ITTO20120309A1 - Gruppo cuscinetto-mozzo schermato per la ruota di un veicolo a motore - Google Patents

Description

GRUPPO CUSCINETTO-MOZZO SCHERMATO PER LA RUOTA DI

UN VEICOLO A MOTORE

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un gruppo cuscinetto-mozzo schermato per la ruota di un veicolo a motore. L’invenzione à ̈ destinata a trovare particolare applicazione su veicoli a motore nei quali il mozzo à ̈ assoggettato a condizioni particolarmente gravose per ciò che riguarda la presenza di acqua, fango e detriti, con i quali il mozzo può pervenire a contatto.

Da US 2011/0221142 A1 Ã ̈ noto un gruppo cuscinetto-mozzo del tipo definito nel preambolo della rivendicazione 1, il quale presenta un asse di rotazione e comprende:

- un mozzo flangiato girevole attorno all’asse di rotazione, il mozzo avendo una flangia solidale e trasversale all’asse di rotazione, la flangia presentando una pluralità di fori assiali angolarmente distanziati per una corrispondente pluralità di bulloni atti a fissare un rotore di freno a disco ed una ruota del veicolo al mozzo flangiato,

- un anello di cuscinetto stazionario disposto radialmente all’esterno del mozzo flangiato, l’anello formando una porzione tubolare sporgente la quale si estende in direzione assialmente esterna e presenta una superficie radialmente esterna di forma cilindrica assiale;

- un rotore di freno a disco fissato alla flangia del mozzo, il rotore presentando una superficie rivolta verso detta superficie cilindrica dell’anello;

- almeno un dispositivo di tenuta a contatto strisciante montato tra la porzione tubolare sporgente l’anello esterno ed il mozzo flangiato.

Uno scopo principale dell’invenzione à ̈ di realizzare un grado di protezione maggiore per i gruppi del tipo suddetto, in particolare per prolungarne la vita utile, impendendo che gli agenti contaminanti (acqua, fango, detriti) possano penetrare nelle parti interne del cuscinetto e ridurre l’efficienza degli elementi di rotolamento e delle piste di rotolamento.

Un altro scopo dell’invenzione à ̈ di consentire l’evacuazione rapida dell’acqua e di eventuali altre sostanze liquide eventualmente penetrate nella camera anulare definita tra l’anello esterno del cuscinetto, il disco freno e la flangia del mozzo alla quale viene fissata la ruota del veicolo.

Un ulteriore scopo dell’invenzione à ̈ di realizzare uno schermo di tenuta di semplice costruzione, che permetta di conseguire gli scopi suddetti in modo efficace ed economico.

Questi ed altri scopi e vantaggi sono raggiunti, secondo l’invenzione, da un gruppo schermato avente le caratteristiche indicate nella rivendicazione 1. Forme di attuazione preferite dell’invenzione sono definite nelle rivendicazioni dipendenti.

In sintesi, si propone un gruppo cuscinetto-mozzo per la ruota di un veicolo a motore, dove il gruppo à ̈ caratterizzato dal fatto che comprende, oltre al dispositivo di tenuta suddetto, uno schermo di tenuta discoidale il quale presenta una porzione di montaggio radialmente interna di forma cilindrica, montata ad interferenza radiale su una superficie cilindrica dell’anello esterno del cuscinetto, una parete che si estende in modo sostanzialmente radiale, obliquo o trasversale rispetto all’asse di rotazione da un’estremità assialmente interna della porzione di montaggio, ed un bordo di tenuta perimetrale, radialmente esterno, che esercita una tenuta a labirinto con la suddetta superficie affacciata del rotore freno.

Lo schermo realizza uno sbarramento aggiuntivo, disposto a monte del dispositivo di tenuta standard, normalmente previsto tra l’anello esterno stazionario del cuscinetto e il mozzo interno rotante. Grazie a tale schermo si ottiene una protezione supplementare, che impedisce ai detriti più grossolani di pervenire a contatto con il dispositivo di tenuta e danneggiarlo.

Verranno ora descritte due forme di realizzazione preferenziali dell’invenzione, fornite a titolo esemplificativo e facendo riferimento ai disegni allegati, in cui:

- la figura 1 à ̈ una vista parziale, in sezione assiale, di un gruppo schermato secondo una prima forma di realizzazione dell’invenzione;

- la figura 2 Ã ̈ una vista fontale di uno schermo anulare compreso nel gruppo della figura 1;

-la figura 3 Ã ̈ una vista in sezione assiale dello schermo della figura 2 secondo la liea di sezione III-III; e

- la figura 4 à ̈ una vista frammentaria in sezione assiale di una seconda forma di realizzazione di un gruppo schermato secondo l’invenzione.

