ITTO20110852A1 - BEARING UNIT WITH TWO CORE BODIES VOLVENT - Google Patents
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Description
Descrizione a corredo di una domanda di brevetto per invenzione industriale dal titolo: UNITÀ CUSCINETTO A DUE CORONE DI CORPI VOLVENTI Description accompanying a patent application for industrial invention entitled: TWO CROWN BEARING UNIT OF ROLLING BODIES
DESCRIZIONE DESCRIPTION
La presente invenzione è relativa ad una unità cuscinetto a due corone di corpi volventi. The present invention relates to a double row rolling element bearing unit.
Le unità cuscinetto a due corone di corpi volventi presentano un asse di rotazione, e comprendono un anello esterno provvisto di una pista di scorrimento per ciascuna corona di corpi volventi, ed un anello interno composto di due semianelli disposti assialmente affiancati e dotati, ciascuno, di una rispettiva pista di scorrimento per una relativa corona di corpi volventi. Double-row rolling element bearing units have an axis of rotation, and comprise an outer ring provided with a sliding track for each ring of rolling elements, and an inner ring composed of two half rings arranged axially side by side and each equipped with a respective sliding track for a relative ring of rolling elements.
Le unità cuscinetto a due corone di corpi volventi del tipo sopra descritto sono vantaggiosamente utilizzate in differenti applicazioni quali il supporto di alberi rotanti, oppure i gruppi cuscinetto-mozzoruota, nel qual caso le unità cuscinetto vengono montate su di un mozzo per permettere la rotazione del mozzo rispetto ad un portamozzo esterno connesso ad un montante del veicolo. In questo tipo di applicazioni, le unità cuscinetto devono poter essere sottoposte ad un precarico assiale determinato per garantirne il corretto funzionamento e tale precarico viene di solito assicurato mediante un dado di serraggio. Double-row rolling element bearing units of the type described above are advantageously used in different applications such as supporting rotating shafts, or bearing-wheel hub assemblies, in which case the bearing units are mounted on a hub to allow rotation of the hub with respect to an external upright connected to a vehicle pillar. In this type of application, the bearing units must be able to be subjected to a determined axial preload to ensure correct operation and this preload is usually ensured by means of a tightening nut.
Nei gruppi cuscinetto-mozzoruota, il dado di serraggio viene avvitato ad una estremità del mozzo ed a ridosso di uno dei due semi-anelli, essendo l'altro semi-anello disposto in battuta contro un arresto assiale del mozzo. Nei montaggi su alberi rotanti, il precarico mediante dado di serraggio può essere effettuato come nel caso testé descritto del mozzo qualora fosse possibile montare l'unità cuscinetto in prossimità del dado di serraggio e di una estremità libera dell'albero rotante. Mentre, qualora si rendesse invece necessario il montaggio dell'unità cuscinetto in posizione remota dal relativo dado di serraggio, tra l'unità cuscinetto ed il dado di serraggio vengono montati sull'albero uno o più distanziali per trasmettere la spinta assiale di serraggio dal dado all'anello interno. In bearing-wheel hub assemblies, the tightening nut is screwed to one end of the hub and close to one of the two half-rings, the other half-ring being arranged against an axial stop of the hub. In mounting on rotating shafts, the preload by means of the clamping nut can be carried out as in the case described above for the hub if it is possible to mount the bearing unit near the clamping nut and a free end of the rotating shaft. Whereas, should it be necessary to mount the bearing unit in a remote position from the relative tightening nut, one or more spacers are mounted on the shaft between the bearing unit and the tightening nut to transmit the axial tightening thrust from the nut. to the inner ring.
In tale seconda ipotesi, il montaggio dell'unità cuscinetto può risultare di complessa realizzazione e, soprattutto, potrebbe non essere adatto ad una precisa trasmissione dell'applicazione del precarico sull'unità cuscinetto stessa. In this second hypothesis, the assembly of the bearing unit may be complex and, above all, it may not be suitable for a precise transmission of the application of the preload on the bearing unit itself.
