ITTO20060392A1 - Snodo sferico con guscio in materiale plastico autoadattante e metodo di taratura di un tale snodo sferico - Google Patents

Description

T0 20 06 A 00 03 92

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo:

"Snodo sferico con guscio in materiale plastico autoadattante e metodo di taratura di un tale snodo

sferico"

Di: DELTA di Amidei Dario & c. S.a.s., nazionalità

italiana, Via Sabolo 22, 10010 Banchette (Torino)

Inventore designato: Dario AMIDEI

Depositata il: 29 Maggio 2006

* * *

-DESCRIZIONE ex.

c/5 La presente invenzione si riferisce a uno sno- fg UJ

do sferico con guscio in materiale plastico per im- HE Q. piego su qualsiasi tipo di veicolo, sia esso un -<*>veicolo leggero, quale un'automobile, o un veicolo<'>ψ pesante, quali un trattore o un autocarro. L'invenzione si riferisce inoltre a un metodo per la taratura dello snodo sferico sopra specificato.

Un esempio noto di snodo sferico con guscio in

materiale plastico per impiego su veicolo è illustrato nella figura 5 dei disegni allegati. Con riferimento alla figura 5, lo snodo sferico è indicato complessivamente con 10 e comprende fondamentalmente un perno 12 di materiale metallico avente a

una sua estremità una testa sferica 14, generalmente formata in un solo pezzo con il perno 12, un

corpo metallico 16 presentante una cavità aperta 18

e un guscio 20 di materiale plastico montato nella

cavità aperta 18 del corpo 16 e definente una sede

sferica 22 in cui s'impegna la testa sferica 14.

Fra la sede sferica 22 e la testa sferica 14 è interposto uno strato di lubrificante. Il guscio plastico 20 è trattenuto all'interno della cavità 18

del corpo 16 per mezzo di una rondella di chiusura

24, che a sua volta è vincolata al corpo 16 per

< mezzo di un labbro di ritegno 26 ottenuto ripiegan CÓ Cr.Of-do per deformazione plastica un bordo superiore del fjj corpo 16. Lo snodo sferico 10 comprende inoltre una

cuffia di protezione 28, che è fissata da un lato

al perno 12 e dall'altro lato al corpo 16. Più in

particolare, la cuffia di protezione 28 s'impegna

dal lato del corpo 16 con un bordo di ritegno anulare 30 di un elemento a bussola 32, montato coassialmente al perno 12. In questo caso, la rondella

di chiusura 24 è vantaggiosamente formata in un solo pezzo con l'elemento a bussola 32. In alternativa, al posto dell'elemento a bussola può essere

prevista sulla superficie esterna del corpo 16 una

gola circonferenziale atta a impegnare la porzione

lato corpo della cuffia di protezione 28.

In uno snodo sferico del tipo sopra descritto, la catena delle tolleranze dimensionali e geometriche di lavorazione della testa sferica, del guscio e del corpo è inevitabilmente causa di una coppia di attrito fra le superfici sferiche di accoppiamento della testa e del guscio che è elevata e soprattutto variabile nel tempo. La semplice interposizione dello strato di lubrificante fra le superfici sferiche di accoppiamento non consente di eliminare tale inconveniente.

Scopo della presente invenzione è quindi realizzare uno snodo sferico che consenta di recuperare l'intera catena delle tolleranze dimensionali e geometriche dei componenti dello snodo, in modo che la tolleranza finale della coppia tribologica (testa sferica e sede sferica del guscio) sia molto minore della suddetta catena di tolleranze, che abbia una coppia di attrito fra le superfici sferiche di accoppiamento della testa e del guscio più bassa e più costante nel tempo rispetto a uno snodo sferico tradizionale, e che garantisca una vita media della coppia tribologica almeno doppia di quella di uno snodo sferico tradizionale, a parità di condizioni di carico.

Questo scopo è raggiunto secondo 1'invenzione grazie a uno snodo sferico avente le caratteristiche definite nella rivendicazione indipendente 1.

Un ulteriore scopo della presente invenzione è fornire un metodo di taratura di uno snodo sferico munito di guscio in materiale termoplastico, mediante autoadattamento dei componenti tribologici dello snodo.

Questo ulteriore scopo è raggiunto secondo l'invenzione grazie a un metodo includente i passi specificati nella rivendicazione indipendente 10.

Forme di attuazione preferenziali dello snodo sferico e del metodo di taratura dello snodo sferico secondo 1<1>invenzione sono indicate nelle rivendicazioni dipendenti.

Le caratteristiche e i vantaggi della presente invenzione risulteranno dalla seguente descrizione dettagliata, fornita a puro titolo di esempio non limitativo con riferimento ai disegni allegati, in cui:

la figura 1 è una vista in sezione assiale di uno snodo sferico secondo l'invenzione;

le figure 2a e 2b sono una vista prospettica e rispettivamente una vista in sezione assiale del guscio in materiale plastico dello snodo sferico della figura 1, secondo una prima forma di realizzazione;

le figure 3a e 3b sono una vista prospettica e rispettivamente una vista in sezione assiale del

guscio in materiale plastico dello snodo sferico

della figura 1, secondo una seconda forma di realizzazione;

la figura 4 è una vista in sezione assiale che

mostra schematicamente un'attrezzatura per l'esecuzione del metodo di taratura di una serie di snodi

sferici secondo l'invenzione; e

t la figura 5 è una vista in sezione assiale di

uno snodo sferico secondo la tecnica nota.

Facendo riferimento inizialmente alle figure 1

e 2, in cui a parti ed elementi identici o corrispondenti a quelli dello snodo sferico di figura 5

(tecnica nota) sono stati attribuiti gli stessi numeri di riferimento, uno snodo sferico 10 secondo

la presente invenzione comprende fondamentalmente

un perno 12 di materiale metallico avente a una sua

estremità una testa 14, preferibilmente formata in

un solo pezzo con il perno 12, un corpo metallico

16 presentante una cavità aperta 18 di forma semisferica e un guscio 20 di materiale termoplastico

interposto fra la testa 14 e il corpo 16 e avente internamente una sede sferica 22 in cui s'impegna

la testa sferica 14. Il guscio 20 è vincolato assialmente nella cavità 18 del corpo 16 per mezzo di un elemento a bussola 32, che è montato coassialmente al perno 12 e che a sua volta è fissato al corpo 16 per mezzo di un labbro di ritegno 26 ottenuto ripiegando per deformazione plastica un bordo superiore del corpo 16. Lo snodo sferico 10 comprende inoltre una cuffia di protezione 28, che è fissata da un lato al perno 12 e dall'altro lato al corpo 16. Più in particolare, la cuffia di protezione 28 s'impegna dal lato del corpo 16 con un bordo di ritegno anulare 30 dell'elemento a bussola 32, sporgente dal corpo 16.

Il guscio 20 è realizzato come un elemento cavo di spessore costante o variabile e di forma interna sferica, privo di calotta a una delle sue estremità in modo da definire un'apertura 34 per l'introduzione della testa sferica 14. Il guscio 20 presenta, alla sua estremità opposta all'apertura 34, un piccolo foro coassiale 36. Inoltre, il guscio 20 presenta una pluralità di piccole aperture passanti 38 distribuite su tutta la sua superficie. Nella forma di realizzazione della figura 2 le aperture passanti 38 sono realizzate come fori circolari, mentre nella forma di realizzazione della figura 3 le aperture passanti 38 sono realizzate

come fenditure che si estendono lungo linee meridiane angolarmente equidistanziate. Preferibilmente, le fenditure giacenti su linee meridiane adiacenti sono verticalmente sfalsate l'una rispetto

all'altra, in modo che a una fenditura realizzata

lungo una linea meridiana corrisponda una parte

piena sulla linea meridiana adiacente. Sono comunque ovviamente possibili anche altre forme diverse

delle aperture passanti. L'importante e che talit<4·<f>Jì aperture siano passanti e siano sufficientemente 3⁄4 distribuite su tutta la superficie del guscio. V La presenza di una pluralità di aperture passanti 38 nel guscio 20 consente di sfruttare il noto fenomeno dello scorrimento viscoso, o creep, per

ottenere un effetto di accoppiamento adattativo fra

i componenti tribologici dello snodo, vale a dire

fra il corpo 16, il guscio 20 e la testa sferica,

come verrà descritto qui di seguito in maniera particolareggiata.

Il fenomeno dello scorrimento viscoso interviene quando una determinata pressione meccanica

viene esercitata su un componente in materiale termoplastico. Per effetto dello scorrimento viscoso,

lo spessore del componente si riduce dopo un certo

periodo di tempo sotto l'azione della pressione

meccanica esercitata su di esso. Lo scorrimento viscoso è funzione della temperatura, della pressione

esercitata, del periodo di tempo per il quale viene

esercitata la pressione, del tipo di materiale termoplastico utilizzato e dello spessore del componente su cui viene esercitata la pressione.

Nel caso dello snodo sferico secondo 1'invenzione, viene indotto uno scorrimento viscoso nel

guscio 20 sottoponendo lo snodo sferico 10 assem- «=d blato a un'azione termomeccanica dinamica di durata '2 prestabilita con l'ausilio dell'attrezzatura schematicamente illustrata nella figura 4. L'attrezzatura include fondamentalmente una piastra mobile

40, in cui sono previste una pluralità di sedi per

i perni 12 degli snodi sferici 10. Mentre i corpi

16 degli snodi sferici sono mantenuti fermi, i perni 12, e quindi le teste sferiche 14, vengono fatti

gradualmente oscillare in un verso e nell'altro con

un'inclinazione crescente e decrescente rispetto

alla verticale, sino alla massima inclinazione possibile. Il campo di oscillazione di ciascun perno

12 è indicato con a nella figura 4. Questo movimento di oscillazione viene eseguito per un tempo compreso fra 30 minuti e 3 ore, preferibilmente 2 ore,

a una temperatura compresa fra 60° e 120°C, preferibilmente 100°C.