Facendo inizialmente riferimento alla figura 1, un gruppo assemblato secondo una prima forma di realizzazione dell’invenzione à ̈ indicato complessivamente con 10. Il gruppo 10 comprende un’unità cuscinettomozzo 11, un rotore freno a disco 40 e uno schermo anulare di tenuta o flinger 50.

L’unità cuscinetto-mozzo 11 serve per montare girevolmente una ruota (non illustrata) ad un montante M della sospensione di un veicolo, attorno ad un asse centrale di rotazione x. In tutta la presente descrizione e nelle rivendicazioni annesse, termini ed espressioni che indicano posizioni e direzioni quali “radiale†e “assiale†sono da intendersi riferite all’asse di rotazione x del gruppo. Espressioni quali “assialmente interno†e “assialmente esterno†sono, invece, riferite alla condizione montata sul veicolo.

Il gruppo cuscinetto-mozzo 10 include un mozzo flangiato 12 girevole attorno all’asse x, una flangia 13 solidale al mozzo flangiato 12 e trasversale all’asse x, un anello stazionario 14 disposto radialmente esterno al mozzo flangiato 12, e due corone 15, 16 di elementi di rotolamento disposte tra l’anello stazionario esterno e il mozzo flangiato. In questo esempio, gli elementi di rotolamento delle due corone 15, 16 sono sfere, disposte tra l’anello stazionario 14 e il mozzo flangiato 12 secondo la configurazione di un cuscinetto a doppia corona di sfere a contatto angolare. Le corone 15, 16 presentano, nell’esempio della figura 1, rispettive circonferenze primitive con rispettivi diametri di dimensioni diverse. L’invenzione non à ̈ da considerarsi limitata a tale configurazione, e potrà in particolare essere implementata anche in gruppi cuscinetto-mozzo aventi elementi di rotolamento di forma diversa, ad esempio rulli conici, oppure aventi corone di elementi volventi con circonferenze primitive di diametro uguale.

Il mozzo 12 forma una flangia 17 che si estende radialmente verso l’esterno e presenta una superficie radiale piana 18, dal lato assialmente esterno, che definisce una superficie radiale di riferimento piatta e precisa, contro la quale vengono appoggiati il disco freno 40 e la ruota (non illustrata). Nella flangia 17 sono formati fori passanti 19 attraverso i quali vengono introdotti bulloni 20 aventi una testa 21 che rimane appoggiata contro la superficie radiale assialmente interna 22 della flangia 17. I gambi 23 dei bulloni attraversano una flangia di montaggio radialmente interna 41 facente parte del rotore disco freno 40.

L’anello esterno 14 dell’unità cuscinetto presenta, in modo di per sé noto, una flangia radialmente esterna 24 per il fissaggio al montante M della sospensione del veicolo per mezzo di ulteriori bulloni di fissaggio B. Due dispositivi di tenuta 25, 26 a contatto strisciante, con rispettivi labbri di tenuta a strisciamento, sono previsti alle estremità assiali opposte dell’anello esterno 14: un primo dispositivo di tenuta 26 dal lato “outboard†tra l’anello esterno 14 ed il mozzo 12, e un secondo dispositivo di tenuta 25 dal lato “inboard†, tra l’anello esterno 14 ed un inserto anulare 25 che à ̈ infilato su una porzione tubolare 28 del mozzo 12 e forma integralmente una pista di rotolamento, radialmente interna, per la corona 15 di elementi di rotolamento disposta dal lato assialmente esterno (o lato “outboard†).

Il rotore disco freno 40 presenta, in modo di per sé noto, una porzione frenante 42 avente superfici frenanti opposte 44, 45, orientate in piani paralleli e trasversali all’asse x, ed una porzione intermedia di collegamento 43 che unisce la flangia di montaggio 41 alla porzione frenante 42. La porzione di collegamento 43 presenta una superficie 46 rivolta verso l’anello esterno 14, in questo esempio una superficie raccordata in modo curvo.

L’anello esterno 14 forma, in modo di per sé noto, una porzione tubolare sporgente 29 (nota nel settore con il termine anglosassone “spigot†), la quale si estende in direzione assialmente esterna e presenta una superficie 30 radialmente esterna di forma cilindrica assiale.