Inoltre, sia nel caso dei gruppi cuscinettomozzoruota, che nel caso di alberi rotanti potrebbe essere necessaria la sostituzione di unità cuscinetto di primo montaggio con unità cuscinetto di ricambio, il diametro del cui anello interno potrebbe, però, non essere della misura idonea ad essere fermamente montato o sul mozzo, o sull'albero. In questi casi, quindi, si ricorre all'uso di boccole di spessore calibrato per ovviare alla differente dimensione tra il diametro interno nell'anello interno ed il diametro esterno del mozzo o dell'albero portando, anche in queste situazioni, a montaggi piuttosto complessi e, spesso, non saldi. Furthermore, both in the case of single-wheel bearing assemblies and in the case of rotating shafts, it may be necessary to replace the initial assembly bearing units with spare bearing units, the diameter of whose inner ring may, however, not be of the size suitable to be firmly mounted either on the hub, or on the shaft. In these cases, therefore, we resort to the use of bushings of calibrated thickness to obviate the different dimension between the internal diameter in the internal ring and the external diameter of the hub or shaft, leading, even in these situations, to rather complex assemblies. and, often, not balances.
Scopo della presente invenzione è quello di realizzare una unità cuscinetto a due corone di sfere, la quale possa essere utilizzata in differenti applicazioni senza necessità di impartire e calibrare un precarico assiale sull'unità cuscinetto stessa in fase di installazione, e possa, inoltre, essere fornita con un anello interno di dimensioni standard a prescindere dal diametro del corpo sul quale dovrà essere installata. The purpose of the present invention is to produce a double row ball bearing unit, which can be used in different applications without the need to impart and calibrate an axial preload on the bearing unit itself during installation, and can also be supplied with an inner ring of standard dimensions regardless of the diameter of the body on which it will be installed.
Secondo la presente invenzione viene realizzato una unità cuscinetto a due corone di corpi volventi avente le caratteristiche enunciate nelle rivendicazioni annesse. According to the present invention, a double-row rolling element bearing unit having the characteristics set out in the appended claims is provided.
L'invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui: The invention will now be described with reference to the attached drawings, which illustrate a non-limiting example of embodiment, in which:
- la figura 1 è una vista in sezione di una prima preferita forma di realizzazione di una unità cuscinetto a due corone di corpi volventi realizzata secondo la presente innovazione; e Figure 1 is a sectional view of a first preferred embodiment of a double-row rolling element bearing unit made according to the present invention; And
la figura 3 è una vista in sezione di un particolare di una seconda preferita forma di realizzazione della unità cuscinetto a due corone di corpi volventi della figura 1. Figure 3 is a sectional view of a detail of a second preferred embodiment of the double-row rolling element bearing unit of Figure 1.
Con riferimento alla figura 1, con 1 è indicato nel suo complesso una unità cuscinetto a due corone 2 di corpi volventi. With reference to Figure 1, 1 denotes as a whole a double-row bearing unit 2 of rolling bodies.
Qui e nel seguito della descrizione, si farà riferimento a titolo di esempio non limitativo ad una unità cuscinetto 1 a due corone 2 di sfere, potendosi comunque estendere tutto quanto verrà descritto anche alle unità cuscinetto provviste con due corone 2 di rulli, oppure provviste con una corona di rulli ed una corona di sfere. Here and in the following of the description, reference will be made by way of non-limiting example to a bearing unit 1 with two rows 2 of balls, it being possible however to extend everything described also to bearing units provided with two rows 2 of rollers, or provided with a crown of rollers and a crown of spheres.
