ITTO20120307A1 - Dispositivo anulare di tenuta - Google Patents

Description

DISPOSITIVO ANULARE DI TENUTA

DESCRIZIONE

La presente invenzione à ̈ relativa ad un dispositivo anulare di tenuta destinato ad essere interposto tra due elementi meccanici relativamente rotanti; in particolare, il dispositivo di tenuta dell’invenzione à ̈ concepito per l’utilizzo su un elettrodomestico, ed à ̈ destinato specificamente a venire inserito sull’albero di azionamento del tamburo di una lavatrice per fare tenuta tra due organi relativamente rotanti costituiti dall’albero stesso e dalla vasca di lavaggio, in cui in uso il tamburo ruota, al fine di trattenere, da una parte, un fluido di lavaggio nella vasca, onde evitare perdite e, dall’altra parte, proteggere un cuscinetto di supporto dell’albero di azionamento del tamburo da infiltrazioni di acqua, il tutto garantendo una ottima tenuta con minimi attriti e rumorosità.

Sono note da EP 1514966A1 numerose disposizioni di complessi di tenuta atti ad evitare perdite di acqua dalla vasca in corrispondenza della sede di passaggio per l’albero di azionamento del tamburo e per parimenti proteggere i cuscinetti di supporto di tale albero del tamburo; in tutte queste disposizioni, i complessi di tenuta utilizzati, presentanti uno o più labbri di tenuta, esercitano una tenuta esclusivamente radiale, direttamente sull’albero di azionamento del tamburo. In alcuni esempi di realizzazione, uno dei labbri di tenuta à ̈ caricato da una molla toroidale, che ha lo scopo di aumentare la pressione radiale esercitata dal labbro; in tutti i casi, il complesso di tenuta deve poi venire protetto almeno in parte dal contatto con il fluido di lavaggio, dalla parte rivolta verso la vasca, mediante uno schermo rigido in plastica, che però non coopera con alcuno dei labbri di tenuta.

I complessi di tenuta illustrati in EP 1514966A1, sommariamente descritti sopra, presentano tuttavia numerosi inconvenienti, in particolare nelle disposizioni illustrate. In primo luogo essi presentano attriti elevati, connessi con le relativamente elevate pressioni di contatto esercitate dai labbri di tenuta, in particolare nel caso siano caricati da molle. Questo si traduce in elevati consumi energetici dell’elettrodomestico e, soprattutto, in una precoce usura dei labbri di tenuta. In secondo luogo, durante l’inserimento dell’albero di azionamento del tamburo entro il vano definito dai labbri anulari di tenuta si può verificare l’asportazione di parte del grasso di lubrificazione predisposto in prossimità del labbro di tenuta acqua, che à ̈ rivolto in uso verso la sede di tenuta. Questo riduce ulteriormente la vita utile dei labbri di tenuta ed aumenta gli attriti. Infine, l’ingombro del complesso di tenuta e del relativo schermo di protezione à ̈ relativamente elevato.

Scopo della presente invenzione à ̈ quello di fornire un dispositivo anulare di tenuta specificamente studiato per l’utilizzo su elettrodomestici, e quindi caratterizzato da soluzioni costruttive di costo contenuto, che sia privo degli inconvenienti descritti e in particolare in grado di assicurare una ottima tenuta verso il fluido di lavaggio presente nella vasca di una lavatrice accompagnata da attriti ridotti e, dunque, da un basso consumo energetico, da bassa o assente rumorosità, da ingombri contenuti e che assicuri una ottimale lubrificazione del labbro di tenuta disposto in uso verso il fluido di lavaggio.

In base all’invenzione viene dunque fornito un dispositivo di tenuta, in particolare inseribile tra due organi in rotazione relativa tra i quali à ̈ presente un fluido di lavaggio, come definito nella rivendicazione 1.

Caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno chiari dalla descrizione che segue di un suo esempio non limitativo di attuazione, effettuata con riferimento alle figure dei disegni annessi, nelle quali:

- la figura 1 illustra una vista ortogonale in elevazione, sezionata secondo un piano radiale, di un dispositivo di tenuta realizzato secondo il trovato prima della inserzione in posizione di lavoro, tra due organi relativamente rotanti, illustrati solo in modo schematico, per maggior semplicità; e

- la figura 2 illustra schematicamente il funzionamento in fase di montaggio del dispositivo di tenuta di figura 1.

Con riferimento alle figure 1 e 2, à ̈ indicato con 1 un dispositivo di tenuta particolarmente adatto a venire interposto tra un primo elemento meccanico 2 ed un secondo elemento meccanico 3, in particolare appartenenti ad un elettrodomestico (una lavabiancheria nota e non illustrata per semplicità) e tra i quali à ̈ in uso presente un fluido di lavaggio 4 (figura 2), preferibilmente ma non esclusivamente definiti da un albero 3 rotante per un cestello (non illustrato) della lavabiancheria e da una vasca 2 entro la quale ruota in uso il citato cestello; l’albero 3 à ̈ supportato a sbalzo, in modo noto, da almeno un cuscinetto di rotolamento protetto dal fluido di lavaggio 4 (acqua) dal dispositivo di tenuta 1.

Il dispositivo 1 di tenuta comprende uno schermo anulare 5, rigido, atto a venire vincolato solidale, in uso, all’elemento meccanico 2, in uso stazionario, ed un elemento anulare 6 di tenuta realizzato in un materiale elastomero e portato integrale dallo schermo 5.

L’elemento di tenuta 6 comprende un primo labbro 7 anulare elasticamente deformabile che, in sezione radiale, si estende obliquamente a sbalzo dallo schermo 5, radialmente verso l’interno dello schermo 5 ed assialmente dalla parte di una prima faccia 8 dello schermo 5. L’elemento di tenuta 6 comprende inoltre un secondo labbro anulare 9 elasticamente deformabile che, in sezione radiale, si estende obliquamente a sbalzo dallo schermo 5, radialmente verso l’interno dello schermo 5 ed assialmente dalla parte di una seconda faccia 10 dello schermo, opposta alla prima faccia 8.

Secondo un aspetto del trovato, l’elemento di tenuta 6 comprende anche un terzo labbro anulare 11 elasticamente deformabile che, in sezione radiale, si estende obliquamente a sbalzo dallo schermo 5 e radialmente verso l’interno dello schermo 5 e che à ̈ disposto, secondo una direzione assiale, ovvero secondo una direzione parallela ad una asse A di simmetria dello schermo anulare 5, tra il primo labbro 7 ed il secondo labbro 9.

Il labbro 11 si estende assialmente dalla medesima parte del primo labbro 7 (cioà ̈ dalla parte della faccia 8) ed à ̈ orientato e dimensionato in modo da rimanere sempre assialmente discosto dal labbro 7, sia in condizioni indeformate (figura 1) che, in uso, in condizioni deformate (figura 2); tra i labbri 7 ed 11 risulta pertanto definita una camera anulare 12 riempita in uso (figura 1) di un grasso lubrificante 13.

Inoltre, il labbro 11 forma di pezzo con il labbro 9 una struttura a bilanciere sagomata a V in sezione radiale: infatti i labbri 9 e 11 si estendono obliquamente a sbalzo in direzioni opposte da una comune porzione anulare di radice 14 dell’elemento anulare elastomerico 6 formando tra loro, in sezione radiale, appunto una V avente vertice disposto in corrispondenza della porzione di radice 14 e rivolto radialmente verso l’esterno.

La porzione anulare di radice 14, in particolare, si estende radialmente di sbalzo da un bordo 15 radialmente interno dello schermo 5, radialmente sull’interno dello schermo 5 e, in uso, verso l’elemento meccanico 3, e presenta sostanzialmente in mezzeria e misurata in una direzione assiale, una porzione 16 ristretta, in modo da definire una cerniera elastica C comune per il secondo labbro 9 ed il terzo labbro 11, la quale cerniera elastica C collega radialmente i labbri 9 e 12, in modo basculante a bilanciere, con il bordo 15.

Secondo il trovato, in combinazione con le caratteristiche strutturali ora descritte, i labbri 7, 9 ed 11 sono delimitati radialmente sull’interno da rispettivi bordi, rispettivamente indicati con 17, 18 e 19 che, a labbri 7, 9 , 11 in condizioni indeformate, hanno forma sostanzialmente circolare e che presentano diametri D scelti in modo che i bordi 17 e 18 abbiamo rispettivi diametri D3 e D2 minori (cioà ̈ più piccoli) del diametro D1 del bordo 19 del terzo labbro 11.

In particolare, il diametro D1 à ̈ scelto in modo da essere più grande del diametro dell’elemento meccanico (albero rotante) 3, mentre i diametri D3 e D2 sono scelti in modo che i labbri 7 e 9 interferiscono in uso, direttamente o indirettamente, con l’albero 3. Più specificamente, i labbri 7, 9 e 11 sono destinati in uso (figura 2) a cooperare direttamente a strisciamento su una superficie esterna 20 dell’albero 3, oppure, secondo una possibile variante non illustrata per semplicità, possono cooperare in uso solo indirettamente con l’albero 3, ad esempio per l’interposizione tra schermo 5 ed elemento 3 di un secondo schermo (non illustrato) solidale all’elemento 3 e destinato a ricevere in appoggio strusciante i labbri 7, 9 e 11.

Il labbro 7 à ̈ il labbro principale di tenuta e si estende assialmente in un verso opposto ad un verso di una direzione di inserzione V (figura 2), in uso, del secondo elemento meccanico 3 entro un vano assiale passante 21 (figura 1) del dispositivo di tenuta 1, vano 21 delimitato radialmente sull’esterno dai labbri anulari 7, 9 ed 11 e coassiale con l’asse A. In particolare, il primo labbro 7 à ̈ quello in uso rivolto verso il fluido di lavaggio 4 presente tra gli elementi meccanici 2 e 3.

Il diametro dei bordi 18 e 19 dei labbri 9 e 11 ed una lunghezza di estensione assiale dei labbri 9 ed 11 sono scelti in combinazione tra loro in modo che, in uso, il secondo labbro 9 va sempre ad interferire, direttamente o indirettamente (“indirettamente†secondo il significato chiarito sopra a proposito della citata possibile variante non illustrata), con il secondo elemento meccanico 3 per produrre una rotazione a bilanciere della struttura a V definita dai labbri 9 e 11 ricavati integrali di pezzo con, ed a sbalzo da, la porzione di radice 14 intorno alla comune cerniera elastica C, secondo le frecce illustrate in figura 2, in conseguenza di una inserzione in direzione assiale (secondo la direzione di verso V) del secondo elemento meccanico 3 nel vano assiale 21 delimitato dai labbri anulari 7, 9 e 11.

In particolare, una rotazione a bilanciere del secondo e terzo labbro 9 ed 11 intorno alla comune cerniera elastica C definita dalla porzione ristretta 16 della porzione di radice comune 14, viene effettuata, per via della descritta differenza tra i diametri D2 e D1, in direzione tale da allontanare il bordo 19 del terzo labbro 11 dal labbro 7, come illustrato dalla freccia curva di sinistra in figura 2, e produce uno spostamento radiale del bordo 19 verso l’asse di simmetria A, coincidente in uso con un asse di rotazione relativa del primo e secondo elemento meccanico 2 e 3.

Tale rotazione porta, in uso, il bordo 19 del labbro 11 ad interferire, direttamente o indirettamente (intendendo con “indirettamente†quanto prima specificato a proposito della citata possibile variante non illustrata), con il secondo elemento meccanico 3.

Il labbro 19, inoltre, à ̈ orientato in modo che si aggetta assialmente nella camera anulare 12 definita tra di esso ed il labbro 7, in modo da essere atto a trattenere entro la camera 12, in uso, in una direzione radiale, il grasso lubrificante 13, che così, non può “cadere†fuori dalla camera 12.

Lo schermo anulare 5 comprende una porzione a flangia 22 definente con proprie rispettive opposte superfici assiali la prima e la seconda faccia 8 e 10 dello schermo 5; lo schermo 5 comprende inoltre una prima porzione a manicotto 23, radialmente interna, che definisce il bordo radialmente interno 15 e che si estende assialmente a sbalzo dalla porzione a flangia 22, da banda opposta alla prima faccia 8 ed alla direzione di estensione assiale del primo labbro 7, per una lunghezza assiale prefissata.

La porzione anulare di radice 14 del secondo e terzo labbro 9 ed 11 si estende radialmente di sbalzo da una prima estremità 24 della porzione a manicotto 23, opposta alla porzione a flangia 22 e definente l’estremità libera della porzione a manicotto 23; il primo labbro 7 si estende, viceversa, radialmente di sbalzo da una seconda estremità 25 della porzione a manicotto 23; l’estremità 25 à ̈ opposta alla estremità 24 ed à ̈ immediatamente adiacente alla porzione a flangia 22.

Lo schermo anulare 5 comprende inoltre una seconda porzione a manicotto 26, radialmente esterna, che si estende assialmente a sbalzo dalla porzione a flangia 22, da banda opposta alla faccia 8 ed alla direzione di estensione assiale del labbro 7 ed atta, in uso, ad accoppiare angolarmente solidale con il primo elemento meccanico 2 in modo sostanzialmente noto.

In particolare, la porzione a manicotto 26 à ̈ almeno parzialmente annegata nell’elemento anulare 6 di tenuta, che si estende sopra la prima faccia 8 a partire da una porzione di radice 27 del labbro 7 e, sempre a partire dalla porzione di radice 7, sopra la porzione a manicotto 23, radialmente sull’interno e fino in corrispondenza della porzione di radice comune 14 dei labbri 9 ed 11.

Allo scopo di contenere gli ingombri assiali, la porzione a flangia 22 dello schermo anulare 5 à ̈ provvista in sezione radiale e radialmente verso l’interno, di un piego assiale 28 diretto da banda opposta alla direzione di estensione assiale del labbro 25 in modo da definire dalla parte della faccia 8, sullo schermo anulare 5, un bassofondo anulare 29 nel quale si aggetta il labbro 7.

In questo modo,pur contenendo gli ingombri assiali totali del dispositivo di tenuta 1, si ottiene in uso una tenuta strisciante sull’albero 3 realizzata da tutti e tre i labbri 7, 9 ed 11 su un tratto di lunghezza assiale quasi pari all’ingombro assiale totale del dispositivo 1. Il grasso 13 à ̈ agevolmente trattenuto nella camera 12 ma, soprattutto, non può venire spinto via, tutto o in parte, come invece accade nei complessi di tenuta noti, quando si inserisce l’albero o elemento 3 entro il vano passante 21, proprio grazie al fatto che labbri 7 ed 11 si estendono assialmente dalla medesima parte e sono, di fatto, sostanzialmente paralleli o quasi.

Tale azione di trattenimento del grasso 13 à ̈ resa ancora più efficace dal fatto che il labbro 11 forma un unico elemento operativo a bilanciere, sagomato a V, con il labbro 9, che ruota intorno alla cerniera C e dalle dimensioni relative dei labbri 9 ed 11. L’interferenza tra labbro 9 ed elemento 3 causa infatti, in fase di montaggio l, la rotazione in direzioni opposte del labbro 9, che si allontana dall’asse A, e del labbro 11, che si avvicina invece all’asse A andando ad interferire con l’elemento 3 mentre, nella prima fase di montaggio, quando il labbro 9 non ha ancora “toccato†l’elemento 3, tra labbro 11 ed elemento 3 esiste un gioco radiale prefissato.