Dal momento che durante questa operazione lo

snodo sferico assume tutte le configurazioni possibili di esercizio, è possibile assorbire l'intera

catena delle tolleranze dimensionali e geometriche

dei componenti tribologici dello snodo sferico sino

a quando la coppia di attrito si stabilizza e assume il valore previsto dall'applicazione specifica.

Le aperture passanti 38 previste nel guscio 20

CO

hanno la funzione di facilitare il processo di au-<e>-r.toadattamento fra i componenti tribologici dello

snodo sferico. Esse infatti costituiscono spazi

vuoti destinati a riempirsi parzialmente per effetto dello scorrimento viscoso del materiale termoplastico del guscio 20 indotto dall'azione termomeccanica dinamica cui è sottoposto lo snodo sferico 10.

Le aperture passanti 38 possono inoltre funzionare da serbatoio distribuito del lubrificante

interposto fra la testa sferica 14 e la superficie

interna 22 del guscio 20.

Naturalmente, fermo restando il principio dell'invenzione, i dettagli costruttivi potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto è stato de

scritto e illustrato a puro titolo di esempio non

limitativo, senza per questo fuoriuscire dall'ambito dell'invenzione come definito nelle annesse rivendicazioni.

Ad esempio, il guscio 20 può essere formato,

anziché da un solo pezzo, come nella forma di realizzazione preferita illustrata nelle figure, da

più pezzi distinti. Per quanto riguarda il materiale termoplastico del guscio, esso può essere un o-<d mopolimero non caricato, un copolimero non caricato Ci.

ai c n e ottenuto a partire da omopolimeri appartenenti a lxM: famiglie diverse, un omopolimero caricato con cariche di qualsiasi natura, o ancora un copolimero caricato con cariche di qualsiasi natura, ottenuto a

partire da omopolimeri appartenenti a famiglie diverse.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI 1. Snodo sferico (10), in particolare per impiego su veicolo, comprendente una testa sferica (14), un corpo (16) presentante una cavità (18), e un guscio di materiale termoplastico (20) accolto nella cavità (18) del corpo (16) e presentante una superficie interna sferica (22) nella quale s'impegna la testa sferica (14); caratterizzato dal fatto che il guscio (20) presenta una pluralità di aperture passanti (38) distri-<t>,3⁄4i<■>co CT<*>buite su tutta la sua superficie.!-ΰ 2. Snodo sferico secondo la rivendicazione 1, in 3⁄4 cui le aperture passanti (38) sono fori circolari. p O 3. Snodo sferico secondo la rivendicazione 1, in p cui le aperture passanti (38) sono fenditure che si estendono lungo linee meridiane della superficie sferica (22) del guscio (20). 4. Snodo sferico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il guscio (20) è formato da un solo pezzo. 5. Snodo sferico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni dalla 1 alla 4, in cui il guscio (20) è formato da più pezzi distinti. 6. Snodo sferico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il guscio (20) è fatto di un omopolimero o copolimero non caricato. 7. Snodo sferico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni dalla 1 alla 5, in cui il guscio (20) è fatto di un omopolimero o copolimero caricato. 8. Snodo sferico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il guscio (20) è realizzato come elemento cavo di spessore costante. < 9. Snodo sferico secondo una qualsiasi delle ri a*t/i CO cc vendicazioni dalla 1 alla 8, in cui il guscio (20) U·>£.l Γ— è realizzato come elemento cavo di spessore variabile. 10. Metodo di taratura di uno snodo sferico (10) ) includente una testa sferica (14), un corpo (16) presentante una cavità (18) e un guscio di materiale termoplastico (20) accolto nella cavità (18) del corpo (16) e presentante una superficie interna sferica (22) nella quale s'impegna la testa sferica (14), in cui il guscio (20) presenta una pluralità di aperture passanti (38) distribuite su tutta la sua superficie, il metodo comprendendo le fasi di: a) assemblare lo snodo sferico (10); b) produrre un movimento di oscillazione relativo fra la testa sferica (14) e il corpo (16), in con dizioni di temperatura determinate e per un tempo determinato, facendo assumere allo snodo sferico (10) tutte le configurazioni possibili di esercizio, in modo da ottenere un autoadattamento dello snodo sferico (10) per effetto dello scorrimento viscoso prodotto nel guscio (20). 11. Metodo secondo la rivendicazione 10, in cui detta fase b) viene eseguita per un tempo compreso fra 30 minuti e 3 ore e a una temperatura compresa fra 60° e 120°C οc/> 12. Metodo secondo la rivendicazione 10, in cui Γ tr--: detta fase b) viene eseguita per circa 2 ore a una temperatura di circa 100°C. 13. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni dalla 10 alla 12, in cui detta fase b) viene eseguita mantenendo fermo il corpo (16) e facendo ruotare la testa sferica (14). 14. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni dalla 10 alla 13, in cui detta fase b) viene eseguita contemporaneamente su più snodi sferici (10).