma sufficiente a ricuperare il gioco assiale. Come risulta visi alla figura 4 per l'anello 23 e la zona 21, i filetti si sovrappongono p er la metà soltanto dei lati. Tenendo conto dell<1>orientamento dei lati attivi del filetto, la risultante degli sforzi di sollecitazione esercitati sui lati attivi dell' an presenta una componente assiale diretta nella direzione opposta cil dado e una componente radiale orientata verso l'esterno. Poiché l'anello è in un materiale relativamente tenero, detta componente radiale provoca una leggera dilatazione della zona 25 dell'anello. Vantaggiosamente, detta dilatazione è relativamente regolare sull'intera circonferenza della zona 25. E' necessario fare in modo che la potenziale dilatazione dell'anello sia

superiore alla mi: ssima differenza possibile fra il diametro interno dell'anello e il diametro esteritr o della zona 25. In tal modo, la dilatazione o il rigonfiamento dell' anello si prò duce fino a che il gioco radiale fra l'anello e il cuscinetto sia completamente an: nullato.

Per tornare all'es|i empio precedente, usando per l'anello una lega di alluminio, si provoca una dilatazione dell'anello di 0.05 millimetri per una coppia di serraggio del da|i o di 25 Newton. metri. Tale valore è dello stesso ordine di grandezza della t olleranza totale esistente fra l'anello e il cuscinetto,

Il fenomeno dell a dilatazione dell anello può essere amplificato con l'uso di filettature con u n angolo al vertice più importante dell'angolo normalizzato, che è di 60 gì radi. E' quindi possibile provocare una deformazione più omogenea dell'an elio sulla sua lunghezza realizzando una maschiatura con un passo leggermen|t e superiore sull'anello, ad esempio 1.03 mm per l'anello rispetto a 1 mm oer l'albero, in modo che le sollecitazioni sui fianchi dei filetti siano meglio disti:: ibuite sulla lunghezza dei fianchi di filettatura in contatto, Tenendo conto di quanto precedentemente descritto, la regolazione del gioco di rotolamento del n ozzo viene realizzato come descritto di seguito,

Dopo l<'>assembla; ggio dei diversi pezzi del mozzo, in un primo tempo viene effettuata una r egolazione del gioco radiale. A tale scopo, ognuno degli anelli viene più o mene]) serrato per generare una precarica assiale fra le gabbie dei cuscinetti.

Detta operazione tiene conto delle ulteriori operazioni in grado di modificare il valore della prec il ica assiale.

Dopo aver esegu to questa prima regolazione, ognuno dei dadi 35 e 36 viene serrato contro gli anelli 23 e 24 tipo controdado per provocare l<’>espansione

degli anelli. Que sta operazione è realizzata preferibilmente serrando il dado con l'aiuto di un utensile dinamometrico. All'atto del serraggio dei controdadi, il gioco della fili; ttatura nel collegamento anello /albero cambia direzione in modo che queste operazione riduce il gioco assiale nel cuscinetto ricuperando il gioco assiale vlite/dado. Di conseguenza, prima di bloccare il controdado è preferibile alien tarlo leggermente per compensare il gioco della filettatura, L' alleni amento t.l ene conto anche della sollecitazione assiale supplementare generata dall'ass s a bloccaggio rapido.

Oltre alla funzid ne di espansione deH'anello, il dado ha una funzione di controdado che e vita un allentamento accidentale dell'anello,

Per un mozzo di ruota quale quello della figura 1 l<'>operazione viene eseguita preferibilmente c 3me descritto di seguito.

In primo luogo l'anello deve essere trattenuto in appoggio sul relativo spallamento con :ro il cuscinetto già montato serrato nel corpo di mozzo, poi viene bloccato il controdado.

Viene quindi mo: ptato il secondo anello avvitandolo fino a contatto del relativo spallamento con il cuscinetto, segue un allentamento di un quarto di giro circa; successiv am ente, trattenendo lo spallamento di detto secondo anello contro il secondi o cuscinetto, viene bloccato il secondo controdado e il montaggio è ter n: i inaio . Altre modalità operative potrebbero essere altrettanto adeguate.