Questa “rotazione†permette, da una parte di evitare più efficacemente la rimozione del grasso 13 e, soprattutto, permette di rendere il labbro 11 operativo a tenuta di fluido verso il liquido di lavaggio 4, grazie al fatto che i labbri 7 ed 11 sono orientati dalla medesima parte. L’azione di tenuta dinamica verso il liquido 4 pertanto raddoppia e si assicura nel contempo una lubrificazione corretta del bordo 17 del labbro 7, che ne allunga la vita operativa. L’interferenza del labbro 9 viene inoltre ridotta, riducendo pertanto gli attriti.

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2012P00042-IT DOTT. MAG. ING. LUCA TEDESCHINI (939B)

Claims (11)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo anulare di tenuta (1) per l’inserzione tra un primo (2) ed un secondo (3) elemento meccanico in rotazione relativa, in particolare appartenenti ad un elettrodomestico e tra i quali à ̈ in uso presente un fluido di lavaggio (4), il dispositivo comprendendo uno schermo anulare (5), rigido, atto a venire vincolato solidale, in uso, al primo elemento meccanico (2), ed un elemento anulare (6) di tenuta realizzato in un materiale elastomero e portato integrale dallo schermo (5), comprendente: un primo labbro anulare (7) elasticamente deformabile che, in sezione radiale, si estende obliquamente a sbalzo dallo schermo, radialmente verso l’interno dello schermo ed assialmente dalla parte di una prima faccia (8) dello schermo; un secondo labbro anulare (9) elasticamente deformabile che, in sezione radiale, si estende obliquamente a sbalzo dallo schermo, radialmente verso l’interno dello schermo ed assialmente dalla parte di una seconda faccia (10) dello schermo, opposta alla prima faccia (8); ed un terzo labbro anulare (11) elasticamente deformabile che, in sezione radiale, si estende obliquamente a sbalzo dallo schermo (5) e radialmente verso l’interno dello schermo e che à ̈ disposto, secondo una direzione assiale, tra il primo (7) ed il secondo (9) labbro; caratterizzato dal fatto che, in combinazione: i- il terzo labbro (11) si estende assialmente dalla medesima parte del primo labbro (7) ed in modo da rimanere sempre assialmente discosto dal primo labbro (7) e definire tra il primo e terzo labbro una camera anulare (12) riempita in uso di grasso lubrificante (13); ii- il secondo ed il terzo labbro (9,11) si estendono a sbalzo da una comune porzione anulare di radice (14) dell’elemento anulare elastomerico formando tra loro, in sezione radiale, una V avente vertice disposto in corrispondenza della porzione di radice (14) e rivolto radialmente verso l’esterno; iii- la porzione anulare di radice (14) si estende radialmente di sbalzo da un bordo radialmente interno (15) dello schermo, radialmente sull’interno dello schermo (5) e, in uso, verso il secondo elemento meccanico (3), e presenta sostanzialmente in mezzeria e misurata in una direzione assiale, una porzione (16) ristretta, in modo da definire una cerniera elastica (C) comune per il secondo e terzo labbro (9,11), la quale cerniera elastica collega radialmente il secondo e terzo labbro (9,11) con il bordo (15) dello schermo; iv- il primo, secondo e terzo labbro (7,9,11) sono delimitati radialmente sull’interno da rispettivi bordi (17,18,19) che, a labbri (7,9,11) indeformati hanno forma sostanzialmente circolare; e v- i bordi (17,18) del primo (7) e secondo (9) labbro presentano un diametro (D3,D2) minore del diametro (D1) del bordo (19) del terzo labbro (11).
2. 2. Dispositivo di tenuta secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il primo labbro (7) si estende assialmente in un verso opposto ad un verso di una direzione di inserzione (V), in uso, del secondo elemento meccanico (3) entro un vano assiale (21) passante del dispositivo di tenuta delimitato dai labbri anulari (7,9,11).
