ITTO20091028A1

ITTO20091028A1 - Cuscinetto volvente di alta precisione

Info

Publication number: ITTO20091028A1
Application number: IT001028A
Authority: IT
Inventors: Giorgio Bottazzi; Battista Marco Di; Feliciano Greco; Massimo Maniglia
Original assignee: Skf Ab
Priority date: 2009-12-23
Filing date: 2009-12-23
Publication date: 2011-06-24
Also published as: CN102141086A; EP2339193A1

Description

C. TITOLO

CUSCINETTO VOLVENTE DI ALTA PRECISIONE

O. RIASSUNTO

CUSCINETTO VOLVENTE (10) DI ALTA PRECISIONE PROVVISTO DI UN ANELLO ESTERNO (20) CON UNA PISTA DI ROTOLAMENTO (23), E DI ALMENO UNA SCANALATURA (24) SAGOMATA RICAVATA LATERALMENTE ALLA PISTA DI ROTOLAMENTO (23); UNO SCHERMO (60) ESSENDO ALLOGGIATO NELLA SCANALATURA (24) MEDIANTE UN RISALTO ANULARE (61) SAGOMATO INSERITO A SCATTO NELLA SCANALATURA (24) STESSA PER FISSARE STABILMENTE LO SCHERMO (60) ALL’ANELLO ESTERNO (20), ED ESSENDO DELIMITATO DA UNA SUPERFICIE RADIALE INTERNA (62), LA QUALE PRESENTA UNA FORMA CILINDRICA ED È DISPOSTA ASSIALMENTE ALLINEATA AD UNA RISPETTIVA SUPERFICIE CILINDRICA (22) INTERNA DELL'ANELLO ESTERNO (20).

Descrizione a corredo di una domanda di brevetto per invenzione industriale dal titolo: CUSCINETTO VOLVENTE DI ALTA PRECISIONE

DESCRIZIONE

La presente invenzione è relativa ad un cuscinetto volvente di alta precisione.

Nell'ambito dei cuscinetti volventi di alta precisione, le cui caratteristiche peculiari sono l'eccellenza nella qualità e nelle prestazioni raggiunte mediante rigorose metodologie di produzione e di controllo della medesima, sono noti dei cuscinetti comprendenti un anello esterno provvisto di una rispettiva pista di rotolamento e di due scanalature, le quali sono disposte lateralmente alla pista di rotolamento ed sono atte al montaggio di rispettivi schermi di tenuta per la protezione del cuscinetto stesso.

I rilevanti costi di produzione di tali cuscinetti hanno reso necessaria una loro standardizzazione facendo sì che anche allorquando non è prevista alcuna implementazione degli schermi di tenuta, le scanalature ai lati della pista di rotolamento siano ugualmente presenti.

Purtroppo, tali scanalature, se non utilizzate ed in particolari applicazioni quali, ad esempio, gli elettromandrini, non solo diventano un possibile ricettacolo di elementi contaminanti, ma possono perfino perturbare il normale flusso dei liquidi lubrificanti.

Scopo della presente invenzione è quello di realizzare un cuscinetto volvente di alta precisione, il quale pur permettendo di mantenere la propria standardizzazione produttiva, possa non solo essere comunque implementato in tutte quelle applicazioni caratterizzate da una forte presenza di materiali contaminanti di qualsivoglia genere, ma possa anche ancora essere utilizzato in tutte quelle applicazioni laddove la lubrificazione dei corpi volventi e degli anelli stessi riveste ha un ruolo determinante e nella vita del cuscinetto, e nelle sue prestazioni.

Secondo la presente invenzione viene realizzato un cuscinetto volvente di alta precisione comprendente un anello esterno provvisto di una pista di rotolamento, e di almeno una scanalatura sagomata ricavata lateralmente alla pista di rotolamento; il cuscinetto essendo caratterizzato dal fatto di comprendere uno schermo, il quale è alloggiato nella scanalatura, e comprende un risalto anulare sagomato inserito a scatto nella detta scanalatura per fissare stabilmente lo schermo all’anello esterno, ed una superficie radiale interna, la quale presenta una forma cilindrica ed è disposta assialmente allineata ad una rispettiva superficie cilindrica interna dell'anello esterno.

L’invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui:

- la figura 1 illustra, in sezione e con parti asportate per chiarezza, un cuscinetto volvente di alta precisione realizzato secondo i dettami della presente invenzione; e

- la figura 2 illustra, in sezione ed in scala ingrandita, un particolare della figura 1.

Con riferimento alla figura 1, con 10 è indicato nel suo complesso un cuscinetto volvente di alta precisione.

Il cuscinetto 10 comprende un anello esterno 20 ed un anello interno 40 coassiali tra loro e ad un asse X di rotazione del cuscinetto 10 ed una pluralità di corpi 50 volventi, in questo esempio sfere, interposti tra l'anello esterno 20 e l'anello interno 40 per permettere una rotazione relativa dell’anello esterno 20 e dell’anello interno 40.

