ITMI20140164U1 - Giunto rotante per fluido ad alta pressione - Google Patents
Giunto rotante per fluido ad alta pressioneInfo
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Description
DESCRIZIONE
Il presente trovato si riferisce ad un giunto rotante per fluidi ad alta pressione impiegabile in applicazioni nel campo dell’industria o dell’agricoltura, in particolare per macchine movimentazione terra, macchine di sollevamento, macchine agricole.
Sono ampiamente diffusi da tempo sul mercato giunti rotanti idraulici o oleodinamici muniti di cuscinetti volventi variamente conformati e disposti tra il corpo statorico ed il corpo rotorico per ridurre l’attrito e sopportare sia i carichi assiali sia i carichi flessionali a cui è assoggettato il giunto dalla pressione del fluido che in talune applicazioni può ammontare anche ad alcune centinaia di bar.
È noto che generalmente a questi sistemi di riduzione dell’attrito sono associati sistemi di tenuta formati da guarnizioni toroidali o simili.
Tali sistemi tradizionali per la riduzione dell’attrito e la tenuta possono lamentare alcuni inconvenienti ed in particolare una limitata efficacia che non consente la riduzione al di sotto di una certa soglia della coppia necessaria a porre in rotazione il corpo rotorico rispetto al corpo statorico.
Per di più tali sistemi tradizionali per la riduzione dell’attrito e la tenuta determinano un sensibile aumento dell’ingombro del giunto in direzione radiale.
Il compito che si propone il presente trovato è, pertanto, quello di fornire un giunto rotante per fluido ad alta pressione che elimini gli inconvenienti lamentati della tecnica nota.
Nell’ambito di questo compito uno scopo del trovato è quello di realizzare un giunto rotante per fluido ad alta pressione che riduca al minimo la coppia necessaria a porre in rotazione il corpo rotorico rispetto al corpo statorico del giunto stesso.
Un altro scopo del trovato è quello di realizzare un giunto rotante per fluido ad alta pressione che offra elevata capacità di resistenza ai carichi assiali e flessionali pur presentando un ingombro ridotto in direzione radiale.
Non ultimo scopo del trovato è quello di realizzare un giunto rotante per fluido ad alta pressione che sia costruttivamente semplice.
Il compito nonché questi ed altri scopi, secondo il presente trovato vengono raggiunti realizzando un giunto rotante per fluido ad alta pressione, comprendente un corpo statorico assialmente cavo aperto alle estremità, un corpo rotorico assialmente cavo aperto alle estremità, mezzi di tenuta di fluido interposti tra il corpo statorico ed il corpo rotorico, e mezzi di riduzione dell’attrito interposti tra il corpo statorico ed il corpo rotorico, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di riduzione dell’attrito comprendono almeno un primo cuscinetto a strisciamento di supporto dei carichi assiali, ed almeno un secondo cuscinetto a strisciamento di supporto dei carichi flessionali, detto primo e secondo cuscinetto essendo formati in materiale a base di politetrafluoroetilene (PTFE).
Altre caratteristiche del presente trovato sono definite, inoltre, nelle rivendicazioni successive.
Vantaggiosamente il ricorso esclusivamente a cuscinetti a strisciamento, in sostituzione dei cuscinetti volventi tradizionalmente impiegati, da un lato consente di ridurre l’ingombro del giunto in direzione radiale, e dall’altro garantisce, grazie alla scelta di uno specifico materiale costitutivo, una efficacia particolarmente elevata per una notevole varietà di applicazioni.
Rispetto ad un tradizionale giunto rotante con cuscinetti volventi, un giunto rotante per fluido ad alta pressione con cuscinetti radenti conforme al presente trovato risulta inoltre meno rumoroso, più efficace nell’assorbimento di urti e vibrazioni, più semplice da installare, e generalmente anche meno costoso.
Nella configurazione minima il giunto rotante secondo il presente trovato presenta un solo primo cuscinetto a strisciamento per resistere ai carichi assiali ed un solo secondo cuscinetto a strisciamento per resistere ai carichi radiali, ma naturalmente possono essere previsti più primi cuscinetti a strisciamento per resistere ai carichi assiali e/o più secondi cuscinetti a strisciamento per resistere ai carichi radiali.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione dettagliata del giunto rotante per fluido ad alta pressione secondo il trovato, illustrata a titolo indicativo nelle figure allegate, in cui:
la figura 1 mostra una sezione assiale del giunto rotante.
Con riferimento alla figura citata, viene mostrato un giunto rotante per fluido ad alta pressione, indicato complessivamente con il numero di riferimento 1.
