ITTO20101041A1

ITTO20101041A1 - Unità di tenuta per cuscinetti volventi

Info

Publication number: ITTO20101041A1
Application number: IT001041A
Authority: IT
Inventors: Fabio Picatto; Alberto Visconti
Original assignee: Skf Ab
Priority date: 2010-12-22
Filing date: 2010-12-22
Publication date: 2012-06-23
Also published as: EP2469111A1; US20120161402A1; US9133882B2; CN102562815A

Description

Descrizione a corredo di una domanda di brevetto per invenzione industriale dal titolo: UNITÀ DI TENUTA PER CUSCINETTI VOLVENTI.

DESCRI ZIONE

La presente invenzione è relativa ad una unità di tenuta per cuscinetti volventi.

In generale, così come, ad esempio, descritto nella domanda di brevetto italiana 53245B/85, le unità di tenuta per cuscinetti volventi comprendono:

- un'anima di irrigidimento realizzata di materiale metallico,

- un elemento anulare elastomerico, il quale è solidale all'anima di irrigidimento, ed è provvisto di un labbro di tenuta estendentesi radialmente a sbalzo dall'anima di irrigidimento verso un'asse di rotazione dell'unità per disporsi in contatto strisciante con un anello interno del cuscinetto.

Nelle unità di tenuta del tipo sopra descritto, l'elemento anulare elastomerico presenta, da banda opposta del labbro di tenuta, una porzione di radice, la quale si estende radialmente oltre un bordo libero esterno dell'anima di irrigidimento e viene inserita a scatto in una scanalatura ricavata internamente ad un anello esterno del cuscinetto. Poiché l'anima di irrigidimento è disposta verso l'interno del cuscinetto rispetto all'elemento anulare elastomerico, l'inserimento a scatto della porzione di radice nella scanalatura determina il conseguente attestamento dell'anima di irrigidimento direttamente a ridosso di una parete laterale della scanalatura .

L'inclinazione della parete laterale della scanalatura rispetto all'asse può determinare, durante l'uso del cuscinetto, un'analoga inclinazione dell'anima di irrigidimento rispetto all'asse con conseguente riduzione della capacità di tenuta dell'unità.

Scopo della presente invenzione è quello di realizzare una unità di tenuta per cuscinetti volventi, la quale pur avendo una struttura di semplice ed economica costruzione, sia in grado non solo di adattarsi a differenti tipologie di cuscinetti, ovvero di scanalature degli stessi, ma mantenga sempre, anche in condizioni di uso gravoso, la medesima capacità di tenuta.

Secondo la presente invenzione viene realizzata una unità di tenuta per cuscinetti volventi avente le caratteristiche enunciate nelle rivendicazioni annesse.

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 elevazione una vista sezionata longitudinalmente di un cuscinetto volvente munito dell'unità di tenuta per cuscinetti volventi secondo l'invenzione; e

la figura 2 illustra, in scala ingrandita, l'unita di tenuta della figura 1.

Con riferimento alla figura 1, con 1 è indicato nel suo complesso una unità di tenuta per un cuscinetto 2 volvente.

Il cuscinetto 2 volvente, può essere di qualsiasi tipo noto e comprende un anello 21 interno radialmente delimitato verso l'esterno da una superficie 22 cilindrica, ed un anello 23 esterno radialmente delimitato verso l'interno da una rispettiva superficie 24 cilindrica, la quale è affacciata alla superficie 22, ed è provvista di una scanalatura 25.

La scanalatura 25 è ricavata a partire da un bordo assiale 26 esterno dell'anello 23 conformato ad uncino ed è delimitata assialmente verso l'interno del cuscinetto 2 da una parete 27 frontale, la quale è inclinata rispetto ad un asse A di rotazione dell'unità 1, ovvero del cuscinetto 2.

L'unità 1 è atta ad essere accoppiata al cuscinetto 2 per assicurare la chiusura a tenuta dello spazio anulare tra l'anello 21 interno e l'anello 23 esterno, e comprende un'anima 10 di irrigidimento, ed un elemento anulare 30 di tenuta preferibilmente costruito con un materiale elastomerico, quale una gomma, elasticamente deformabile, e direttamente iniettato e vulcanizzato sull'anima 10 di irrigidimento alla quale risulta, pertanto, essere fissato solidale.

Secondo quanto anche illustrato nella figura 2, l'anima 10 è realizzata preferibilmente di materiale metallico e da consistenza all'elemento anulare 30 così da permettere l'inserimento a scatto dell'unità 1 all'interno della scanalatura 25, e l'elemento anulare 30 comprende:

un labbro 31 di tenuta, che si estende radialmente a sbalzo dall'anima 10 di irrigidimento verso l'asse A per disporsi in contatto strisciante con la superficie 22 dell'anello 21 interno;

una porzione 32 di radice, la quale è disposta radialmente da banda opposta del labbro 31 di tenuta rispetto all'anima 10, ed è atta ad essere inserita a scatto nella scanalatura 25; ed

- uno strato 33 di rivestimento intermedio, il quale è disposto tra la porzione 32 di radice ed il labbro 31 di tenuta per ricoprire completamente un solo lato LI dell'anima 10 di irrigidimento insieme alla porzione 32 di radice stessa. Infatti, la porzione 32 di radice, estendendosi solo in parte lungo l'anima 10 di irrigidimento in senso radiale, ne ricopre solo parzialmente il lato LI.

