ITTO20120600A1 - Gruppo cuscinetto-mozzo per la ruota di un veicolo a motore - Google Patents

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Description

Descrizione a corredo di una domanda di brevetto per invenzione industriale dal titolo: GRUPPO CUSCINETTO-MOZZO PER LA RUOTA DI UN VEICOLO A MOTORE
DESCRIZIONE
La presente invenzione à ̈ relativa ad un gruppo cuscinetto-mozzo per la ruota di un veicolo a motore.
I gruppi cuscinetto-mozzo di tipo noto presentano un asse di rotazione e comprendono:
- un mozzo flangiato provvisto di una porzione centrale di forma cilindrica estendentesi lungo l’asse e radialmente delimitata verso l’esterno da una superficie cilindrica di montaggio, e di una flangia, la quale à ̈ solidale alla porzione centrale, à ̈ disposta trasversalmente all’asse, ed à ̈ provvista di uno spallamento una cui superficie anulare di battuta à ̈ raccordata alla superficie cilindrica di montaggio mediante un raccordo curvo;
- una unità cuscinetto provvista di un anello radialmente esterno stazionario, di due anelli radialmente interni affiancati assialmente e montati sulla superficie cilindrica della porzione tubolare, e di due serie di sfere interposte tra l’anello radialmente esterno e gli anelli radialmente interni.
Nei gruppi del tipo sopra descritto, affinché l’anello interno disposto dal lato assialmente esterno possa andare in battuta contro lo spallamento, à ̈ necessario che un raggio di curvatura del raccordo curvo debba sempre avere delle dimensioni inferiori alle dimensioni di un raggio di curvatura di uno spigolo interno dell’anello interno disposto in battuta contro lo spallamento. Pertanto, per permettere un utilizzo del medesimo mozzo flangiato con una ampia gamma di unità cuscinetto, il raggio di curvatura del raccordo curvo viene realizzato di dimensioni il più possibile ridotte.
Purtroppo, però, la base della flangia del mozzo flangiato à ̈ una delle zone del gruppo cuscinetto-mozzo dove si verifica un’elevata concentrazione di sforzi in quanto le tensioni derivanti dalle sollecitazioni di flessione raggiungono proprio in questo punto valori molto elevati, tanto più elevati quanto più piccole sono le dimensioni del raggio di curvatura del raccordo curvo. Pertanto, per migliore la resistenza strutturale del mozzo flangiato in presenza di raggi di curvatura del raccordo curvo di piccole dimensioni, il mozzo flangiato à ̈ preventivamente assoggettato ad un trattamento termico di tempra, il quale, inoltre, deforma inevitabilmente la superficie cilindrica di montaggio sulla quale vengono montati gli anelli interni dell’unità cuscinetto. Risulta quindi necessario eseguire un trattamento successivo di rettifica per eliminare difetti di rotondità della superficie cilindrica di montaggio, al fine di ottenere un buon accoppiamento tra il mozzo e gli anelli interni.
Il trattamento termico e la successiva rettifica incidono notevolmente sui costi di produzione del gruppo cuscinetto-mozzo, mentre la relazione tra i raggi di curvatura del raccordo curvo e dello spigolo interno dell’anello interno limitano notevolmente la libertà di utilizzo del medesimo mozzo ruota con differenti unità cuscinetto.
Scopo della presente invenzione à ̈ quello di realizzare un gruppo cuscinetto-mozzo, il quale presenti dei ridotti costi di produzione e possa essere utilizzato con una ampia gamma di unità cuscinetto.
Questi ed altri scopi e vantaggi, che saranno compresi meglio in seguito, sono raggiunti, secondo un primo aspetto della presente invenzione, da gruppo cuscinetto-mozzo avente le caratteristiche definite nella rivendicazione 1. Forme di attuazione preferenziali dell’invenzione sono definite nelle rivendicazioni dipendenti.
L'invenzione verrà ora descritta con riferimento alla figura annessa, che illustra in sezione assiale una preferita forma di attuazione fornita a titolo di esempio di attuazione non limitativo di un gruppo cuscinetto-mozzo per la ruota di un veicolo a motore secondo l’invenzione.
Con riferimento alla figura annessa, con 10 Ã ̈ indicato nel suo complesso un gruppo cuscinetto-mozzo per la ruota di un veicolo a motore secondo la presente invenzione.
Il gruppo cuscinetto-mozzo 10 presenta un asse A di rotazione e comprende un mozzo 20 flangiato provvisto di una porzione centrale 21 di forma cilindrica estendentesi lungo l’asse A, e di una flangia 30, la quale si estende radialmente verso l’esterno da una estremità della porzione centrale 21 solidalmente alla porzione centrale 21 stessa, ed à ̈ provvista di una pluralità di fori 31 assiali per bulloni 32 di montaggio della ruota (non illustrata).
La porzione centrale 21 à ̈ radialmente delimitata verso l’esterno da una superficie cilindrica 22 di montaggio coassiale all’asse A, mentre la flangia 30 à ̈ disposta trasversalmente all’asse A, ed à ̈ provvista di uno spallamento 33, una cui superficie anulare 34 di battuta à ̈ raccordata alla superficie cilindrica 22 di montaggio mediante un raccordo 40 curvo presentante un raggio 40r di curvatura.
Il gruppo cuscinetto-mozzo 10 comprende, inoltre, una unità cuscinetto 50, la quale à ̈ provvista di un anello 51 radialmente esterno stazionario, di due anelli 52 e 53 radialmente interni affiancati assialmente e montati sulla superficie cilindrica 22, e di due serie di elementi di rotolamento 52a e 53a (in questo esempio rulli conici) interposti radialmente tra l’anello 51 e gli anelli 52 e, rispettivamente, 53 radialmente interni. Nell’esempio di attuazione illustrato, l’anello 51 radialmente esterno à ̈ inserito in un cannotto 60 cilindrico provvisto di una flangia 61 e di un collarino 62 per il montaggio del gruppo cuscinetto-mozzo 10 in un montante di una sospensione (non illustrati). Tuttavia, quanto segue à ̈ applicabile senza limitazione alcuna anche al caso in cui l’anello 51 radialmente esterno sia direttamente provvisto di una rispettiva flangia e di un rispettivo collarino per il montaggio del gruppo cuscinetto-mozzo 10 in un montante di una sospensione (non illustrati) e, inoltre, sia dotato di due serie di elementi di rotolamento sferici o a rulli, così come, alternativamente, di una serie di elementi di rotolamento sferici e di una serie di elementi di rotolamento a rulli conici.
Nell’unità cuscinetto 50 sopra descritta, l’anello 52, dei due anelli 52 e 53, à ̈ disposto in posizione assialmente più prossima alla superficie anulare 34 di battuta rispetto all’ anello 53, il quale, invece, à ̈ bloccato assialmente da banda opposta dell’anello 52, da un elemento 23 di bloccaggio assiale (perché la rondella inboard non à ̈ descritta?) .
Nell’esempio di attuazione illustrato nella figura annessa, l’elemento 23 di bloccaggio blocca e precarica assialmente gli anelli 52 e 53 sul mozzo 20, ed à ̈ preferibilmente definito da una estremità assialmente interna della porzione centrale 21 deformata plasticamente, solitamente per rullatura orbitale a ridosso di un distanziale 24, il quale à ̈ montato sulla porzione centrale 21 e disposto assialmente a contatto dell’anello 53. Tuttavia, sempre ai fini del precarico o, comunque, del bloccaggio assiale degli anelli 52 e 53 sulla superficie cilindrica 22, l’elemento 23 di bloccaggio può anche essere definito da una rondella filettata (non illustrata) avvitata sulla porzione centrale 21 al posto del distanziale 24.
L’anello 52 dell’unità cuscinetto 50 presenta una superficie 54 cilindrica interna montata sulla superficie cilindrica 22 di montaggio, e, dalla parte rivolta verso la flangia 30, una superficie 55 anulare di appoggio raccordata alla superficie 54 cilindrica mediante uno spigolo 56 interno arrotondato, un cui un raggio 56r di curvatura à ̈ di dimensioni indipendenti dalle dimensioni del raggio 40r di curvatura, ovvero l’unità cuscinetto 50 e il mozzo 20 del gruppo cuscinetto-mozzo 10 secondo la presente invenzione possono, come meglio verrà spiegato anche nel seguito, essere scelti l’una indipendentemente dall’altra e, soprattutto, senza tenere conto delle dimensioni reciproche dei raggi 40r e 56r di curvatura.
Proprio allo scopo di rendere la scelta dell’unità cuscinetto 50 indipendentemente dal mozzo 20, o meglio, di rendere il dimensionamento del raggio 40r indipendente dalle dimensioni del raggio 56r e viceversa, il gruppo cuscinetto-mozzo 10 comprende un distanziale 70, il quale à ̈ montato sulla superficie 22 cilindrica della porzione centrale 21 in posizione intermedia tra lo spallamento 33 e l’anello 52 ed à ̈ chiuso assialmente a pacco dall’elemento 23 di bloccaggio tra lo spallamento 33 e l’anello 52.
