ITTO20100327A1 - Gruppo mozzo ruota a due corone di corpi volventi - Google Patents

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Description

Descrizione a corredo di una domanda di brevetto per invenzione industriale dal titolo: GRUPPO MOZZO RUOTA A DUE CORONE DI CORPI VOLVENTI
DESCRIZIONE
La presente invenzione à ̈ relativa ad un gruppo mozzo ruota a due corone di corpi volventi.
I gruppi mozzo ruota a due corone di corpi volventi presentano un asse di rotazione e comprendono un anello interno, un anello esterno disposto coassiale e esternamente all’anello interno, e, per ciascuna corona di corpi volventi, una pista di scorrimento interna ed una pista di scorrimento esterna ricavate, rispettivamente, all’esterno dell’anello interno ed all’interno dell’anello esterno in posizioni assialmente sfalsate tra loro per permettere al gruppo mozzo ruota di sopportare carichi combinati, ovvero carichi che agiscono contemporaneamente in un senso radiale ed in un senso assiale.
I gruppi mozzo ruota del tipo sopra descritto sono utilizzati in numerose applicazioni in campo automobilistico, ed hanno subito sostanziali modifiche strutturali fino ad incorporare negli stessi anelli interno ed esterno le flangie di connessione alle ruote ed al telaio contribuendo alla creazione di strutture compatte e leggere, nonché a garantire sia un assemblaggio semplificato, sia sempre maggiore affidabilità.
A causa delle sempre più restrittive norme antinquinamento adottate negli ultimi anni, à ̈ stato necessario studiare soluzioni tecnologiche volte a ridurre, anche in modo indiretto, sia i consumi energetici delle automobili, sia le emissioni dannose per l’ambiente, quali, ad esempio, le emissioni di ossido di carbonio.
Scopo della presente invenzione à ̈ quello di realizzare un gruppo mozzo ruota a due corone di corpi volventi, il quale pur mantenendo elevate caratteristiche meccaniche ed elevata affidabilità, permetta una consistente riduzione dei consumi e delle emissioni inquinanti.
Secondo la presente invenzione viene realizzato un gruppo mozzo ruota a due corone di corpi volventi presentante un asse di rotazione e comprendente, per ciascuna corona di corpi volventi, una pista interna di scorrimento ed una pista esterna di scorrimento, le quali sono disposte in posizioni assialmente sfalsate secondo un rispettivo angolo di contatto e lungo una rispettiva linea di carico per permettere al gruppo di sopportare carichi combinati, le piste di ciascuna corona di corpi volventi presentando rispettive osculazioni definite dal rapporto tra i raggi di curvatura delle piste stesse ed i diametri esterni dei corpi volventi della relativa corona di corpi volventi; il gruppo mozzo ruota essendo caratterizzato dal fatto che le osculazioni di una prima corona di corpi volventi delle due corone di corpi volventi sono differenti dalle osculazioni di una seconda corona di corpi volventi delle due corone di corpi volventi.
L’invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano alcuni esempi di attuazione non limitativi, in cui:
- la figura 1 illustra, in sezione trasversale, un prima preferita forma di realizzazione di un gruppo mozzo ruota a due corone di corpi volventi realizzato secondo la presente invenzione; e
- la figura 2 illustra, in sezione trasversale, un seconda preferita forma di realizzazione di un gruppo mozzo ruota a due corone di corpi volventi della figura 1.
Con riferimento alla figura 1, con 10 à ̈ indicato nel suo complesso un gruppo mozzo ruota presentante un asse A di rotazione e comprendente un anello interno 11 ed un anello esterno 12 coassiali tra loro ed all’asse A di rotazione e girevoli l’uno rispetto all’altro per l’interposizione tra loro di due corone C1 e C2 di corpi 13 volventi, che, nell’esempio qui descritto sono sfere, i cui centri sono disposti lungo rispettivi diametri medi P1 e P2.