3. 3. Dispositivo di tenuta secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto il diametro dei bordi (18,19) del secondo e terzo labbro (9,11) ed una lunghezza di estensione assiale del secondo e terzo labbro (9,11) sono scelti in modo che, in uso, il secondo labbro (9) va sempre ad interferire, direttamente o indirettamente, con il secondo elemento meccanico (3) per produrre una rotazione a bilanciere della V definita dal secondo e terzo labbro intorno alla comune cerniera elastica (C) in conseguenza di una inserzione in direzione assiale (V) del secondo elemento meccanico (3) nel vano assiale (21) delimitato dai labbri anulari.
4. 4. Dispositivo di tenuta secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che una rotazione a bilanciere del secondo e terzo labbro (9,11) intorno alla comune cerniera elastica (C) in direzione tale da allontanare il bordo (19) del terzo labbro (11) dal primo labbro (7) produce uno spostamento radiale del bordo del terzo labbro (11) verso un asse di simmetria (A) dello schermo anulare coincidente in uso con un asse di rotazione relativa del primo e secondo elemento meccanico (2,3) e tale, in uso, da portare il bordo (19) del terzo labbro (11) ad interferire, direttamente o indirettamente, con il secondo elemento meccanico (3).
5. 5. Dispositivo di tenuta secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il primo labbro (7) Ã ̈ in uso rivolto verso un fluido di lavaggio (4) presente tra il primo e secondo elemento meccanico (2,3).
6. 6. Dispositivo di tenuta secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che lo schermo anulare (5) comprende una porzione a flangia (22) definente con proprie rispettive opposte superfici assiali la prima e la seconda faccia (8,10) dello schermo, ed una prima porzione a manicotto (23), radialmente interna, che definisce il bordo radialmente interno (15) dello schermo e che si estende assialmente a sbalzo dalla porzione a flangia (22), da banda opposta alla prima faccia (8) ed alla direzione di estensione assiale del primo labbro (7), per una lunghezza assiale prefissata; la porzione anulare di radice (14) del secondo e terzo labbro estendendosi radialmente di sbalzo da una prima estremità (24) della prima porzione a manicotto (23), opposta alla porzione a flangia (22) e definente l’estremità libera della porzione a manicotto; ed il primo labbro (7) estendendosi radialmente di sbalzo da una seconda estremità (25) della prima porzione a manicotto (23), opposta alla prima estremità ed immediatamente adiacente alla porzione a flangia (22).
7. 7. Dispositivo di tenuta secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che lo schermo anulare (5) comprende una seconda porzione a manicotto (26), radialmente esterna, che si estende assialmente a sbalzo dalla porzione a flangia (22), da banda opposta alla prima faccia (8) ed alla direzione di estensione assiale del primo labbro (7), atta in uso ad accoppiare angolarmente solidale con il primo elemento meccanico (2).
8. 8. Dispositivo di tenuta secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che la seconda porzione a manicotto à ̈ almeno parzialmente annegata nell’elemento anulare di tenuta.
9. 9. Dispositivo di tenuta secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che l’elemento anulare di tenuta (6) si estende sopra la prima faccia (8) dello schermo (5) a partire da una porzione di radice (27) del primo labbro (7) e, sempre a partire dalla porzione di radice del primo labbro, sopra la prima porzione a manicotto (23) dello schermo, radialmente sull’interno e fino in corrispondenza della porzione di radice comune (14) del secondo e terzo labbro (9,11).
10. 10. Dispositivo di tenuta secondo una delle rivendicazioni da 6 a 9, caratterizzato dal fatto che la porzione a flangia (22) dello schermo anulare à ̈ provvista in sezione radiale, radialmente verso l’interno, di un piego assiale (28) diretto da banda opposta alla direzione di estensione assiale del primo labbro in modo da definire dalla parte della prima faccia (8) un bassofondo anulare (29) nel quale si aggetta il primo labbro (7).
11. 11. Dispositivo di tenuta secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il terzo labbro (11) si aggetta assialmente nella camera anulare (12) definita tra il primo ed il terzo labbro, in modo da essere atto a trattenere entro di essa, in uso, in direzione radiale, grasso lubrificante (13).