L'unità 1 presenta un asse A di rotazione, e comprende un anello 3 esterno coassiale all'asse A e provvisto di una pista 4 di scorrimento per ciascuna corona 2 di sfere, ed un anello 5 interno, il quale è montato all'interno dell'anello 3 esterno ed è composto di due semianelli 51 e 52 identici disposti assialmente affiancati tra loro a ridosso l'uno dell'altro e dotati, ciascuno, di una rispettiva pista 6 di scorrimento per una relativa corona 2 di sfere. Unit 1 has a rotation axis A, and comprises an outer ring 3 coaxial to axis A and provided with a sliding track 4 for each crown 2 of balls, and an internal ring 5, which is mounted inside of the outer ring 3 and is composed of two identical half rings 51 and 52 arranged axially side by side close to each other and each equipped with a respective sliding track 6 for a relative crown 2 of balls.
Nell'esempio di attuazione illustrato nella figura 1, le piste 6 di scorrimento dei semianelli 51 e 52 sono disposte assialmente sfalsate rispetto alle relative piste 4 dell'anello 3 esterno, e sono anche disposte assialmente all'esterno delle piste 4 stesse in modo tale da configurare l'unità 1 come una unità cuscinetto obliqua con angoli di contatto preferibilmente, ma non necessariamente di ampiezza pari a 45° e con una capacità di sopportare carichi assiali elevati in entrambe le direzioni. In the embodiment illustrated in Figure 1, the sliding tracks 6 of the half rings 51 and 52 are arranged axially offset with respect to the relative tracks 4 of the outer ring 3, and are also arranged axially outside the tracks 4 themselves in such a way unit 1 to be configured as an oblique bearing unit with contact angles preferably, but not necessarily having an amplitude equal to 45 ° and with a capacity to withstand high axial loads in both directions.
L'unità 1 comprende, inoltre, una boccola 20, la quale è realizzata preferibilmente di materiale metallico, ed è montata attraverso entrambi i semianelli 51 e 52 per chiudere a pacco tra loro i semianelli 51 e 52 stessi forzandoli parimenti l'uno assialmente contro l'altro ed impartendo all'intera unità 1 un precarico di valore determinato. The unit 1 also comprises a bushing 20, which is preferably made of metallic material, and is mounted through both half-rings 51 and 52 to close together the half-rings 51 and 52 themselves, equally forcing them axially against each other. the other and imparting to the entire unit 1 a preload of a determined value.
La boccola 20 comprende un corpo 21 cilindro centrale delimitato all'esterno da una superficie 22 cilindrica presentante un diametro FI esterno di dimensioni pari alle dimensioni di un diametro F2 interno dell'anello 5 interno, e delimitato all'interno da una superficie 23 cilindrica coassiale alla superficie 22 ed all'asse A e presentante un rispettivo diametro F3 interno di dimensioni inferiori alle dimensioni del diametro FI. The bush 20 comprises a central cylinder body 21 delimited on the outside by a cylindrical surface 22 having an external diameter FI having dimensions equal to the dimensions of an internal diameter F2 of the internal ring 5, and delimited on the inside by a coaxial cylindrical surface 23 to the surface 22 and to the axis A and having a respective internal diameter F3 of smaller dimensions than the dimensions of the diameter F1.
La boccola 20 è provvista di due estremità 24 e 25 assialmente opposte e delimitanti assialmente il corpo 21 cilindrico, delle quali, nell'esempio qui descritto, l'estremità 24 è definita da una spalla 26 formata, ovvero da una flangia trasversale all'asse A e solidale al corpo 21, realizzata prima che la boccola 20 sia inserita all'interno dei due semianelli 51 e 52, mentre l'estremità 25 è definita da una spalla 27 da formare, ovvero da una spalla la cui realizzazione avviene solo dopo che il corpo 21 cilindrico è stato inserito all'interno dell'anello 5 interno e fino a portare la spalla 26 in battuta assiale contro il relativo semianello 51. The bush 20 is provided with two ends 24 and 25 axially opposite and axially delimiting the cylindrical body 21, of which, in the example described here, the end 24 is defined by a shoulder 26 formed, or by a flange transversal to the axis A and integral with the body 21, made before the bush 20 is inserted inside the two half-rings 51 and 52, while the end 25 is defined by a shoulder 27 to be formed, or by a shoulder whose realization takes place only after the cylindrical body 21 has been inserted inside the internal ring 5 and until the shoulder 26 reaches axial abutment against the relative half ring 51.