L'anello esterno 20 è assialmente delimitato da due superfici anulari 21 trasversali all’asse X, ed è radialmente delimitato verso l'asse X da una superficie interna 22 trasversale alle superfici anulari 21. L’anello esterno 20 presenta una pista 23 di rotolamento, la quale permette il rotolamento dei corpi 50 a contatto dell’anello esterno 40 stesso, ed è ricavata attraverso la superficie interna 22 individuando sulla superficie interna 22 stessa una porzione superficiale 22’ ed una porzione superficiale 22” di diametri interni di dimensioni differenti tra loro.

L’anello esterno 20 comprende, inoltre, due scanalature 24 sagomate, le quali sono ricavate da bande opposte della pista attraverso le porzioni superficiali 22’ e 22” per ricevere una rispettiva tenuta laterale (non illustrata) e sono delimitate assialmente verso l’esterno del cuscinetto 10 dalle superfici anulari 21.

Ciascuna scanalatura 24 comprende un recesso anulare 25 ed un bordo 26 anulare di arresto, il quale delimita il recesso anulare 25 assialmente verso l’esterno del cuscinetto 10, ed è a sua volta delimitato assialmente verso l’esterno del cuscinetto 10 dalla relativa superficie anulare 21.

Ciascun recesso anulare 25 ha una gola 27 arcuata di fondo e si affaccia ad una rispettiva superficie 28 inclinata, la quale è attigua alla relativa porzione superficiale 22’, 22” e forma un angolo di ampiezza superiore a 90° con la relativa porzione superficiale 22’, 22”. In altre parole, ciascuna superficie 28 è inclinata assialmente verso l’esterno del cuscinetto 10 e termina all’interno della relativa gola 27. Ciascuna scanalatura 24 comprende, infine, uno smusso 29 di ingresso ricavato sul relativo bordo 27 anulare tra ciascuna superficie 21 ed una rispettiva superficie 30 cilindrica che delimita radialmente verso l’interno il relativo bordo 27 stesso.

Le scanalature 24 presentano, in buona sostanza, una forma simile tra loro e simmetrica rispetto ad un piano mediano del cuscinetto 10 trasversale all’asse X, ma poiché sono generate a partire da porzioni cilindriche 21’ e 22” di diametri di diametri interni di dimensioni differenti tra loro e presentano le relative gole 27 con rispettivi diametri di fondo ancora di dimensioni differenti tra loro, le scanalature 24 presentano rispettive dimensioni radiali complessive differenti tra loro.

Il cuscinetto 10 comprende, inoltre, per una sola o per ciascuna delle scanalature 24 a seconda se è presente solo una tenuta laterale o se non è presente alcuna tenuta laterale, uno schermo 60 montato a scatto all’interno della scanalatura 24 lasciata libera. Lo schermo 60 è disposto a totale chiusura della scanalatura 24 stessa in modo tale da impedire l’eventuale deposito di contaminanti nella scanalatura 24 e da evitare anche qualsiasi perturbazione del normale flusso dei liquidi lubrificanti utilizzati nella maggior parte della applicazioni del cuscinetto 10.

Lo schermo 60 è realizzato di Polioximetilene, che è un copolimero poliacetale ovvero un materiale termoplastico di alta cristallinità presentante, inoltre, elevate proprietà meccaniche, di rigidità, di resistenza all’urto e di scorrimento. L’igroscopicità dello schermo 60 permette di mantenere i valori di proprietà meccaniche e di stabilità dimensionale anche in ambienti con notevole variazioni di umidità, o con elevata presenza di materiali contaminanti, ed è idoneo alle lavorazioni con tolleranze strette, quali, appunto, quelle necessarie in un cuscinetto volvente di alta precisione.

Inoltre, il materiale con il quale è realizzato lo schermo 60 permette di mantenere inalterate le caratteristiche meccaniche e di forma dello schermo 60 stesso anche a temperature di esercizio intorno ai 60°C÷90°C se non addirittura a temperature superiori essendo il punto di fusione del materiale situato ad oltre 150°C.

Lo schermo 60 comprende un risalto 61 anulare sagomato, il quale è inserito a scatto all’interno del recesso anulare 25 ed è assialmente bloccato dal bordo 27 in modo da fissare stabilmente lo schermo 60 stesso all’anello esterno 20. Lo schermo 60 comprende, inoltre, una superficie radiale 62 interna, la quale presenta una forma cilindrica coassiale all’asse X ed è disposta assialmente allineata ad una relativa porzione superficiale 22’, 22” della superficie 22 dell'anello esterno 20. In altre parole, la superficie radiale 62 interna e la porzione superficiale 22’, oppure la porzione superficiale 22” a seconda del lato nel quale viene montato lo schermo 60, sono disposte di una medesima superficie cilindrica.

Secondo quanto meglio illustrato nella figura 2, lo schermo 60 è radialmente delimitato verso l’esterno da una superficie 63 esterna, la quale è sagomata in modo sostanzialmente complementare alla forma della relativa scanalatura 24 e presenta due porzioni 64 e 65 cilindriche disposte su due diametri differenti tra loro: la porzione 64 delimita radialmente il risalto 61 anulare e presenta un diametro di dimensioni maggiori di un diametro della porzione 65, la quale è raccordata alla porzione 64 mediante una superficie 66 piana inclinata.