Il giunto rotante 1 comprende un corpo statorico 2 preferibilmente ma non necessariamente metallico assialmente cavo aperto alle estremità ed un corpo rotorico 3 preferibilmente ma non necessariamente metallico assialmente cavo aperto alle estremità e coassialmente intersecantesi per un determinato tratto con il corpo statorico 2.
In corrispondenza del tratto di intersezione tra il corpo statorico 2 ed il corpo rotorico 3, il corpo rotorico 3 si affaccia con la sua superficie laterale esterna 7 alla superficie laterale interna 6 del corpo statorico 2.
Il corpo statorico 2 è formato da due spezzoni 2a e 2b filettati fissati l’uno all’altro tramite avvitatura, ed analogamente il corpo rotorico 3 è formato da due spezzoni 3a e 3b filettati fissati l’uno all’altro tramite avvitatura.
Le superfici laterali 6, 7 affacciate l’una all’altra hanno sostanzialmente la configurazione di cilindri orientati coassialmente all’asse L del giunto 1 e presentanti discontinuità di diametro.
Le discontinuità di diametro interno del corpo statorico 2 nel tratto di intersezione con il corpo rotorico 3 definiscono un recesso 14 che si sviluppa radialmente rispetto alla direzione dell’asse L del giunto 1.
Le discontinuità di diametro esterno del corpo rotorico 3 nel tratto di intersezione con il corpo statorico 2 definiscono invece una sporgenza 15 che si sviluppa radialmente rispetto alla direzione dell’asse L del giunto 1 e si impegna nel recesso 14 per impedire lo sfilamento assiale del corpo rotorico 3 dal corpo statorico 2.
Il recesso 14 e rispettivamente la sporgenza 15 presentano superfici frontali 8, 18 e rispettivamente 9, 19, 20, 21 vale a dire superfici che si sviluppano radialmente all’asse L del giunto 1.
Tra il corpo statorico 2 ed il corpo rotorico 3 sono interposti appositi mezzi di tenuta di fluido 4 e appositi mezzi di riduzione dell’attrito 5.
Vantaggiosamente i mezzi di riduzione dell’attrito 5 comprendono almeno un primo cuscinetto a strisciamento 10 di supporto dei carichi assiali ed almeno un secondo cuscinetto a strisciamento 11 di supporto dei carichi flessionali.
Il cuscinetto 10 è operativo tra le superfici frontali affacciate 8, 9 mentre il cuscinetto 11 è operativo tra le superfici laterali affacciate 6, 7.
Sia il primo cuscinetto a strisciamento 10 sia il secondo cuscinetto a strisciamento 11 sono realizzati in materiale a base di politetrafluoroetilene (PTFE), ad esempio in politetrafluoroetilene (PTFE) puro o caricato con carbonio, ossidi metallici, bronzo o altro ancora.
Il primo cuscinetto a strisciamento 10 è formato da un anello ad estremità piane calzato sul corpo rotorico 3 coassialmente all’asse L del giunto 1 ed avente raggio esterno sensibilmente superiore alla sua altezza.
Il secondo cuscinetto a strisciamento 11 è formato da un nastro sagomato a boccola calzato sul corpo rotorico 3 coassialmente all’asse L del giunto 1.
Lo spessore di parete del primo cuscinetto a strisciamento 10 e del secondo cuscinetto a strisciamento 11 è preferibilmente compreso tra 1,5 e 2,5 mm.
Il primo cuscinetto a strisciamento 10 è separato e assialmente distanziato dal secondo cuscinetto a strisciamento 11.
Non si esclude tuttavia che in una possibile variante il primo cuscinetto a strisciamento 10 ed il secondo cuscinetto a strisciamento 11 siano giustapposti.
Il primo cuscinetto a strisciamento 10 ed il secondo cuscinetto a strisciamento 11 sono fissati ad uno tra il corpo statorico 2 ed il corpo rotorico 3.
Nella soluzione illustrata il primo cuscinetto 10 è incollato alla superficie frontale 9 della sporgenza 15 mentre il secondo cuscinetto a strisciamento 11 è incollato alla superficie laterale interna 7 del corpo rotorico 3.
I mezzi di tenuta di fluido 4 comprendono almeno una guarnizione 12 formata in materiale a base di politetrafluoroetilene (PTFE), ad esempio in politetrafluoroetilene (PTFE) puro o caricato con carbonio, ossidi metallici, bronzo o altro ancora.
La guarnizione 12 è integrata con un anello elastomerico 13, in particolare un O-ring.
L’anello elastomerico 13 preferibilmente è realizzato in un materiale scelto tra nitrile butadiene (NBR), etilene propilene, cloroprene, silicone, fluoro carbonio.
Rispetto ai mezzi di riduzione dell’attrito 5 i mezzi di tenuta di fluido 4 sono più vicini all’estremità del corpo rotorico 3 interna al corpo statorico 2.
In particolare i mezzi di tenuta di fluido 4 sono disposti da parte opposta ai mezzi di riduzione dell’attrito 5 rispetto alla sporgenza 15.
I mezzi di tenuta di fluido 4 sono alloggiati in un recesso 16 della superficie laterale interna del corpo statorico 2.
Il funzionamento del giunto rotante 1 secondo il trovato appare evidente da quanto descritto ed illustrato e, in particolare, si svolge sostanzialmente come di seguito indicato.
Il fluido in pressione sollecita il giunto 1 ad una forza di trazione assiale per effetto della quale il primo cuscinetto a strisciamento 10 viene premuto contro la superficie frontale 8 del recesso 14.
Il primo cuscinetto a strisciamento 10 quindi guida la rotazione del corpo rotorico 3 e sostiene prevalentemente i carichi assiali mentre il secondo cuscinetto a strisciamento 11, che presenta un adeguato sviluppo assiale, guida la rotazione del corpo rotorico 3 e sostiene prevalentemente i carichi radiali e i carichi flessionali.
La guarnizione 12 assolve alla tenuta dinamica mentre l’anello in elastomero 13 fornisce l’energia elastica necessaria a garantire nel tempo l’innesco della tenuta ad opera della guarnizione 12.
I cuscinetti a strisciamento 10 e 11 e la guarnizione 12, grazie al loro speciale materiale costitutivo, offrono garanzie di adeguata resistenza meccanica e chimica, elevato potere autolubrificante, elevato potere inglobante di particelle abrasive con cui vengono eventualmente a contatto, assenza di stick-slip, resistenza all’usura, affidabilità nel tempo, bassa resistenza di attrito, basso costo, operabilità in un ampio campo di temperature e pressioni di esercizio.
Claims (10)
- RIVENDICAZIONI 1. Giunto rotante (1) per fluido ad alta pressione, comprendente un corpo statorico (2) assialmente cavo aperto alle estremità, un corpo rotorico (3) assialmente cavo aperto alle estremità, mezzi di tenuta di fluido (4) interposti tra il corpo statorico (2) ed il corpo rotorico (3), e mezzi di riduzione dell’attrito (5) interposti tra il corpo statorico (2) ed il corpo rotorico (3), caratterizzato dal fatto che detti mezzi di riduzione dell’attrito (5) comprendono almeno un primo cuscinetto a strisciamento (10) di supporto dei carichi assiali, ed almeno un secondo cuscinetto a strisciamento (11) di supporto dei carichi flessionali, detto primo e secondo cuscinetto (10, 11) essendo formati in materiale a base di politetrafluoroetilene (PTFE).
- 2. Giunto rotante (1) per fluido ad alta pressione secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto primo cuscinetto a strisciamento (10) è formato da un anello ad estremità piane disposto coassialmente all’asse (L) del giunto (1).
- 3. Giunto rotante (1) per fluido ad alta pressione secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto secondo cuscinetto a strisciamento (11) è formato da un nastro conformato a boccola disposta coassialmente all’asse (L) del giunto (1).
- 4. Giunto rotante (1) per fluido ad alta pressione secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto primo e secondo cuscinetto a strisciamento (10, 11) sono distanziati.
- 5. Giunto rotante (1) per fluido ad alta pressione secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto primo e secondo cuscinetto a strisciamento (10, 11) sono giustapposti.
- 6. Giunto rotante (1) per fluido ad alta pressione secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto primo cuscinetto a strisciamento (10) è incollato ad uno tra detto corpo statorico (2) e detto corpo rotorico (3).
- 7. Giunto rotante (1) per fluido ad alta pressione secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto secondo cuscinetto a strisciamento (11) è incollato ad uno tra detto corpo statorico (2) e detto corpo rotorico (3).
- 8. Giunto rotante (1) per fluido ad alta pressione secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di tenuta di fluido (4) comprendono almeno una guarnizione (12) formata in materiale a base di politetrafluoroetilene (PTFE).
- 9. Giunto rotante (1) per fluido ad alta pressione secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detta guarnizione (12) è integrata con un anello elastomerico (13).
- 10. Giunto rotante (1) per fluido ad alta pressione secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detto anello elastomerico (13) è un O-ring.
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