Il labbro 31 di tenuta presenta una forma arcuata con la propria concavità rivolta assialmente da banda opposta del lato LI, e termina con una appendice 34 distale delimitata da due superfici 35 e 36 ortogonali tra loro e delle quali la superficie 35 è una superficie anulare trasversale all'asse A, e la superficie 36 è una superficie cilindrica coassiale all'asse A. L'appendice 34 presenta uno spessore maggiore di un spessore medio di tutto il labbro 31 in modo tale da contattare la superficie 22 senza soluzione di continuità e da determinare un coefficiente di attrito di valore comunque contenuto sfruttando l'elasticità dovuta alla combinazione tra il materiale dell'elemento anulare 30 e tra la forma e le dimensioni stesse del labbro 31.

La porzione 32 di radice presenta uno spessore assiale maggiore di uno spessore assiale dello strato 33 di rivestimento, ed è assialmente delimitata da una superficie 37 frontale maggiore, la quale risulta essere inclinata rispetto all'asse A ed è atta ad attestarsi a contatto diretto con la parete 27 frontale della scanalatura 25, e da una superficie 38 frontale minore, la quale è contigua alla superficie 37 frontale maggiore e, rispetto all'asse A, presenta una inclinazione maggiore dell'inclinazione della superficie 37 frontale.

La porzione 32 di radice è, inoltre, delimitata verso l'asse A da una ulteriore superficie 39, la quale è disposta da banda opposta della superficie 38 rispetto alla superficie 37 ed è raccordata sia alla superficie 37, sia allo strato 33 di rivestimento .

La porzione 32 di radice è provvista, inoltre, di una scanalatura 40 anulare, la quale è ricavata attraverso la superficie 37 frontale in posizione radialmente asimmetrica rispetto alla superficie 37 frontale stessa in modo da individuare sulla superficie 37 due frazioni 41 e 42 di dimensioni radiali differenti tra loro. In particolare, la frazione 41, adiacente alla superficie 38, è più ridotta rispetto alla frazione 42 adiacente alla superficie 39. La scanalatura 40 presenta, a partire dalla superficie 37 frontale, una profondità inferiore ad almeno un terzo di uno spessore assiale medio della porzione 32 di radice in modo da conferire alla porzione 32 stessa una determinata elasticità e capacità di deformazione senza, però, portare la porzione 32 a perdere il proprio profilo determinato essenzialmente dalla superficie 37.

La porzione 32 di radice è provvista, infine, di uno spigolo 50 di innesto, il quale sporge radialmente rispetto ad un bordo 11 libero esterno dell'anima 10 di irrigidimento, ed è delimitato dalla superficie 38 frontale e da una ulteriore superficie 51 conica, la quale è inclinata con una inclinazione opposta alla superficie 38 e collega tra loro la superficie 38 con il bordo 11 libero.

In uso, l'unità 1 di tenuta viene accoppiata al cuscinetto 2 in modo tale che lo spigolo 50 di innesto sia inserito a scatto all'interno della scanalatura 25 dopo aver vinto una leggera resistenza dovuta all'interferenza radiale tra lo spigolo 50 ed il bordo 26.

L'unità 1 sarà posizionata nella sua posizione operativa allorquando la superficie 37 frontale maggiore si sarà attestata direttamente a ridosso della parete 27 frontale della scanalatura 25 e l'anima 10 si sarà appoggiato internamente al bordo 26 sebbene solo per una piccola parte prossima al bordo 11. In tale posizione operativa, l'anima 10 è disposta affacciata all'esterno del cuscinetto 2, e tutto il lato LI è rivolto assialmente verso l'interno del cuscinetto 2.

In altre parole, al contrario di quanto avveniva nel montaggio delle unità di tenuta note e descritte nell'introduzione, l'unità 1 di tenuta della presente invenzione viene disposta nella sua posizione operativa con l'anima 10 di irrigidimento all'esterno del cuscinetto, e con l'elemento anulare 30 di tenuta tra l'anima 10 ed il cuscinetto 2 stessi. In particolare, grazie a tale posizione di montaggio ed al fatto che la superficie 37 frontale e la parete 27 presentano una medesima inclinazione rispetto all'asse A, la superficie 37 si troverà completamente adagiata contro la parete 27 e tale accoppiamento fungerà come elemento centrante e garante della posizione operativa dell'unità 1.