Secondo un esempio di attuazione dell'unità cuscinetto 1 illustrato con linea a puntini nella figura 1, entrambe le estremità 24 e 25 assialmente opposte possono essere definite da rispettive spalle 26' e 27 da formare, ovvero da spalle la cui realizzazione avviene solo dopo che il corpo 21 cilindrico è stato inserito all'interno dell'anello 5 interno. In questo caso, la formazione delle spalle 26' e 27 può avvenire in contemporanea, oppure le due spalle 26' e 27 possono essere formate in successione l'una all'altra. According to an example of embodiment of the bearing unit 1 illustrated with a dotted line in Figure 1, both axially opposite ends 24 and 25 can be defined by respective shoulders 26 'and 27 to be formed, or by shoulders whose realization takes place only after the cylindrical body 21 has been inserted inside the inner ring 5. In this case, the formation of the shoulders 26 'and 27 can take place simultaneously, or the two shoulders 26' and 27 can be formed in succession to each other.
La spalla 27 viene ottenuta per deformazione dell'estremità 25 a partire da una porzione anulare, indicata con 29 e tratteggiata nella figura 1, la quale è risvoltata a freddo, preferibilmente per rollatura, a ridosso del relativo semianello 52 impartendo all'unità cuscinetto 1 un precarico di valore determinato. The shoulder 27 is obtained by deformation of the end 25 starting from an annular portion, indicated with 29 and dashed in Figure 1, which is turned cold, preferably by rolling, close to the relative half-ring 52, imparting to the bearing unit 1 a preload of a certain value.
Parimenti, qualora anche l'altra spalla 26' fosse una spalla da formare, anche questa verrebbe ottenuta per deformazione della relativa estremità 24 a partire da una porzione anulare, indicata con 29' e tratteggiata nella figura 1, la quale è risvoltata a freddo, preferibilmente per rollatura, a ridosso del relativo semianello 51 impartendo all'unità cuscinetto 1 un precarico di valore determinato qualora l'altra spalla 27 fosse già formata oppure fosse in contemporanea formazione. Likewise, if the other shoulder 26 'were also a shoulder to be formed, this too would be obtained by deformation of the relative end 24 starting from an annular portion, indicated with 29' and dashed in Figure 1, which is cold-folded, preferably by rolling, close to the relative half-ring 51, imparting to the bearing unit 1 a preload of a determined value if the other shoulder 27 is already formed or is simultaneously forming.
Il corpo 21 cilindrico presenta, inoltre, una gola 30 anulare, la quale è ricavata nella superficie 22 sostanzialmente a partire da uno spigolo 31 interno del semianello 52, e definisce, nel corpo 21 cilindrico, una porzione 32 di piegatura presentante uno spessore radiale ridotto rispetto ad uno spessore radiale medio del corpo 21 cilindrico stesso allo scopo di facilitare la piegatura preferibilmente per rollatura della spalla 27 da formare. The cylindrical body 21 also has an annular groove 30, which is formed in the surface 22 substantially starting from an internal corner 31 of the half-ring 52, and defines, in the cylindrical body 21, a bending portion 32 having a reduced radial thickness with respect to an average radial thickness of the cylindrical body 21 itself in order to facilitate the folding, preferably by rolling, of the shoulder 27 to be formed.