Inoltre, il gruppo 10 comprende, per ciascuna corona C1 e C2, una pista interna 111 e 112 di scorrimento ed una pista esterna 121 e 122 di scorrimento disposte in posizioni assialmente sfalsate per permettere al gruppo 10 di sopportare carichi combinati, i quali agiscono contemporaneamente sia in senso radiale, sia in senso assiale, e si trasmettono tra sfere 13 e piste interne 111 e 112 e tra sfere 13 e piste esterne 121 e 122 lungo rispettive linee L1 e L2 di carico. In particolare, le linee L1 e L2 di carico congiungono i punti di contatto tra le sfere 13 di ciascuna corona C1 e C2 con le relative piste interne 111/112 e le relative piste esterne 121/122, e formano rispettivi angoli α e β di contatto con rispettive linee perpendicolari all’asse A in un piano radiale. Le piste interne 111 e 112 di scorrimento sono ricavate all’esterno dell’anello interno 11, mentre le piste esterne 121 e 122 di scorrimento sono ricavate direttamente su una superficie 123 interna dell’anello esterno 12, il quale, nell’esempio di attuazione illustrato, à ̈ anche dotato di una flangia 124 esterna per l’ancoraggio del gruppo 10 ad un veicolo.
L’anello interno 11 à ̈ un anello interno flangiato per permettere l’attacco una ruota al gruppo 10, e comprende:
- una flangia 14 trasversale all’asse A di rotazione,
- un fusello 15 estendentesi lungo l’asse A di rotazione e realizzato dello stesso materiale della flangia 14, ed
- un anello 16 di riporto, il quale à ̈ montato sul fusello 15, ed à ̈ assialmente bloccato da un bordino 17 rollato.
La flangia 14 e l’anello 16 definiscono per il gruppo 10 i cosiddetti “lato outboard†e, rispettivamente, “lato inboard†, e la pista interna 111 di scorrimento della corona C1 à ̈ ricavata direttamente su di una superficie esterna 113 del fusello 15 in prossimità della flangia 14, mentre la pista interna 112 di scorrimento della corona C2 à ̈ ricavata direttamente sull’anello 16 di riporto. Alternativamente, secondo una forma di attuazione non illustrata, anche la pista interna 111 di scorrimento della corona C1 può essere ricavata direttamente su di un rispettivo anello di riporto disposto in posizione intermedia tra la flangia 14 e l’anello 16 ed assialmente bloccato dalla flangia 14 e dall’anello 16 stessi.
Nell’esempio di attuazione illustrato, il diametro medio P1 della corona C1 presenta dimensioni maggiori delle dimensioni del diametro medio P2 della corona C2, ma tutto quanto descritto in codesta descrizione può essere vantaggiosamente applicato anche ad un gruppo mozzo ruota in cui le dimensioni del diametro medio P1 della corona C1 siano pari alle dimensioni del diametro medio P2 della corona C2. Per amore di chiarezza, vale comunque la pena sottolineare che un gruppo mozzo ruota asimmetrico con un diametro medio P1 della corona C1, ovvero della corona “lato outboard†, maggiorato rispetto al diametro medio P2 della corona C2, ovvero della corona “lato inboard†, presenta, a parità di tutte le altre dimensioni, una rigidezza maggiore di un gruppo mozzo ruota simmetrico con i diametri medi P1 e P2 delle medesime dimensioni.
Le piste 111, 112, 121, e 122 presentano rispettive osculazioni Oxydefinite dal rapporto tra i raggi r di curvatura delle piste 111, 112, 121, e 122 stesse ed i diametri esterni Φ1 e Φ2 delle sfere 13 di ciascuna corona C1 e C2. In altre parole, avremo le seguenti osculazioni:
OOE: rapporto tra il raggio di curvatura della pista esterna 111, lato outboard, con il diametro esterno Φ1;
OIE: rapporto tra il raggio di curvatura della pista esterna 112, lato inboard, con il diametro esterno Φ2;
OOI: rapporto tra il raggio di curvatura della pista interna 121, lato outboard, con il diametro esterno Φ1;
OII: rapporto tra il raggio di curvatura della pista interna 122, lato inboard, con il diametro esterno Φ2.
Nel gruppo mozzo ruota 10, le osculazioni OOEe OOIdella corona C1 sono differenti dalle rispettive osculazioni OIEe OIIdella corona C2. Le prestazioni migliori in termini di riduzione dell’attrito si hanno allorquando si realizza il gruppo mozzo ruota 10 secondo una qualsiasi delle seguenti condizioni geometriche:
1) OOE> OIE; oppure
2) OOI> OII; oppure
3) OOE> OIEe OOI> OII.