Lo schermo 60 è, inoltre, assialmente delimitato da due superfici anulari 67 e 68 trasversali all’asse x e delle quali la superficie anulare 68 è disposta in battuta contro una relativa superficie 28 inclinata, mentre la superficie anulare 67 è disposta assialmente a filo della relativa superficie anulare 21 dell’anello esterno 20.

Lo schermo 60, infine, presenta uno smusso 69 interno, il quale è ricavato tra le superfici 62 e 67, ed è atto a favorire ulteriormente la circolazione dei già citati liquidi lubrificanti.

Lo schermo 60 sopra descritto viene inserito a scatto all’interno della relativa scanalatura 24 e tale inserimento è assistito sia dalla presenza dello smusso 29, sia dalle proprietà del materiale con cui è realizzato lo schermo 60 stesso: infatti, tale materiale consente una iniziale deformazione del risalto 61 a ridosso del bordo 26 e, una volta superato assialmente il bordo 26 stesso, permette al risalto 61 di espandersi radialmente all’interno del recesso anulare 25 fino a riempire quasi del tutto la gola 27. Tale espansione determina il bloccaggio assiale dello schermo 60 nella scanalatura 24 nonché assicura il mantenimento della posizione dello schermo 60 durante il funzionamento del cuscinetto 10.

Secondo una forma di attuazione non illustrata, ma facilmente desumibile da quanto sopra descritto, lo schermo 60 sopra descritto può anche essere direttamente costampato all’interno della relativa scanalatura 24.

Così come le scanalature 24 presentano una forma simile tra loro e simmetrica rispetto ad un piano mediano del cuscinetto 10, ma hanno differenti spessori assiali, anche lo schermo 60 montato con la propria superficie 62 assialmente allineata alla superficie 22’ presenta una forma simile e simmetrica allo schermo 60 montato con la propria superficie 62 assialmente allineata alla superficie 22”. In questo casi i due schermi (60) 60 presenteranno degli spessori radiali di dimensioni differenti tra loro.

Si intende che l’invenzione non è limitata alle forme di realizzazione qui descritte ed illustrate, che sono da considerarsi come esempi di attuazione del cuscinetto volvente di alta precisione, che è invece suscettibile di ulteriori modifiche relative a forme e disposizioni di parti, dettagli costruttivi e di montaggio.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Cuscinetto volvente (10) di alta precisione comprendente un anello esterno (20) provvisto di una pista di rotolamento (23), e di almeno una scanalatura (24) sagomata ricavata lateralmente alla pista di rotolamento (23); il cuscinetto essendo caratterizzato dal fatto di comprendere uno schermo (60), il quale è alloggiato nella scanalatura (24), e comprende un risalto anulare (61) sagomato inserito a scatto nella detta scanalatura (24) per fissare stabilmente lo schermo (60) all’anello esterno (20), ed una superficie radiale interna (62), la quale presenta una forma cilindrica ed è disposta assialmente allineata ad una rispettiva superficie cilindrica (22) interna dell'anello esterno (20).
2. Cuscinetto secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il detto schermo (60) è realizzato di materiale termoplastico di alta cristallinità.
3. Cuscinetto secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che il detto materiale è un copolimero poliacetale.
4. Cuscinetto secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che il copolimero poliacetale materiale è Polioximetilene.
5. Cuscinetto secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la superficie radiale interna (62) presenta una finitura superficiale simile ad una finitura superficiale della rispettiva superficie cilindrica (22) interna dell'anello esterno (20).
6. Cuscinetto secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che lo schermo (60) è realizzato per costampaggio con l’anello esterno (20).
7. Cuscinetto secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la scanalatura (24) comprende un recesso anulare (25) ed un bordo di arresto (26) delimitante il recesso anulare (25) assialmente verso l’esterno dell’anello esterno (20); il risalto anulare (61) essendo disposto all’interno del recesso anulare (25) ed essendo assialmente bloccato dal bordo di arresto (26).
8. Cuscinetto secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che lo schermo (60) è radialmente delimitato verso l’esterno da una superficie (63) a due livelli radiali (64, 65); un primo livello (65) due livelli radiali (64, 65) delimita radialmente il risalto anulare (61), ed un secondo livello (64) dei due livelli radiali (64, 65) presenta un diametro di dimensioni inferiori alle dimensioni di un diametro del primo livello (65), ed è raccordato al primo livello (65) mediante una superficie inclinata (66).
9. Cuscinetto secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere due scanalature (24) sagomate, le quali sono ricavate lateralmente e da bande opposte della pista di rotolamento (23); il cuscinetto (10) comprendendo, inoltre, uno schermo (60) per ciascuna scanalatura (24).
10. Cuscinetto secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto la superficie radiale esterna di ciascuno schermo (60) presenta un diametro di dimensioni differente alle dimensioni di un diametro della superficie radiale esterna dell’altro schermo (60).
11. Cuscinetto secondo la rivendicazione 9 o 10, caratterizzato dal fatto che ciascuno schermo (60) presenta uno spessore radiale di dimensioni differenti alle dimensioni di uno spessore dell’altro schermo (60).