Nel caso di due spalle da formare, il corpo 21 cilindrico presenta, per ciascuna spalla, una gola 30 anulare, la quale è ricavata nella superficie 22 sostanzialmente a partire da uno spigolo 31 interno del relativo semianello 51 e 52, e definisce, nel corpo 21 cilindrico, una rispettiva porzione 32 di piegatura presentante uno spessore radiale ridotto rispetto ad uno spessore radiale medio del corpo 21 cilindrico stesso allo scopo di facilitare la piegatura, preferibilmente per rollatura, della relativa spalla 26' e 27 da formare. In the case of two shoulders to be formed, the cylindrical body 21 has, for each shoulder, an annular groove 30, which is formed in the surface 22 substantially starting from an internal corner 31 of the relative half-ring 51 and 52, and defines, in the body 21 cylindrical, a respective folding portion 32 having a reduced radial thickness with respect to an average radial thickness of the cylindrical body 21 itself in order to facilitate the folding, preferably by rolling, of the relative shoulder 26 'and 27 to be formed.
L'unità cuscinetto 1 sopra descritta, oltre ad essere di semplice realizzazione, presenta innumerevoli vantaggi che la rendono non solo particolarmente versatile, ma anche di facile ed economica implementazione su molteplici applicazioni. Infatti, con l'unità cuscinetto 1 della presente invenzione, risulta possibile utilizzare sempre lo stesso tipo di anello 5 interno standard per qualsiasi applicazione potendosi ovviare ad eventuali differenze di diametro mediante la scelta dello spessore della boccola 20, ovvero realizzando un corpo 21 cilindrico con una differenza tra i valori dei diametri FI e F3 pari alla differenza tra il diametro F2 dell'anello 5 interno e di un diametro esterno del corpo sul quale l'unità cuscinetto 1 dovrà essere installata. The bearing unit 1 described above, in addition to being simple to manufacture, has innumerable advantages which make it not only particularly versatile, but also easy and economical to implement on multiple applications. In fact, with the bearing unit 1 of the present invention, it is possible to always use the same type of standard inner ring 5 for any application, being able to obviate any differences in diameter by choosing the thickness of the bushing 20, or by making a cylindrical body 21 with a difference between the values of the diameters FI and F3 equal to the difference between the diameter F2 of the inner ring 5 and an outer diameter of the body on which the bearing unit 1 is to be installed.
Inoltre, poiché con il processo di deformazione a freddo, preferibilmente per rollatura, della spalla 27, o delle spalle 26' e 27, è possibile impartire un precarico determinato all'unità cuscinetto 1 in sede di assemblaggio dell'unità cuscinetto 1 stessa, la successiva installazione di quest'ultima risulterà particolarmente rapida anche a prescindere dall'effettiva sua collocazione, ovvero a prescindere dalla sua prossimità o meno ad elementi assiali di bloccaggio. Elementi, inoltre, il cui montaggio non richiederà alcun ulteriore taratura avendo il solo ed unico scopo di fissare assialmente la posizione dell'unità cuscinetto 1. Furthermore, since with the cold deformation process, preferably by rolling, of the shoulder 27, or of the shoulders 26 'and 27, it is possible to impart a determined preload to the bearing unit 1 when assembling the bearing unit 1 itself, the subsequent installation of the latter will be particularly rapid even regardless of its actual location, or regardless of its proximity to axial locking elements or not. Furthermore, elements whose assembly will not require any further calibration since they have the sole and sole purpose of axially fixing the position of the bearing unit 1.
In altre parole, l'unità cuscinetto 1 sopra descritta porta dei vantaggi pratici ed economici non solo al costruttore, che potrà utilizzare anelli 5 interni, ovvero semianelli 51 e 52, di dimensioni standard giocando sullo spessore del corpo 21 cilindrico per adattare l'unità cuscinetto 1 ai differenti diametri esterni delle varie applicazioni, e, inoltre, utilizzando per la produzione della boccola 20 anche un materiale metallico meno pregiato rispetto al materiale metallico degli anelli 3 e 5, ma porta vantaggi pratici ed economici anche all'utilizzatore, il quale riceverà una unità cuscinetto 1 pronta da essere installata senza alcuna ulteriore necessaria regolazione e senza dover adottare particolari e, di norma, costosi accorgimenti durante l'installazione. In other words, the bearing unit 1 described above brings practical and economic advantages not only to the manufacturer, who will be able to use internal rings 5, or half rings 51 and 52, of standard dimensions by playing on the thickness of the cylindrical body 21 to adapt the unit bearing 1 to the different external diameters of the various applications, and, moreover, using for the production of the bushing 20 also a metal material less valuable than the metal material of the rings 3 and 5, but it also brings practical and economic advantages to the user, who it will receive a bearing unit 1 ready to be installed without any further necessary adjustment and without having to adopt particular and, as a rule, costly measures during installation.