Lo schermo 50 si presenta, nel suo insieme, come un corpo di forma sostanzialmente anulare, preferibilmente di acciaio inossidabile o qualsiasi altro materiale metallico e non, resistente all’azione corrosiva dell’ambiente esterno, che forma una porzione di montaggio radialmente interna 51 di forma cilindrica, montata ad interferenza radiale sulla superficie cilindrica assialmente esterna 30 della porzione tubolare o “spigot†29 dell’anello esterno 14. Lo schermo 50 presenta, inoltre, una parete sagomata 52, estesa in modo sostanzialmente radiale, obliquo o trasversale rispetto all’asse x a partire da un’estremità assialmente interna 53 della porzione di montaggio 51.

La parete sagomata 52 si estende radialmente o obliquamente verso l’esterno in direzione del rotore disco freno 40, mantenendo una distanza assiale dalla flangia 17 del mozzo tale da non interferire con le teste 21 dei bulloni 20 quando il mozzo à ̈ in rotazione attorno all’asse x.

Lo schermo 50 comprende una parete cilindrica 56 solidale alla parete sagomata 52 e coassialmente esterna rispetto alla porzione di montaggio 51. In questo esempio, la parete cilindrica 56 ha una lunghezza assiale maggiore della lunghezza assiale della porzione di montaggio 51. Lo schermo 50 comprende un bordo di tenuta periferico 54, radialmente esterno, che à ̈ risvoltato dalla parete cilindrica 56 e si estende da questa fino in prossimità del rotore disco freno 40, nel presente esempio in prossimità della superficie 46 di quest’ultimo. Il bordo 54 svolge così una tenuta a labirinto con il disco freno. La superficie 46 à ̈, vantaggiosamente, la parte del rotore disco freno 40 più vicina all’anello esterno 14 del cuscinetto, così da ridurre al minimo e ottimizzare le dimensioni dello schermo 50. Il bordo esterno 54 dello schermo termina a circa 0.1 fino 5 mm dalla superficie 46 del disco freno, in modo tale da impedire l’ingresso di contaminanti grossolani, oltre che di spruzzi di acqua o fango, nella camera anulare 33 delimitata dalle due flange affacciate 24 e 17 degli anelli dell’unità cuscinetto, dal disco freno 40, e dal dispositivo di tenuta 26. La lunghezza assiale della parete cilindrica 56 viene scelta in modo tale da portare l’estremità libera del bordo 54 ad una distanza appropriata dalla superficie 46 del rotore 40 affinché lo schermo svolga un’efficace tenuta a labirinto.

Preferibilmente, lo schermo 50 presenta un’apertura di drenaggio 55 (figura 2) che, nella condizione montata dello schermo, à ̈ collocata nel punto più basso possibile così da consentire l’evacuazione completa dei contaminanti eventualmente penetrati all’interno della zona protetta dallo schermo 50. L’apertura di drenaggio 55 ha una duplice funzione: consentire l’evacuazione di eventuali contaminanti, ed in aggiunta consentire la rimozione dei bulloni 20, facendoli passare attraverso la stessa apertura 55.

Nella forma di realizzazione alternativa illustrata nella figura 4, lo schermo anulare, indicato con 50’ presenta una forma complessiva sostanzialmente a Z, che differisce da quella dell’esempio illustrato nelle figure 1-3 per la configurazione della sua parte radialmente esterna, e del bordo periferico esterno 54.

Nell’esempio della figura 4, lo schermo 50’ presenta le seguenti porzioni:

- una porzione di montaggio radialmente interna 51’ di forma cilindrica, montata ad interferenza radiale sulla superficie cilindrica assialmente esterna 30 della porzione tubolare o “spigot†29 dell’anello esterno 14;

- una parete sagomata 52’ con un tratto 52a radiale e un tratto 52b conico;

- un bordo di tenuta 54’ ripiegato in modo tale da formare una porzione periferica radialmente esterna, sostanzialmente cilindrica, che si estende in direzione assialmente interna.

Si apprezzerà che lo schermo 50, 50’ realizza un grado di protezione supplementare, che impedisce ai detriti più grossolani di pervenire a contatto con il dispositivo di tenuta 26. La tenuta a labirinto previene anche l’ingresso degli spruzzi d’acqua e fango. L’integrità del dispositivo di tenuta 26 garantisce favorisce l’efficienza e prolunga la durata della vita utile dell’intero gruppo.