Il presente trova ,:to non è limitato alla forma di esecuzione descritta. Sono possibili altre va i: ianti di costruzione, l'idea generale essendo di non montare il cuscinetto dirett amente sull’asse, ma su un anello a espansione intermedio, mediante il quale viene regolato un serraggio assiale del cuscinetto, e di un

dado da serrare contro l'anello per provocarne l'espansione,

In tale contesto, la figura 5 rappresenta una variante di realizzazione in cui l'anello è simile ai precedenti anelli 23 e 24, salvo che presenta almeno una fessura 43,44 n ella sua zona 45 di supporto del cuscinetto. L'espansione di tede anello sarà allora ottenuta mediante un'apertura della o delle fessure, Detto anello può essere realizzato in un materiale come l'acciaio,

Un'ulteriore vari ante è rappresentata alle figure 6 e 7. L'anello 50 ha una zona di supporto 51 del cuscinetto più lunga dei precedenti anelli in modo che la sua zona filettai a 52 sia deviata verso l'interno del corpo di mozzo, oltre il cuscinetto.

Verso la zona a spallamento 55, la parete deH'anello è forata con le aperture oblunghe 58,59 distribuite lungo la sua periferia. L'espansione dell'anello è qui ottenuta median|t e inflessione delle porzioni di parete situate fra dette aperture oblunghe.

Altre forme di esc cuzione sono possibili.

In particolare, sarebbe possibile regolare il gioco assiale dei cuscinetti esclusivamente mediante aderenza della zona di supporto dell' anello sul cuscinetto. Vale a dire che lo spallamento dell'anello non è indispensabile, sarebbe possibile ometterlo.

Il presente trov ato non è limitato neppure alla forma di esecuzione ora descritta.

Innanzitutto si a pplica in modo analogo a un mozzo di ruota posteriore o a un mozzo di ruota a disco, vale a dire mozzi che non sono simmetrici rispetto a un piano mediano.

Inoltre, il presenf e trovato potrebbe anche essere mess in opera su un

unico lato del mozzo.

Infine, il presente trovato potrebbe essere applicato in modo generale alla regolazione del gioco di rotolamento di qualsiasi elemento puntato su un albero con i'aiutol di almeno un cuscinetto che consenta la rotazione dell’uno relativamente all'altro.

Claims (11)

1. RIVENDICAZIONI 1. Mozzo con prendente un albero (2) di mozzo, un corpo (3) di mozzo montato a rotazi bne libera attorno all'albero e almeno un cuscinetto (9,10) provvisto di gab bie esterna (11, 12) e interna (13,14) coassiali, la gabbia esterna (11, 12) cuscinetto essendo alloggiata in una sede a spallamento (15, 16) del corpo di mozzo, l'albero essendo filettato su almeno una porzione (21,22) della sua lunghezza e un dado (35,36) essendo avvitato sulla porzione filettata dell' albero, caratterizzato dal fatto che la porzione filettata (21,22) dell'albero si estende fino alla zona del cuscinetto (9,10), che la gabbia interna (13, 14) del cusci netto è montata su una zona di supporto (25,45,50) di un anello a espansic ne (23,24,42,50) avvitato sulla porzione filettata dell'albero, l'espansione dell'inello a espansione essendo provocata dal serraggio del dado (35,36) relativamente a detto anello.
2. 2. Mozzo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l'anello (23,24.42,50) ha uno spallamento (26,55) in appoggio contro la gabbia interna (13.14) del cuscir etto.
3. 3. Mozzo secóndo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la zona di supporto (25) dev'anello è realizzata con una tolleranza totale dell’ordine di 0.05 millimetri.
4. 4. Mozzo secando la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l'anello ha internamente una zona filettata (30) che si estende nella zona del cuscinetto e una zona non filettata (31) che si estende in direzione del dado (35,36) e che è re in un materiale relativamente tenero.
5. 5. Mozzo secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che l<'>angolo al vertice dei della porzione filettata (21,22) dell'albero e della zona

   superiore dell'anello è superiore a 60 gradi.
6. 6. Mozzo sec ondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che la porzione filettata dell'albero e la porzione filettata deU'anello hanno un passo leggermente diver so una rispetto all'altra.
7. 7. Mozzo secc: ndo la rivendicazione, caratterizzato dal fatto che l'anello (42) presenta, nella su a zona di supporto (45), almeno una fessura (43,44).
8. 8. Mozzo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l'anello (50) ha una zone, di supporto (51) di lunghezza superiore alla larghezza del cuscinetto e delle aperture oblunghe (58,59) che ne attraversano la parete in prossimità del suo spallamento (55).
9. 9. Mozzo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l'anello (23,24,42,50) pr senta all'esterno tre zone, una zona di supporto del cuscinetto (25,45,51), una zona di spallamento (26,55) e una zona di accoppiamento (27).
10. 10. Mozzo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che comprende un an) elio (23,24) e un dado (35,36) a ogni estremità dell'albero (2).
11. 11. Ruota per un veicolo a due ruote, caratterizzata dal fatto che presenta un mozzo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti.