ITTO20001222A1 - Dispositivo di tenuta per un cuscinetto a rotolamento. - Google Patents

Description

Descrizione a corredo di una domanda di brevetto per invenzione dal titolo: DISPOSITIVO DI TENUTA PER UN CUSCINETTO A ROTOLAMENTO.

DESCRIZIONE

La presente invenzione è relativa ad un dispositivo di tenuta per un cuscinetto a rotolamento.

I dispositivi di tenuta di tipo noto sono montati tra un anello interno ed un anello esterno di un cuscinetto a rotolamento per prevenire l'ingresso di impurità solide nonché la perdita di lubrificante, e comprendono, di norma, un primo schermo di materiale metallico accoppiato all'anello esterno, un secondo schermo di materiale metallico accoppiato all'anello interno e disposto frontalmente al primo schermo, ed una guarnizione di materiale sintetico, la quale è solidale al primo schermo ed è provvista di un labbro di tenuta strisciamento cilindrica del secondo schermo.

Il primo schermo comprende una porzione anulare, la quale si estende trasversalmente alla superficie cilindrica, ed è sostanzialmente integrale con la guarnizione tranne che per il labbro di tenuta, che definisce l'unico elemento assialmente libero della guarnizione stessa. Questo tipo di struttura limita le caratteristiche elastiche del labbro di tenuta, sul quale, pertanto, viene montata una molla anulare atta a mantenere il labbro di tenuta stesso a contatto con la superficie di strisciamento in modo da sopperire sia ad eventuali errori di montaggio, sia all'usura della guarnizione dovuta all'attrito con la superficie cilindrica stessa.

I dispositivi di tenuta del tipo testé descritto si sono dimostrati estremamente affidabili, ma, purtroppo, hanno presentato alcuni inconvenienti dovuti, in primo luogo, alla presenza della molla anulare, le cui ridotte dimensioni non permettono di modulare correttamente la pressione di contatto del labbro sulla superficie di strisciamento riducendo, quindi, la durata effettiva di funzionamento della guarnizione stessa. In secondo luogo, è stato rilevato che il montaggio del secondo schermo causa sovente degli errori di rotazione in senso assiale del secondo schermo stesso con una ulteriore diminuzione delle caratteristiche di tenuta e di durata della guarnizione.

Scopo della presente invenzione è quello di realizzare un dispositivo di tenuta per cuscinetti a rotolamento, il quale permetta di risolvere in modo semplice ed economico gli inconvenienti sopra descritti.

Secondo la presente invenzione viene realizzato un dispositivo di tenuta per un cuscinetto a rotolamento comprendente un anello interno ed un anello esterno coassiali tra loro e ad un asse di rotazione del cuscinetto stesso; il dispositivo comprendendo un primo schermo di materiale metallico accoppiato all'anello esterno, un secondo schermo di materiale metallico accoppiato all'anello interno, ed una guarnizione di materiale sintetico, la quale è solidale al primo schermo ed è provvista di un labbro di tenuta disposto a sostanziale contatto del secondo schermo; il dispositivo essendo caratterizzato dal fatto che il primo schermo è definito da una porzione cilindrica montata sull'anello esterno del cuscinetto; la detta guarnizione essendo ancorata alla porzione cilindrica per estendersi libera a sbalzo dalla porzione cilindrica stessa, e presentando, in una sezione assiale, una forma rastremata verso una superficie di strisciamento cilindrica del secondo schermo .

L'invenzione verrà ora descritta con riferimento alla figura annessa, che ne illustra, in sezione assiale e con parti asportate per chiarezza, una preferita forma di attuazione fornita a titolo di esempio di attuazione non limitativo.

Con riferimento alla figura 1, con 1 è indicato nel suo complesso un dispositivo di tenuta per un cuscinetto 2 a rotolamento comprendente un anello 3 interno ed un anello 4 esterno coassiali tra loro e ad un asse A di rotazione del cuscinetto 2 stesso.

Il dispositivo 1 comprende un primo schermo 5 di materiale metallico montato a ridosso di una superficie 6 cilindrica interna dell'anello 4 esterno, un secondo schermo 7 di materiale metallico montato a ridosso di una superficie 8 cilindrica esterna dell'anello 3 interno, ed una guarnizione 10 di materiale sintetico, la quale è solidale al primo schermo 5 ed è provvista di un labbro 11 di tenuta disposto a sostanziale contatto del secondo schermo 7 .

Il secondo schermo 7 comprende una porzione 12 cilindrica montata a contatto della superficie 8 e radialmente delimitata verso l'esterno da una superficie 13 di strisciamento, ed una flangia 14, la quale è trasversale alla porzione 12, ed è disposta affacciata all'esterno del cuscinetto 2.

Il primo schermo 5 comprende, invece, una porzione 15 cilindrica montata a contatto della superficie 6 in posizione frontale alla porzione 12, ed una flangia 16, la quale è trasversale alla porzione 15, e presenta uno sviluppo radiale decisamente inferiore ad uno sviluppo radiale della flangia 14.

La guarnizione 10 è ancorata sia alla flangia 16, sia alla porzione 15 cilindrica per estendersi libera a sbalzo dalla porzione 15 cilindrica stessa. In particolare, la guarnizione 10 comprende un corpo 17 di base ancorato in direzione radiale alla porzione 15 cilindrica ed in direzione assiale alla flangia 16, un labbro 11 di tenuta disposto a sostanziale contatto del secondo schermo 7, ed un corpo 19 intermedio di collegamento del labbro 11 al corpo 17.

Il corpo 19 presenta un incavo 20 laterale assialmente aperto verso l'interno del cuscinetto 2, ed assialmente definito verso l'esterno del cuscinetto 2 stesso da una superficie 21 piana trasversale all'asse A. L'incavo 20 è disposto assialmente allineato alla flangia 16 e, pertanto, limita lo sviluppo radiale della flangia 16 stessa. Inoltre, il corpo 19 presenta, in una sezione assiale, una forma rastremata verso la superficie 13 di strisciamento, ed è assialmente delimitato dalla parte opposta della superficie 21 da una superficie 22 troncoconica orientata con la propria concavità verso l'esterno del cuscinetto 1.

Dalla parte non ancorata alla flangia 16, il corpo 17 è radialmente delimitato verso l'interno da una superficie 23 cilindrica, la quale è raccordata alla superficie 22 tramite una superficie 25 di raccordo cilindrica a generatrice curva, e definisce con un bordo 26 superiore della flangia 14 una finestra 27 anulare. Tale finestra 27, nonché la conformazione della superficie 25 di raccordo e della superficie 22 permettono, in uso, una facile espulsione degli agenti contaminanti dall'interno del dispositivo 1.

Il labbro 11 di tenuta presenta una forma sostanzialmente ad U con la propria concavità rivolta verso l'anello 4 esterno e verso l'esterno del cuscinetto 2, e comprende un primo braccio 28 estendentesi dal corpo 19 di collegamento verso la superficie 13 di strisciamento, ed un secondo braccio 29 estendentesi dalla superficie 13 verso la, ed a contatto della, flangia 14.

Il secondo braccio 29 presenta uno spessore sostanzialmente costante per tutta la sua lunghezza, mentre il primo braccio 28 presenta uno spessore decrescente verso la superficie 13, ed in corrispondenza dell'unione con il secondo braccio 29 presenta ancora uno spessore superiore a quello del secondo braccio stesso 29 in modo da formare uno spigolo 30 anulare disposto a contatto della superficie 13.

Il primo braccio 28 è delimitato, dalla parte opposta a quella presentante lo spigolo 30, da una superficie 31 ricurva raccordata alla superficie 22, mentre il secondo braccio 29 è delimitato, radialmente verso l'interno della guarnizione 10, da una rispettiva superficie 32 ricurva raccordata alla superficie 31 e da una superficie 33 piana raccordata alla superficie 32, e, radialmente verso l'esterno della guarnizione 10, da due superfici 34 e 35 piane, di cui la superficie 34 concorre alla formazione dello spigolo 30, e la superficie 35 è parallela alla superficie 33 e forma con la superficie 34 un angolo ottuso.

In corrispondenza dell'estremità libera del braccio 29, le superfici 33 e 35 sono unite tra loro da una ulteriore superficie 36 piana definente con la superficie 35 uno spigolo 37 smussato di contatto tra il labbro 11 e la flangia 14.

Dopo che il dispositivo 1 è stato preassemblato in modo tale che la guarnizione 10 sia già disposta a contatto del secondo schermo 7, ed in modo tale che le due porzioni 12 e 15 cilindriche siano sostanzialmente allineate in direzione assiale, il dispositivo 1 stesso viene montato sul cuscinetto 2 inserendo il primo schermo 5 a ridosso della superficie 6 dell'anello 4 esterno, ed il secondo schermo 7 a ridosso della superficie 8 dell'anello 3 interno.

Il montaggio del dispositivo 1 determina il posizionamento della guarnizione 10 in una configurazione di lavoro, nella quale il labbro 11 risulta essere sostanzialmente schiacciato e disposto con gli spigoli 30 e 37 a contatto della superficie 13 e della flangia 14, e nella quale il corpo 19 di collegamento risulta essere sottoposto ad una flessione tale per cui le fibre disposte in corrispondenza della superficie 22 flesso sono in trazione mentre le fibre disposte in corrispondenza della superficie 21 sono in compressione. La resistenza alla flessione del corpo 19 determina un "effetto molla" sul labbro 11, il quale, pertanto, sarà ulteriormente spinto contro il secondo schermo 7. Tale "effetto molla" perdurerà per tutta la vita utile di funzionamento del dispositivo 1 garantendo, da una parte, il recupero dell'usura della guarnizione 10 dovuta all'attrito, e, dall'altra, un ridotto e ben più modulato valore dell'attrito stesso con un conseguente allungamento della vita stessa del dispositivo 1.