In particolare, à ̈ stato verificato che le condizioni ottimali in termini di riduzione dell’attrito, si hanno allorquando si realizza il gruppo mozzo ruota 10 secondo una qualsiasi delle seguenti condizioni geometriche:
1) OOE> 1,004 OIE; oppure
2) OOI> 1,004 OII; oppure
3) OOE> 1,004 OIEe OOI> 1,004 OII.
La differente osculazione del lato outboard rispetto al lato inboard può essere ottenuta sia variando i raggi di curvatura delle relative piste 111 e 121 del lato outboard rispetto ai raggi di curvatura delle piste 112 e 122 del lato inboard, oppure variando i diametri esterni Φ1 e Φ2 delle sfere 13. In altre parole la differente osculazione del lato outboard rispetto al lato inboard può essere ottenuta realizzando un gruppo mozzo ruota 10’ così come alternativamente illustrato nella figura 3, in cui i diametri esterni Φ1 delle sfere 13 della corona C1 non presentano dimensioni pari alle dimensioni dei diametri esterni Φ2 delle sfere 13 della corona C2 come nell’esempio di attuazione sopra descritto, ma in cui i diametri esterni Φ1 delle sfere 13 della corona C1 presentano dimensioni inferiori alle dimensioni dei diametri esterni Φ2 delle sfere 13 della corona C2. Inoltre, la riduzione dei diametri esterni Φ1 delle sfere 13 comporta, a parità delle altre condizioni dinamiche e strutturali sopra descritte, una riduzione delle velocità tangenziali tra sfere 13 e piste di scorrimento e, pertanto, una riduzione dell’attrito.
Negli esempi di attuazione illustrati, la variazione delle osculazioni del lato inboard rispetto al lato outboard secondo quanto sopra descritto, porta una riduzione dello scivolamento tra le sfere 13 e le relative piste 111, 112, 121, e 122, e, pertanto, porta ad una riduzione dell’attrito tra corpi volventi e piste. La riduzione di attrito ottenuta mediante la differenziazione delle osculazioni riduce una possibile fonte di dissipazione di energia e, di conseguenza, riduce i consumi e le emissioni inquinanti dei veicoli sui quali il gruppo mozzo ruota 10, ovvero 10’, viene utilizzato.
Così come quanto sopra descritto può essere vantaggiosamente applicato anche ad un gruppo mozzo ruota simmetrico, in cui le dimensioni del diametro medio P1 della corona C1 siano pari alle dimensioni del diametro medio P2 della corona C2, à ̈ da intendersi, anche, che quanto sopra può vantaggiosamente essere anche applicato ad un gruppo mozzo ruota asimmetrico, in cui, però il diametro medio P1 della corona C1 presenta dimensioni inferiori delle dimensioni del diametro medio P2 della corona C2.
Si intende che l’invenzione non à ̈ limitata alle forme di realizzazione qui descritte ed illustrate, che sono da considerarsi come esempi di attuazione del gruppo mozzo ruota a due corone di corpi volventi, che à ̈ invece suscettibile di ulteriori modifiche relative a forme e disposizioni di parti, dettagli costruttivi e di montaggio.

Claims (15)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Gruppo mozzo ruota (10)(10’) a due corone (C1, C2) di corpi volventi (13) presentante un asse (A) di rotazione e comprendente, per ciascuna corona di corpi volventi (13), una pista interna (111, 112) di scorrimento ed una pista esterna (121, 122) di scorrimento, le quali sono disposte in posizioni assialmente sfalsate secondo un rispettivo angolo di contatto e lungo una rispettiva linea di carico (L1, L2) per permettere al gruppo di sopportare carichi combinati, le piste di ciascuna corona di corpi volventi (13) presentando rispettive osculazioni definite dal rapporto tra i raggi di curvatura delle piste stesse ed i diametri esterni dei corpi volventi (13) della relativa corona di corpi volventi (13); il gruppo mozzo ruota essendo caratterizzato dal fatto che le osculazioni di una prima corona (C1) di corpi volventi (13) delle due corone (C1, C2) di corpi volventi (13) sono differenti dalle osculazioni di una seconda corona (C2) di corpi volventi (13) delle due corone (C1, C2) di corpi volventi (13).
  2. 2. Gruppo mozzo ruota secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l’osculazione della pista esterna (121) di scorrimento della prima corona (C1) di corpi volventi (13) presenta un valore maggiore di un valore dell’osculazione della pista esterna (122) di scorrimento della seconda corona (C2) di corpi volventi (13).
