ITTO20010604A1 - Montaggio del cuscinetto per il mozzo di una ruota su una sospensionedi un autoveicolo. - Google Patents

Montaggio del cuscinetto per il mozzo di una ruota su una sospensionedi un autoveicolo. Download PDF

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Davide Barbiero
Michele Clemente
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Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Montaggio del cuscinetto per il mozzo di una ruota su una sospensione di un autoveicolo"
DESCRIZIONE
La presente invenzione si riferisce al montaggio del cuscinetto per il mozzo di una ruota su una sospensione di un autoveicolo.
Esempi noti di montaggio del cuscinetto per il mozzo di una ruota di un autoveicolo sono illustrati nelle figure 2 e 3. Con riferimento a tali figure, un cuscinetto indicato complessivamente con 1 comprende un anello radialmente interno 2 ed un anello radialmente esterno 3 che presentano due piste di rotolamento per rispettive serie di sfere 4. L'anello interno 2 è montato su un mozzo 5 provvisto di flangia 6, alla quale sono rigidamente collegati in modo noto un disco del freno 7 (illustrato nella figura 3) e la ruota dell'autoveicolo (non rappresentata) .
L'anello esterno 3, presentante una superficie cilindrica esterna 8, è forzatamente inserito con interferenza radiale in una sede cilindrica 9 predisposta in un montante 10 della sospensione. Il bloccaggio assiale di tale anello è garantito in un verso dalla battuta contro uno spallamento 11 formato nel montante 10 e nell'altro verso da un sistema di ritegno di tipo meccanico.
Nell'esempio della figura 2 il cuscinetto 1 viene inserito dall'esterno (ovvero dal lato del montante rivolto verso la ruota) entro la sede cilindrica 9, sino ad mandare in battuta una superficie laterale assialmente interna 12 dell'anello esterno 3 contro lo spallamento 11. Il bloccaggio assiale dell'anello 3 nel verso opposto (cioè verso l'esterno) è in questo caso realizzato dalla battuta di una sua superficie laterale assialmente esterna 13 contro un coperchio 14 avvitato al montante 10.
Nel montaggio della figura 3 il cuscinetto 1 viene invece inserito dall'interno (ovvero dal lato del montante rivolto verso il telaio del veicolo) entro la sede cilindrica 9, sino ad mandare in battuta la superficie laterale assialmente esterna 13 dell'anello esterno 3 contro lo spallamento 11, che in questo caso è formato a livello della superficie esterna del montante 10. Il bloccaggio assiale dell'anello 3 nel verso opposto (cioè verso l'interno) è qui assicurato dalla battuta della sua superficie laterale assialmente interna 12 contro un anello elastico 15 inserito in un'apposita gola 16 ricavata nella sede cilindrica 9 del montante 10.
Queste soluzioni di tipo tradizionale presentano una serie di inconvenienti, quali:
- un elevato ingombro assiale, che comporta un'eccessiva campanatura sia del disco del freno sia della ruota, penalizzandone così il funzionamento; - un elevato costo del montaggio, dovuto sia al maggior materiale del montante ed alla presenza dei suddetti sistemi di ritegno meccanici (anello elastico e relativa sede in un caso, coperchio e relativi organi di fissaggio nell'altro caso), sia al maggior costo di esecuzione del montaggio stesso; - l'impossibilità di controllare il precarico assiale del cuscinetto, e quindi di ottimizzarne la durata a fatica, in quanto per ragioni di tolleranze di montaggio l'anello esterno 3 è necessariamente inserito con gioco fra le due superfici di battuta assiale (spallamento 11 da un lato, coperchio 14 o anello elastico 15 dall'altro); e
l'eventualità di movimenti assiali del cuscinetto, proprio a causa del montaggio con gioco assiale, che producono un fastidioso rumore (il cosiddetto clicking noise).
Scopo della presente invenzione è fornire un montaggio di un cuscinetto per il mozzo della ruota di un autoveicolo che non sia affetto dai suddetti inconvenienti, e che in particolare consenta:
- un compattamento delle dimensioni assiali del lato ruota del montante, con conseguenti benefici in termini di peso e costo, in quanto permette di ridurre la campanatura del disco del freno e della ruota; ed
- un controllo del precarico assiale dell'anello esterno del cuscinetto, con conseguente possibilità di aumentare la durata a fatica del cuscinetto.
Tale scopo è raggiunto, in accordo con la presente invenzione, mediante un procedimento come definito nella rivendicazione 1.
Secondo un altro aspetto dell'invenzione, questo scopo è raggiunto da un gruppo cuscinetto-montante come rivendicato nella rivendicazione 4.
Secondo un ulteriore aspetto dell'invenzione, si propone di realizzare un montante avente le caratteristiche enunciate nella rivendicazione 6.
Un ulteriore scopo dell'invenzione è fornire un montaggio di un cuscinetto per il mozzo della ruota di un autoveicolo che permetta di compensare, nel caso di dilatazioni termiche diverse del cuscinetto e del montante (ad esempio nel caso in cui il montante sia realizzato in alluminio), i movimenti relativi fra l'anello esterno del cuscinetto e la sede nel montante.
Questo ulteriore scopo è raggiunto secondo l'invenzione da un procedimento come specificato nella rivendicazione 3 e, secondo un altro aspetto dell'invenzione, da un gruppo cuscinetto/montante come rivendicato nella rivendicazione 5.
Le caratteristiche della presente invenzione risulteranno chiare a fronte della seguente descrizione dettagliata di una sua forma di attuazione preferenziale, fatta a puro titolo di esempio non limitativo, con riferimento ai disegni allegati in cui:
la figura 1 è una vista in sezione assiale verticale di un esempio di montaggio secondo la presente invenzione del cuscinetto per il mozzo di una ruota sul montante di una sospensione di un autoveicolo;
la figura 2 è una vista in sezione assiale verticale di un esempio di montaggio secondo la tecnica nota del cuscinetto per il mozzo di una ruota sul montante di una sospensione di un autoveicolo; e
la figura 3 è una vista in sezione assiale verticale di un ulteriore esempio di montaggio secondo la tecnica nota del cuscinetto per il mozzo di una ruota sul montante di una sospensione di un autoveicolo .
Con riferimento alla figura 1, ove a parti ed elementi identici o analoghi a quelli rappresentati nelle figure 2 e 3 (tecnica nota) sono stati assegnati gli stessi riferimenti numerici, un cuscinetto 1 di tipo tradizionale per il mozzo di una ruota (non raffigurato) comprende un anello radialmente esterno 3, con due piste di rotolamento per rispettive serie di elementi di rotolamento 4, in questo esempio sfere, ed una coppia di anelli di rotolamento radialmente interni 2a e 2b, in ciascuno dei quali è ricavata una rispettiva pista di rotolamento.
L'anello esterno 3 del cuscinetto presenta una superficie cilindrica esterna 8 che si estende per tutta la dimensione assiale dell'anello stesso ed è atta ad essere forzata con interferenza in una sede cilindrica 9 formata in un montante 10 di una sospensione (del quale è raffigurata la sola porzione di estremità rivolta verso la ruota).
La sede cilindrica 9 è delimitata assialmente verso l'interno da uno spallamento 11, contro il quale viene mandata in battuta una superficie laterale assialmente interna (cioè rivolta verso il telaio dell'autoveicolo) 12 dell'anello esterno 3 del cuscinetto. Tale sede ha inoltre una dimensione assiale maggiore di quella della superficie cilindrica esterna 8 del cuscinetto 1 e presenta una porzione di estremità 17 di forma tubolare (rappresentata in tratteggio nella figura 1), che si protende assialmente verso l'esterno. Dopo l'inserimento forzato del cuscinetto nella sede 9, tale porzione tubolare 17 viene ripiegata e ricalcata in senso radialmente interno contro una superficie laterale assialmente esterna 13 dell'anello esterno 3 mediante un'operazione di deformazione plastica a freddo, preferibilmente per rullatura. Si ottiene così un bordo rullato 18 che blocca assialmente il cuscinetto nella sua sede.
Al fine di compensare i movimenti relativi fra l'anello esterno 3 del cuscinetto e la sede cilindrica 9 nel montante dovuti all'effetto di differenti dilatazioni termiche, nel caso ad esempio di realizzazione del montante in alluminio, un anello 19 in materiale elastico di forma opportuna è vantaggiosamente inserito nella sede 9, in modo da rimanere assialmente compresso fra una delle due superfici laterali 12 o 13 dell'anello esterno 3 e la rispettiva superficie di battuta fornita dallo spallamento 11 o dal bordo rullato 18. Nell'esempio della figura 1 l'anello 19 è inserito fra la superficie laterale assialmente esterna 13 dell'anello 3 del cuscinetto ed il bordo rullato 18.
La sequenza delle operazioni di montaggio del cuscinetto 1 sul montante 10 prevede innanzitutto che il cuscinetto, completo di anello esterno, anello interno ed elementi di rotolamento, venga inserito forzando l'anello esterno 2 nella sede cilindrica 9 del montante con un'interferenza radiale predeterminata, sino a mandarne la superficie laterale interna 12 in battuta contro lo spallamento 11.
La dimensione assiale della sede cilindrica 9 nel montante è prestabilita in modo che, con l'anello esterno 3 del cuscinetto in battuta contro lo spallamento 11, l'estremità della porzione tubolare 17 di tale sede sporga, nella condizione indeformata prima della rullatura, di una certa distanza oltre la superficie laterale esterna 13 dell'anello esterno del cuscinetto, per consentire la formazione del bordo rullato 18 e quindi il bloccaggio assiale del cuscinetto sul montante.
La successiva operazione di rullatura prevede la ripiegatura e la ricalcatura della porzione tubolare esterna 17 della sede cilindrica 9 nel montante per formare il bordo 18, che si protende in senso radialmente interno ed è preferibilmente esteso lungo tutta la circonferenza della sede. La rullatura viene vantaggiosamente eseguita con un controllo della forza applicata, imponendo sull'anello esterno del cuscinetto un precarico assiale avente il valore desiderato, stabilito in maniera tale da ottimizzare la durata a fatica del cuscinetto stesso.
Al fine di perfezionare il bloccaggio del cuscinetto sul montante, e soprattutto di contrastare l'eventuale insorgenza di movimenti relativi fra l'anello esterno 3 del cuscinetto e la sede 9 nel montante, per effetto della diversa dilatazione termica dei due suddetti elementi, viene inoltre inserito nella sede 9, prima della rullatura, l'anello 19 in materiale elastico. L'inserimento di tale anello può essere eseguito o, prima dell'introduzione del cuscinetto nelle sede 9, contro lo spallamento 11, oppure, dopo l'introduzione del cuscinetto, contro la superficie laterale esterna 13 dell'anello esterno 3 del cuscinetto. A seguito della rullatura l'anello 19 viene quindi compresso assialmente, in un caso fra la superficie laterale esterna 13 del cuscinetto ed il bordo rullato 18, nell'altro caso fra la superficie laterale interna 12 del cuscinetto e lo spallamento 11. La compressione assiale dell'anello elastico 19 contribuisce così ulteriormente al controllo del precarico assiale sul cuscinetto e permette inoltre la compensazione dei giochi fra l'anello esterno 3 del cuscinetto e la sua sede 9, derivanti da dilatazioni termiche relative.
Naturalmente, fermo restando il principio dell'invenzione, le forme di attuazione potranno essere ampiamente variate rispetto a quanto è stato descritto ed illustrato a puro titolo di esempio non limitativo, senza con ciò uscire dall'ambito dell'invenzione come definito nelle annesse rivendicazioni .

Claims (6)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Procedimento per il montaggio di un cuscinetto per il mozzo di una ruota di autoveicolo ad un montante di una sospensione, comprendente le fasi di: (a) predisporre un cuscinetto (1) provvisto di un anello radialmente esterno (3) presentante una superficie cilindrica esterna (8), una prima superficie laterale (12) ed una seconda superficie laterale (13) da parte assialmente opposta rispetto alla prima; (b) predisporre un montante (10) di una sospensione con una sede cilindrica assiale (9) che si estende tra una porzione tubolare (17) ed uno spallamento (11) ed ha lunghezza assiale maggiore di quella della superficie cilindrica esterna (8) dell'anello (3) del cuscinetto (1); (c) inserire forzatamente con interferenza radiale nella sede (9) del montante (10) la superficie cilindrica esterna (8) del cuscinetto (1), sino a mandare la prima superficie laterale (12) dell'anello esterno (3) in battuta assiale contro lo spallamento (11), in modo da lasciar sporgere la porzione tubolare (17) di detta sede (9) oltre la seconda superficie laterale (13) di detto anello (3); e (d) deformare a freddo la porzione tubolare (17) della sede cilindrica (9) in direzione radialmente interna verso la seconda superficie laterale (13) dell'anello esterno (3) del cuscinetto (1), in modo da realizzare un bordo deformato (18) per bloccare assialmente il cuscinetto (1) sul montante (10).
  2. 2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la fase di deformazione a freddo (d) è eseguita controllando la forza di deformazione in modo da applicare sul cuscinetto (1) un precarico assiale di valore prestabilito.
  3. 3. Procedimento secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che detta fase (d) è preceduta dalla fase di: (c') inserire nella sede cilindrica (9), adiacente all'anello esterno (3) del cuscinetto, un anello (19) in materiale elastico di forma opportuna, in modo tale che dopo la fase (d) di deformazione a freddo detto anello (19) rimanga assialmente compresso fra una delle superfici laterali (12, 13) dell'anello esterno (3) del cuscinetto e, rispettivamente, lo spallamento (11) o il bordo deformato (18) della sede (9), per compensare eventuali dilatazioni termiche relative fra cuscinetto e sede.
  4. 4 . Gruppo cuscinetto-montante per la sospensione della ruota di un autoveicolo, in cui un cuscinetto (1) con un anello radialmente esterno (3), presentante una prima superficie laterale (12) ed una seconda superficie laterale (13) da parte assialmente opposta rispetto alla prima, è accolto in una sede cilindrica (9) di un montante (10), caratterizzato dal fatto che l'anello esterno (3) del cuscinetto (1) è bloccato assialmente da un lato del montante (10) per mezzo di un bordo (18) della sede (9), deformato a freddo in direzione radialmente interna contro una delle superfici laterali (12, 13) di detto anello (3), e dal lato opposto per mezzo di uno spallamento (11).
  5. 5. Gruppo cuscinetto-montante secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che un anello (19) in materiale elastico di forma opportuna è inserito nella sede cilindrica (9) del montante (10), in modo tale da rimanere assialmente compresso fra una delle superfici laterali (12, 13) dell'anello esterno (3) del cuscinetto e, rispettivamente, lo spallamento (11) o il bordo deformato (18) della sede (9), per compensare eventuali dilatazioni termiche relative fra cuscinetto e sede.
  6. 6. Montante (10) per la sospensione della ruota di un autoveicolo, il montante avendo una sede cilindrica (9) atta ad accogliere un anello esterno (3) di un cuscinetto (1) per il mozzo della ruota, caratterizzato dal fatto che su un lato della sede (9) è formata una porzione tubolare (17) assialmente sporgente, atta ad essere deformata a freddo in direzione radialmente interna per bloccare assialmente l'anello esterno (3) del cuscinetto entro detta sede (9).
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