In effetti, la geometria del corpo 19, la possibilità dello stesso di flettersi liberamente senza alcun ulteriore vincolo strutturale, e, infine, il diverso comportamento alla deformazione del corpo 19 e del labbro 11, permettono di garantire il contatto degli spigoli 33 e 37 senza penalizzarne le prestazioni di tenuta, di rendere più elastico il labbro 11 stesso, e di modulare la pressione di contatto degli spigoli 33 e 37 stessi diminuendo le temperature di esercizio ed aumentando la durata del dispositivo 1.

Oltretutto, questa capacità autonoma della guarnizione 10 di adattare la propria configurazione di lavoro al variare delle condizioni di usura, permette, allo stesso tempo, di sopperire a tutti gli eventuali errori di montaggio dei due schermi 5 e 7, rendendo, pertanto, meno problematico il montaggio stesso.

Si intende che l'invenzione non è limitata alla forma di realizzazione qui descritta ed illustrata, che è da considerarsi come esempio di attuazione del dispositivo di tenuta per un cuscinetto a rotolamento, che è invece suscettibile di ulteriori modifiche relative a forme e disposizioni di parti, dettagli costruttivi e di montaggio.

Claims (8)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo (1) di tenuta per un cuscinetto (2) a rotolamento comprendente un anello interno (3) ed un anello esterno (4) coassiali tra loro e ad un asse (A) di rotazione del cuscinetto (2) stesso; il dispositivo (1) comprendendo un primo schermo (5) di materiale metallico accoppiato all'anello esterno (4), un secondo schermo (7) di materiale metallico accoppiato all'anello interno (3), ed una guarnizione (10) di materiale sintetico, la quale è solidale al primo schermo (5) ed è provvista di un labbro (11) di tenuta disposto a sostanziale contatto del secondo schermo (7); il dispositivo (1) essendo caratterizzato dal fatto che il primo schermo (5) è definito da una porzione cilindrica (15) montata sull'anello esterno (4) del cuscinetto (2); la detta guarnizione (10) essendo ancorata alla porzione cilindrica (15) per estendersi libera a sbalzo dalla porzione cilindrica (15) stessa, e presentando, in una sezione assiale, una forma rastremata verso una superficie (13) di strisciamento cilindrica del secondo schermo (7).
2. 2. Dispositivo di tenuta secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la detta guarnizione (10) comprende un incavo (20) laterale assialmente aperto verso l'interno del cuscinetto (2), ed assialmente delimitato verso l'esterno del cuscinetto (2) da una superficie (21) piana trasversale all'asse (A) di rotazione.
3. 3. Dispositivo di tenuta secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che il detto primo schermo (5) comprende una flangia (16) solidale alla detta porzione cilindrica (15), e radialmente delimitata verso l'interno dal detto incavo (20) laterale.
4. 4. Dispositivo di tenuta secondo la rivendicazione 2 o 3, caratterizzato dal fatto che la detta guarnizione (10) comprende una superficie troncoconica (22), la quale è assialmente aperta verso l'esterno del cuscinetto (2), e definisce unitamente alla detta superficie piana (21) una porzione (19) di collegamento tra il labbro (11) di tenuta e la porzione cilindrica (15) del primo schermo (5); la porzione (19) di collegamento presentando una caratteristica di resistenza alla flessione determinata e tale da mantenere il labbro (11) di tenuta a contatto della superficie (13) di strisciamento al variare delle condizioni di funzionamento della guarnizione (10).
5. 5. Dispositivo di tenuta secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che la detta guarnizione (10) ed il secondo schermo (7) formano tra loro una finestra (27) anulare affacciata, verso l'interno del cuscinetto (2), ad una porzione (25) di raccordo della detta superficie troncoconica (22) per la fuoriuscita di agenti contaminanti dal dispositivo (1) di tenuta stesso.
6. 6 . Dispositivo di tenuta secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che il labbro (11) di tenuta presenta una forma sostanzialmente ad U con la propria concavità rivolta verso l'anello esterno (4) e verso l'esterno del cuscinetto (2), e comprende un primo braccio (28) estendentesi dalla porzione (19) di collegamento verso la superficie (13) di strisciamento, ed un secondo braccio (29) estendentesi dalla superficie (13) di strisciamento verso il, ed a contatto del, secondo schermo (7); il primo braccio (28) presentando uno spessore decrescente verso la superficie (13) di strisciamento .
7. 7. Dispositivo di tenuta secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che il primo braccio (28) presenta, sostanzialmente in corrispondenza del secondo braccio (29), uno spigolo (30) anulare disposto a ridosso della superficie (13) di strisciamento; il secondo braccio (29) presentando uno spessore sostanzialmente costante per tutta la sua lunghezza.
8. 8. Dispositivo di tenuta per un cuscinetto a rotolamento, sostanzialmente come descritto con riferimento al disegno annesso.