  3. 3. Gruppo mozzo ruota secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che l’osculazione della pista esterna (121) di scorrimento della prima corona (C1) di corpi volventi (13) à ̈ 1,004 volte maggiore dell’osculazione della pista esterna (122) di scorrimento della seconda corona (C2) di corpi volventi (13).
  4. 4. Gruppo mozzo ruota secondo la rivendicazione 1 o 2 o 3, caratterizzato dal fatto che l’osculazione della pista interna (111) di scorrimento della prima corona (C1) di corpi volventi (13) presenta un valore maggiore di un valore dell’osculazione della pista interna (112) di scorrimento della seconda corona (C2) di corpi volventi (13).
  5. 5. Gruppo mozzo ruota secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che l’osculazione della pista interna (111, 112) di scorrimento della prima corona (C1) di corpi volventi (13) à ̈ 1,004 volte maggiore dell’osculazione della pista interna (111, 112) di scorrimento della seconda corona (C2) di corpi volventi (13).
  6. 6. Gruppo mozzo ruota secondo la rivendicazione 3 o 5, caratterizzato dal fatto che i diametri esterni dei corpi volventi (13) della prima corona (C1) di corpi volventi (13) presentano dimensioni pari alle dimensioni dei diametri esterni dei corpi volventi (13) della seconda corona (C2) di corpi volventi (13).
  7. 7. Gruppo mozzo ruota secondo la rivendicazione 3 o 5, caratterizzato dal fatto che i diametri esterni dei corpi volventi (13) della prima corona (C1) di corpi volventi (13) presentano dimensioni inferiori alle dimensioni dei diametri esterni dei corpi volventi (13) della seconda corona (C2) di corpi volventi (13).
  8. 8. Gruppo mozzo ruota secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che il diametro medio della prima corona (C1) di corpi volventi (13) Ã ̈ pari al diametro medio della seconda corona (C2) di corpi volventi (13).
  9. 9. Gruppo mozzo ruota secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che il diametro medio della prima corona (C1) di corpi volventi (13) Ã ̈ maggiore del diametro medio della seconda corona (C2) di corpi volventi (13).
  10. 10. Gruppo mozzo ruota secondo la rivendicazione 8 o 9, caratterizzato dal fatto di comprendere un anello interno (11) ed un anello esterno (12) coassiali tra loro ed all’asse (A) di rotazione e girevoli l’uno rispetto all’altro per l’interposizione tra loro delle due corone (C1, C2) di corpi volventi (13); la pista interna (111, 112) di scorrimento e la pista esterna (121, 122) di scorrimento di ciascuna corona di corpi volventi (13) essendo ricavate all'esterno dell'anello interno (11) e, rispettivamente, all'interno dell' anello esterno (12).
  11. 11. Gruppo mozzo ruota secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che l'anello interno (11) à ̈ un anello flangiato provvisto di una flangia (14)trasversale all’asse (A) di rotazione per l’attacco di una ruota.
  12. 12. Gruppo mozzo ruota secondo la rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che la pista interna (111, 112) di scorrimento della prima corona (C1) di corpi volventi (13) à ̈ ricavata direttamente all’esterno dell'anello interno (11) ed in prossimità della flangia.
  13. 13. Gruppo mozzo ruota secondo la rivendicazione 12, caratterizzato dal fatto che l’anello interno (11) comprende un fusello, il quale si estende lungo l'asse (A) di rotazione ed à ̈ realizzato dello stesso materiale della flangia; la pista interna (111, 112) di scorrimento della prima corona (C1) di corpi volventi (13) essendo ricavata direttamente su di una superficie esterna del fusello.
  14. 14. Gruppo mozzo ruota secondo la rivendicazione 13, caratterizzato dal fatto che l’anello interno (11) comprende un anello di riporto montato sul fusello; la pista interna (111, 112) di scorrimento della seconda corona (C2) di corpi volventi (13) essendo ricavata direttamente sull’anello di riporto.
  15. 15. Gruppo mozzo ruota secondo la rivendicazione 14, caratterizzato dal fatto che le piste esterne di scorrimento della prima e della seconda corona (C2) di corpi volventi (13) sono ricavate direttamente su di una superficie interna dell’anello esterno (12).
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