Inoltre, grazie alla presenza della scanalatura 40, le due frazioni 41 e 42 della superficie 37 concorreranno ancor di più al mantenimento della posizione di montaggio rispetto ad una eventuale superficie 37 completamente piena.

Un immediato vantaggio del fatto che la posizione operativa dell'unità 1 di tenuta è mantenuta stabile come sopra descritto, ovvero che l'anima 10 non si sposterà da una posizione praticamente ortogonale all'asse A, è rappresentato dal fatto che anche il labbro 31 di tenuta non risentirà di alcuna variazione della propria posizione a contatto con la superficie 22 dell'anello 21 interno. In particolare, il labbro 31 potrà sfruttare interamente il contatto tra la pa superficie 36 e la superficie 22 a tutto vantaggio della capacità di tenuta dell'unità 1.

Poiché, come sopra descritto, l'anima 10 poiché non risulta più essere coperta verso l'esterno del cuscinetto 2 dall'elemento anulare 30 elastomerico, qualora l'unità 1 fosse utilizzata in ambienti contenenti sostanze particolarmente corrosive del materiale metallico, risulterebbe vantaggioso o realizzare l'anima 10 di irrigidimento di materiale plastico, oppure rivestire il opposto al lato LI, ovvero il lato esposto all'esterno del cuscinetto 2, di un film di materiale protettivo.

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

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Unità (1) di tenuta per cuscinetti (2) volventi comprendenti un anello interno (21) ed un anello esterno (23), il quale è internamente provvisto di almeno una scanalatura (25) presentante una parete frontale (27) inclinata rispetto ad un asse (A) di rotazione dell'unità, l'unità (1) di tenuta essendo atta ad essere accoppiata al cuscinetto (2) per assicurare la chiusura a tenuta dello spazio anulare tra l'anello interno (21) e l'anello esterno (23) e comprendendo un'anima (10) di irrigidimento, ed un elemento anulare (30) elastomerico solidale all'anima (10) di irrigidimento ed a sua volta comprendente: - un labbro (31) di tenuta, che si estende radialmente a sbalzo dall'anima (10) di irrigidimento verso l'asse (A) per disporsi in contatto strisciante con l'anello interno (21); ed una porzione di radice (32), la quale è disposta radialmente da banda opposta del labbro (31) di tenuta, ed è atta ad essere inserita a scatto nella scanalatura (25); l'unità (1) di tenuta essendo caratterizzata dal fatto che la porzione di radice (32) è disposta, con l'unità (1) di tenuta accoppiata al cuscinetto (2), in una posizione assialmente interna rispetto all'anima (10) di irrigidimento, ed è atta ad attestarsi direttamente a ridosso della parete frontale (27) della scanalatura (25).
2. Unità di tenuta secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che la porzione di radice (32) è assialmente delimitata da una superficie frontale maggiore (27) inclinata rispetto all'asse (A); la superficie frontale maggiore (37) disponendosi a contatto diretto con la parete frontale (27) della scanalatura (25).
3. Unità di tenuta secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che la porzione di radice (32) è provvista di uno spigolo (50) di innesto, il quale sporge radialmente rispetto ad un bordo (11) libero esterno dell'anima (10) di irrigidimento, e presenta una superficie frontale minore (38) contigua alla superficie frontale maggiore (27) e inclinata maggiormente rispetto alla superficie frontale maggiore (27) stessa.
4. Unità di tenuta secondo la rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto che porzione di radice (32) presenta una scanalatura (40) anulare ricavata nella superficie frontale maggiore (27).
5. Unità di tenuta secondo la rivendicazione 4, caratterizzata dal fatto che la scanalatura (40) anulare è ricavata nella superficie frontale maggiore (27) in posizione asimmetrica rispetto alla superficie frontale maggiore (27) stessa.
6. Unità di tenuta secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che l'anima (10) di irrigidimento è realizzata preferibilmente di materiale metallico, e la porzione di radice (32) ricopre un solo lato dell'anima (10) di irrigidimento e si estende solo in parte lungo l'anima (10) di irrigidimento in senso radiale.
7. Unità di tenuta secondo la rivendicazione 6, caratterizzata dal fatto che elemento anulare (30) elastomerico comprende uno strato (33) di rivestimento intermedio, il quale è disposto tra la porzione di radice (32) ed il labbro (31) di tenuta per ricoprire completamente un solo lato dell'anima (10) di irrigidimento insieme alla porzione di radice (32).
8. Unità di tenuta secondo la rivendicazione 7, caratterizzata dal fatto che l'elemento anulare (30) elastomerico è direttamente iniettato e vulcanizzato sull'anima (10) di irrigidimento alla quale risulta fissato solidale.
9. Unità di tenuta secondo una qualsìasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che il labbro (31) di tenuta presenta una estremità libera (34) radialmente delimitata da una superficie cilindrica (36) atta a disporsi in contatto strisciante con l'anello interno (21).