Il distanziale 70 à ̈ un elemento anulare intermedio ed à ̈ radialmente delimitato verso l’interno da una superficie 71 cilindrica montata sulla superficie cilindrica 22 di montaggio, mentre à ̈ assialmente delimitato, dalla parte rivolta verso l’anello 52 interno, da una rispettiva superficie anulare 72 di battuta e, dalla parte rivolta verso lo spallamento 33, da una rispettiva superficie 73 di appoggio. Sia la superficie anulare 72 di battuta, sia la superficie 73 di appoggio sono superfici anulari perpendicolari all’asse A, ma mentre la superficie 72 di battuta forma con la superficie 71 cilindrica uno spigolo 75 retto e intercetta la superficie cilindrica 22 con un angolo di 90°, la superficie 73 di appoggio à ̈ raccordata alla superficie 71 cilindrica mediante uno spigolo 76 curvo presentante un raggio 76r di curvatura di dimensioni tali da lasciare le dimensioni del raggio 40r di curvatura del raccordo 40 curvo grandi a sufficienza da ridurre la concentrazione di sforzi alla base della flangia 30. In particolare, le dimensioni del raggio 76r di curvatura dello spigolo 76 sono sempre superiori alle dimensioni del raggio 40r di curvatura del raccordo 40 curvo in modo tale da permettere sempre il contatto assiale tra le superfici 34 di battuta e 73 di appoggio garantendo continuità meccanica e di montaggio a tutti i componenti montati in serie sulla porzione centrale 21 e assialmente chiusi a pacco tra loro e tra lo spallamento 33 e l’elemento 23, ovvero al distanziale 70 e agli anelli 52 e 53 radialmente interni.
Inoltre, il distanziale 70 non solo permette di mantenere le dimensioni del raggio 40r di curvatura grandi a sufficienza da ridurre la concentrazione di sforzi alla base della flangia 30, ma permette anche di ridurre e distribuire più uniformemente le pressioni di contatto e le tensioni nella zona del mozzo 20 alla base della flangia 30 rispetto alla tecnica nota rendendo il tradizionale trattamento termico e la successiva rettifica superflui e, pertanto, evitabili con un conseguente contenimento dei costi di produzione del gruppo cuscinetto-mozzo 10.
In altre parole, l’adozione del distanziale 70 permette di realizzare dei raggi 40r e 76r di curvatura standardizzati e indipendenti dal tipo di unità cuscinetto 50, ovvero, nei limiti meccanici imposti dalle condizioni al contorno quali, ad esempio, diametro della ruota o dimensioni della sospensione, carichi sull’asse del veicolo, permette di montare qualsivoglia unità cuscinetto 50 sulla porzione centrale 21 del mozzo 20.
Ulteriori vantaggi presentati dalla presenza del distanziale 70 derivano dal fatto che mentre le dimensioni radiali delle superficie 34 e della superficie 55 sono anch’esse limitate e condizionate, le dimensioni radiali del distanziale 70 sono in qualche modo più libere e opportunamente realizzate permettono una migliore distribuzione dei carichi di compressione dovuti al precarico dell’elemento 23.
In particolare, la superficie 72 di battuta à ̈ una superficie anulare piatta disposta assialmente a ridosso della quale à ̈ disposto l’anello 52 con la propria superficie 55 di appoggio e presenta una ampiezza radiale di dimensioni almeno superiori ad una ampiezza radiale della superficie 55 di appoggio per offrire all’anello 52 stesso un appoggio assiale di ampiezza sufficiente ad evitare qualsiasi deformazione plastica essendo, come sopra descritto, il distanziale 70 e i due anelli 52 e 53 chiusi a pacco contro lo spallamento 33.
La superficie 73 di appoggio à ̈ una superficie anulare piatta disposta in battuta assiale contro la superficie 34 di battuta dello spallamento 33 e sporge in senso radiale oltre la superficie 34 di battuta stessa consentendo di avere la massima area anulare a contatto tra le superfici 34 e 73 stesso con una migliore distribuzione dei carichi assiali.
Qualora il gruppo cuscinetto-mozzo 10 fosse anche dotato di un elemento 80 di tenuta disposto a chiusura di un meato 81 interposto tra la flangia 30 e l’anello 51 o il cannotto 60 cilindrico, il distanziale 70 comprende, vantaggiosamente e ai fini di un miglior rendimento sia della geometria dell’elemento 80 di tenuta, sia dell’efficienza dell’elemento 80 di tenuta stesso, una superficie sagomata 77 esterna di connessione, la quale connette tra loro la superficie 73 di appoggio e la superficie 72 di battuta, ed à ̈ disposta a contatto strisciante nel gruppo cuscinetto-mozzo 10.
Si intende che l'invenzione non à ̈ limitata alla forma di realizzazione qui descritta ed illustrata, che à ̈ da considerarsi come un esempio di attuazione del gruppo cuscinetto-mozzo; l’invenzione à ̈ invece suscettibile di modifiche rela-tive a forma e disposizioni di parti, dettagli costruttivi e di funzionamento.

Claims (6)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Gruppo cuscinetto-mozzo (10) per la ruota di un veicolo a motore, il gruppo cuscinetto-mozzo (10) presentando un asse (A) di rotazione e comprendendo: - un mozzo flangiato (20) provvisto di una porzione centrale (21) di forma cilindrica estendentesi lungo l’asse (A) e radialmente delimitata verso l’esterno da una superficie cilindrica di montaggio (22), e di una flangia (30), la quale à ̈ solidale alla porzione centrale (21), à ̈ disposta trasversalmente all’asse (A), ed à ̈ provvista di uno spallamento (33), una cui superficie anulare di battuta (34) à ̈ raccordata alla superficie cilindrica di montaggio (22) mediante un raccordo curvo (40); e - una unità cuscinetto (50) provvista di un primo anello (52) radialmente interno e di un secondo anello (53) radialmente interno, i quali sono affiancati assialmente e sono montati sulla superficie cilindrica di montaggio (22), e dei quali il primo anello (52) radialmente interno à ̈ disposto in posizione più prossima alla superficie anulare di battuta (34) del secondo anello (53) radialmente interno; il gruppo cuscinetto-mozzo (10) essendo caratterizzato dal fatto di comprendere un elemento intermedio (70), il quale à ̈ montato sulla superficie cilindrica di montaggio (22) in posizione intermedia tra la superficie anulare di battuta (34) e il primo anello (52) radialmente interno, e comprende, a sua volta, una ulteriore superficie anulare di battuta (72) trasversale all’asse (A) e alla superficie cilindrica di montaggio (22) e disposta a diretto contatto con il primo anello (52) radialmente interno.
  2. 2 Gruppo cuscinetto-mozzo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l’elemento intermedio (70) à ̈ disposto in battuta assiale contro la superficie anulare di battuta (34) dello spallamento (33) ed à ̈ provvisto, dal lato dello spallamento (33) stesso, di uno spigolo (76), un cui di raggio (76r) di curvatura à ̈ di dimensioni tali da lasciare le dimensioni di un raggio (40r) di curvatura del raccordo curvo (40) grandi a sufficienza da ridurre la concentrazione di sforzi alla base della flangia (30); il primo anello (52) radialmente interno essendo provvisto, dal lato dell’elemento intermedio (70), di un rispettivo ulteriore spigolo (56), un cui di raggio di curvatura (56r) à ̈ di dimensioni indipendenti dalle dimensioni del raggio (40r) di curvatura del raccordo curvo (40).
  3. 3. Gruppo cuscinetto-mozzo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che le dimensioni del raggio (76r) di curvatura dello spigolo (76) dell’elemento intermedio (70) sono superiori alle dimensioni di un raggio (40r) di curvatura del raccordo curvo (40).
  4. 4. Gruppo cuscinetto-mozzo secondo la rivendicazione 2 o 3, caratterizzato dal fatto che l’ulteriore superficie anulare di battuta (72) à ̈ una superficie piatta presentante una ampiezza radiale di dimensioni almeno superiori ad una ampiezza radiale di una superficie di appoggio (55) del primo anello (52) radialmente interno per offrire al primo anello (52) radialmente interno un appoggio assiale di ampiezza sufficiente ad evitare qualsiasi deformazione plastica essendo l’elemento intermedio (70), il primo e il secondo anello (53) radialmente interni chiusi a pacco contro lo spallamento (33).
  5. 5. Gruppo cuscinetto-mozzo secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che l’elemento intermedio (70) comprende una ulteriore superficie(73) di appoggio, la quale à ̈ contigua al relativo spigolo (76), e, preferibilmente, sporge in senso radiale oltre la superficie di battuta dello spallamento (33).
  6. 6. Gruppo cuscinetto-mozzo secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che l’elemento intermedio (70) comprende una superficie sagomata (77) esterna di connessione tra la ulteriore superficie di appoggio e la ulteriore superficie di battuta; la superficie sagomata (77) essendo disposta a contatto strisciante con un elemento (80) di tenuta del gruppo cuscinetto-mozzo (10).
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