Allo scopo di incrementare ulteriormente la flessibilità di utilizzo dell'unità cuscinetto 1 sopra descritta, questa, così come illustrato nella figura 2 ed in una sua preferita forma di attuazione alternativa alla forma di attuazione descritta precedentemente, ma configurabile così come la precdentene forma di attuazione, ovvero con una spalla 26 formata ed una spalla 27 da formare, oppure con due spalle 26' e 27 da formare, comprende uno spessore 70 assiale, il quale è definito da una rondella 70 anulare, ed è interposto tra il semianello 51 e la spalla 26 per incrementare una lunghezza assiale dell'unità 1 cuscinetto rispetto ad una lunghezza assiale dell'anello 5 interno. In questo caso, prima di inserire il corpo 21 all'interno dell'anello 5 interno, la rondella 70 viene montata sul corpo 21 fino ad essere portata in battuta assiale contro la spalla 26. La lunghezza complessiva del corpo 21 verrà selezionata in funzione e della larghezza assiale dell'anello 5 interno, e dello spessore assiale della rondella 70 in modo tale da lasciare sporgere oltre il semianello 52 una porzione 29 di lunghezza assiale sufficiente da poter essere risvoltata a freddo. In order to further increase the flexibility of use of the bearing unit 1 described above, this, as illustrated in Figure 2 and in a preferred alternative embodiment thereof to the previously described embodiment, but configurable as the previous embodiment , or with a shoulder 26 formed and a shoulder 27 to be formed, or with two shoulders 26 'and 27 to be formed, it comprises an axial thickness 70, which is defined by an annular washer 70, and is interposed between the half-ring 51 and the shoulder 26 to increase an axial length of the bearing unit 1 with respect to an axial length of the inner ring 5. In this case, before inserting the body 21 inside the inner ring 5, the washer 70 is mounted on the body 21 until it is brought in axial abutment against the shoulder 26. The overall length of the body 21 will be selected according to and of the axial width of the inner ring 5, and of the axial thickness of the washer 70 in such a way as to allow a portion 29 of sufficient axial length to protrude beyond the half ring 52 to be able to be turned over when cold.
Volendo incrementare ulteriormente la lunghezza assiale complessiva dell'unità 1 cuscinetto senza dover modificare la lunghezza assiale dell'anello 5 interno, è possibile utilizzare una seconda rondella 70 anche dal lato della spalla 27 da formare. L'utilizzo di una o due rondelle 70 può essere previsto anche nel caso in cui entrambe le spalle 26' e 27 siano spalle da formare. If it is desired to further increase the overall axial length of the bearing unit 1 without having to modify the axial length of the inner ring 5, it is possible to use a second washer 70 also on the side of the shoulder 27 to be formed. The use of one or two washers 70 can also be provided if both shoulders 26 'and 27 are shoulders to be formed.
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 cuscinetto a due corone di corpi volventi, che è invece suscettibile di ulteriori modifiche relative a forme e disposizioni di parti, dettagli costruttivi e di montaggio. It is understood that the invention is not limited to the embodiment described and illustrated here, which is to be considered as an example of embodiment of the double-row rolling element bearing unit, which is instead susceptible of further modifications relating to forms and arrangements of parts, construction and assembly details.
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