Nonostante siano state illustrate alcune forme di realizzazione esemplificative nella precedente descrizione dettagliata, si dovrà apprezzare che si può configurare una grande varietà di schermi aventi bordi di tenuta conformati diversamente (ad esempio con sezione a “L†), in funzione della posizione della forma della superficie del disco freno con la quale va esercitata la tenuta a labirinto. Si dovrà anche apprezzare che le forme di realizzazione illustrate costituiscono solo degli esempi, e non sono da intendersi come limitative in alcun modo della portata, dell'applicabilità, o della configurazione. I disegni e la descrizione dettagliata che precede, invece, forniranno alle persone esperte nel settore una traccia conveniente per l'attuazione dell'invenzione, restando inteso che potranno essere apportati diversi cambiamenti alla configurazione degli elementi descritti nelle forme di realizzazione esemplificative, senza esulare dall'ambito dell'invenzione così come definito nelle rivendicazioni annesse e nei loro equivalenti legali.

Claims (8)

1. RIVENDICAZIONI 1. Gruppo cuscinetto-mozzo (10) per la ruota di un veicolo a motore, il gruppo presentando un asse (x) di rotazione e comprendendo: - un mozzo flangiato (12) girevole attorno all’asse (x) avente una flangia (17) solidale al mozzo (12) e trasversale all’asse (x), la flangia (17) presentando una pluralità di fori assiali angolarmente distanziati (19) per una corrispondente pluralità di bulloni (20) atti a fissare un rotore di freno a disco (40) ed una ruota al mozzo flangiato (12); - un anello di cuscinetto stazionario (14) disposto radialmente all’esterno del mozzo flangiato (12), l’anello (14) formando una porzione tubolare sporgente (29) la quale si estende in direzione assialmente esterna e presenta una superficie radialmente esterna (30) di forma cilindrica assiale; - un rotore di freno a disco (40) fissato alla flangia (17) del mozzo, il rotore (40) presentando una superficie (46) rivolta verso detta superficie cilindrica (30) dell’anello di cuscinetto stazionario (14); - almeno un dispositivo di tenuta (26) a contatto strisciante montato tra la porzione tubolare sporgente (29) dell’anello di cuscinetto stazionario (14) ed il mozzo flangiato (12); il gruppo essendo caratterizzato dal fatto che comprende inoltre uno schermo di tenuta discoidale (50, 50’) il quale presenta: - una porzione di montaggio radialmente interna (51, 51’) di forma cilindrica, montata ad interferenza radiale sulla superficie cilindrica (30) dell’anello di cuscinetto stazionario (14), - una parete sagomata (52, 52’) che si estende in modo sostanzialmente radiale o trasversale rispetto all’asse (x) da un’estremità assialmente interna (53) della porzione di montaggio (51), ed - un bordo di tenuta perimetrale (54), radialmente esterno, che definisce con la superficie (46) del rotore di freno a disco (40) una tenuta a labirinto.
2. 2. Gruppo secondo la rivendicazione 1, in cui il rotore di freno a disco (40) presenta una porzione frenante (42), una flangia (41) di montaggio montata adiacente alla flangia (17) del mozzo (12), ed una porzione intermedia di collegamento (43) che unisce la flangia di montaggio (41) alla porzione frenante (42); il gruppo essendo caratterizzato dal fatto che la superficie (46) si estende sulla porzione intermedia di collegamento (43) definendo con il bordo di tenuta (54) una tenuta a labirinto.
3. 3. Gruppo secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che lo schermo di tenuta (50) comprende inoltre una parete cilindrica (56) solidale alla parete sagomata (52) e coassialmente esterna rispetto alla porzione di montaggio (41), e che il bordo di tenuta periferico (54) Ã ̈ risvoltato dalla parete cilindrica (56).
4. 4. Gruppo secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che la parete sagomata (52’) comprende un primo tratto radialmente interno (52a) che si estende secondo un piano radiale e un secondo tratto (52b) radialmente più esterno di forma conica, inclinato obliquamente verso il rotore di freno a disco (40).
5. 5. Gruppo secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che il bordo di tenuta (54’) à ̈ ripiegato in modo tale da formare una porzione periferica radialmente esterna, sostanzialmente cilindrica, che si estende in direzione assialmente interna.
6. 6. Gruppo secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che lo schermo di tenuta (50) Ã ̈ fatto di acciaio inossidabile.
7. 7. Gruppo secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che lo schermo di tenuta (50, 50’) presenta un’apertura di drenaggio (55) e che, nella condizione montata, lo schermo di tenuta à ̈ orientato angolarmente in modo tale da collocare l’apertura (55) il più in basso possibile.
8. 8. Schermo di tenuta discoidale (50, 50’) secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti.