ITTO20121054A1 - Unità cuscinetto-mozzo per una ruota di un veicolo - Google Patents

Description

Descrizione a corredo di una domanda di brevetto per invenzione industriale dal titolo: UNITÀ CUSCINETTO-MOZZO PER UNA RUOTA DI UN VEICOLO

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un’unità cuscinetto-mozzo per una ruota di un veicolo.

Sono note unità cuscinetto-mozzo a doppia corona di sfere a contatto angolare, con due serie o corone di sfere interposte tra rispettive piste di rotolamento interne ed esterne. Le due piste di rotolamento esterne sono formate entrambe da un medesimo anello di cuscinetto esterno. Le due piste di rotolamento interne sono formate da due rispettivi corpi anulari d’acciaio. Il primo di questi forma la pista di rotolamento interna per la corona di sfere lato outboard, e presenta una porzione assiale tubolare che si estende dal lato inboard. Su tale porzione tubolare à ̈ calzato il secondo corpo anulare d’acciaio, noto nel settore come “anellino†o “small inner ring†. La porzione tubolare del primo corpo anulare d’acciaio presenta una porzione terminale che sporge oltre una superficie laterale o trasversale del secondo corpo anulare. Tale porzione terminale viene deformata a freddo, tipicamente per rollatura orbitale, in una direzione radialmente esterna; si ottiene così un bordo rollato, deformato plasticamente, che blocca assialmente il secondo corpo anulare e precarica assialmente l’intera unità cuscinetto.

L’operazione di rollatura tende a divaricare l’estremità della porzione tubolare, allargandola in senso radiale, e provocando un disallineamento radiale del secondo corpo anulare (anellino). La deformazione plastica del bordo rollato lascia inoltre tensioni residue nell’anellino interno del cuscinetto. La deformazione plastica, essendo permanente, complica lo smontaggio dell’unità cuscinetto e non ne consente poi il riassemblaggio, ma richiede la sostituzione del primo corpo d’acciaio e, nella maggior parte dei casi, dell’intera unità cuscinetto. Infine, la deformazione a freddo, per rollatura, di una parte del primo corpo anulare d’acciaio ne complica il trattamento termico, dato che la porzione terminale da rollare non deve essere temprata.

EP 1 978 270 A1 descrive un’unità cuscinetto-mozzo secondo il preambolo della rivendicazione 1.

Uno scopo generale dell’invenzione à ̈ di realizzare un’unità cuscinetto–mozzo capace di superare gli inconvenienti sopra discussi.

Questo ed altri scopi e vantaggi sono raggiunti, secondo l’invenzione, da un’unità cuscinetto-mozzo come definita nelle rivendicazioni annesse.

Alcune forme di realizzazione preferenziali dell’unità cuscinettomozzo sono descritte qui di seguito facendo riferimento ai disegni allegati, in cui:

la figura 1 à ̈ una vista schematica in sezione assiale parziale di un’unità cuscinetto-mozzo secondo una prima forma di realizzazione dell’invenzione; e

le figure da 2 a 4 sono viste schematiche in sezione assiale parziale di ulteriori forme di realizzazione di un’unità cuscinetto-mozzo.

Facendo inizialmente riferimento alla figura 1, à ̈ indicata complessivamente con 10 un’unità cuscinetto-mozzo atta ad essere montata su un veicolo (non illustrato) per consentire ad una ruota (non illustrata) di essere supportata girevolmente rispetto ad un componente stazionario della sospensione del veicolo. In questo esempio, l’unità 10 à ̈ un’unità cuscinetto-mozzo a contatto angolare a doppia corona di sfere. L’unità 10 comprende un anello esterno 11 di cuscinetto che à ̈ adatto ad essere montato alla sospensione del veicolo. L’unità 10 comprende inoltre un mozzo 12 che presenta una flangia 13 estesa in direzione radialmente esterna dal lato outboard, cioà ̈ dal lato assialmente esterno del veicolo. La flangia 13 à ̈ provvista di mezzi di connessione 14 per consentire il montaggio della ruota del veicolo. I mezzi di connessione 14 possono comprendere una pluralità di fori filettati formati nella flangia 13 per accogliere delle viti (non illustrate). Nell’esempio illustrato nella figura 1, il mozzo 12 comprende un’appendice assiale tubolare 15 che sporge dal lato assialmente esterno, nota come “spigot†, che facilita il centraggio della ruota. In tutta la presente descrizione e nelle rivendicazioni, termini ed espressioni che indicano posizioni e direzioni quali “radiale†e “assiale†sono da intendersi riferiti all’asse di rotazione x del cuscinetto.

Il mozzo 12 forma una porzione tubolare 16 che si estende assialmente dal lato inboard e presenta una cavità cilindrica radialmente interna 17 estesa in senso assiale ed avente una filettatura interna 18. La porzione tubolare 16 presenta, dal lato assialmente interno, una superficie terminale 19 che si estende trasversalmente all’asse di rotazione x.

Per consentire al mozzo 12 di ruotare rispetto all’anello esterno 11 attorno all’asse x, sono previste una prima corona 20 ed una seconda corona 21 di elementi di rotolamento assialmente distanziati. Le corone 20, 21 sono disposte rispettivamente tra una prima 22 ed una seconda 23 pista di rotolamento radialmente esterna sull’anello esterno 11, ed una rispettiva prima 24 e seconda 25 pista di rotolamento radialmente interna.

Un anello di cuscinetto radialmente interno 26 à ̈ disposto assialmente adiacente al mozzo 12, più in particolare alla porzione assiale tubolare 16 di questo. L’anello interno 26 forma la seconda pista di rotolamento radialmente interna 25 per la seconda corona di elementi di rotolamento 21, disposta dal lato inboard. Il mozzo 12 forma la prima pista di rotolamento radialmente interna 24 per la prima corona di elementi di rotolamento 20, disposta dal lato outboard.

L’anello di cuscinetto interno 26 presenta una cavità cilindrica radialmente interna 27 passante, estesa in senso assiale, ed avente una filettatura interna 28. Nell’esempio illustrato, la filettatura interna 28 si estende per tutta la lunghezza assiale della cavità cilindrica 27; in altre forme di realizzazione alternative, non illustrate, la filettatura interna 28 può coprire solo parte dell’estensione assiale della cavità cilindrica 27. La filettatura interna 28 à ̈ assialmente allineata alla filettatura interna 18 della cavità cilindrica 17 formata dal mozzo 12. L’anello di cuscinetto interno 26 forma inoltre, dal lato assialmente esterno, una superficie terminale 29 che si estende trasversalmente all’asse di rotazione x ed à ̈ assialmente affacciata e adiacente alla superficie terminale 19 del mozzo 12. A seconda delle esigenze, le superfici affacciate 19 e 29 possono essere in battuta l’una contro l’altra oppure assialmente distanziate, come discusso più avanti.

L’anello interno 26 forma inoltre, dal lato assialmente interno, una superficie terminale 30 che si estende trasversalmente all’asse di rotazione x.

Un elemento di chiusura filettato 31 presenta uno stelo o porzione cilindrica 32 con una filettatura esterna 33 che si impegna in modo filettato in entrambe le filettature interne 18 e 28 del mozzo 12 e dell’anello interno 26, così da bloccare assialmente l’anello interno 26 verso il mozzo 12. Il serraggio dell’elemento di chiusura 31 esercita un precarico in direzione assiale lungo un percorso di carico che passa attraverso gli elementi di rotolamento 20, 21 e le relative piste 22-25.

Nella forma di realizzazione delle figure 1 e 2, l’elemento di chiusura filettato 31 presenta uno spallamento trasversale 36 ad un’estremità assialmente interna, avente una superficie trasversale o radiale 35. Più in particolare, la superficie trasversale 35 si estende in una direzione radiale, perpendicolarmente all’asse di rotazione x, ed à ̈ rivolta verso il lato assialmente esterno così da attestarsi assialmente contro la superficie terminale 30 dell’anello interno 26.

Nella forma di realizzazione della figura 1, le superfici affacciate 19 e 29 sono in battuta l’una contro l’altra. In questo modo, il precarico assiale dato dal serraggio dell’elemento di chiusura 31 à ̈ determinato sia dalla coppia di serraggio applicata all’elemento di chiusura stesso e sia dalle dimensioni assiali dell’anello di interno 26, del mozzo 12 e dell’anello esterno 11.

In alternativa, secondo la forma di realizzazione della figura 2, l’anello interno 26 e il mozzo 12 sono dimensionati assialmente in modo tale che, quando l’elemento di chiusura 31 à ̈ completamente serrato, le superfici affacciate 19 e 29 sono assialmente distanziate, individuando tra loro un’intercapedine 34. Secondo questa configurazione, il precarico assiale à ̈ determinato esclusivamente dalla coppia di serraggio applicata all’elemento di chiusura 31. Ciò permette di regolare il precarico assiale applicato dell’unità cuscinetto-mozzo 10 in funzione delle esigenze specifiche. Si comprenderà che se, come nell’esempio della figura 2, le superfici affacciate 19 e 29 sono destinate a rimanere distanziate da un’intercapedine 34, non occorre che le superfici 19 e 29 siano trasversali all’asse x.

Nella forma di realizzazione della figura 3, l’elemento di chiusura filettato à ̈ privo di uno spallamento trasversale del tipo indicato con 36 nelle figure 1 e 2, e presenta una forma complessiva di elemento cilindrico con filettatura esterna 33.

Nelle forme di realizzazione illustrate nelle figure da 1 a 3, l’elemento di chiusura 31 à ̈ conformato come un elemento anulare o a manicotto, con una cavità centrale passante 37 estesa in senso assiale. Tale configurazione à ̈ particolarmente adatta ad applicazioni nelle quali l’unità cuscinetto mozzo à ̈ progettata per una ruota motrice, e deve quindi poter essere accoppiata in rotazione ad un semiasse motore (non illustrato), il quale può essere inserito nella cavità 37. A tale scopo, la cavità cilindrica 37 può essere provvista di scanalature assiali (non illustrate).

In altre forme di realizzazione, come ad esempio nella figura 4, dove l’unità cuscinetto mozzo à ̈ progettata per una ruota condotta, l’elemento di chiusura 31 può essere internamente pieno, cioà ̈ privo di una cavità centrale per l’accoppiamento ad un semiasse motore.

Varie combinazioni relative ai diversi dettagli illustrati nelle figure qui allegate risulteranno possibili alle persone esperte nel settore, particolarmente per ciò che riguarda la forma internamente piena o cava dell’elemento di chiusura 31, la presenza dell’intercapedine 34, o dello spallamento 36. Ad esempio, le forme di realizzazione delle figure 1 o 3 possono essere modificate utilizzando elementi di chiusura 31 internamente pieni. In modo analogo, un elemento di chiusura 31 privo di spallamento 36, può essere applicato in un’unità cuscinetto priva dell’intercapedine 34, con le superfici terminali 19 e 29 in battuta reciproca.

Mezzi anti-svitamento indicati schematicamente con 38 in figura 4, quali ad esempio microsfere di Loctite®, possono essere interposti tra le filettature accoppiate 18, 28 e 33. In alternativa i mezzi anti-svitamento possono comprendere rivestimenti di nylon, o di teflon, interposti tra le filettature 18, 28 e 33 così da aumentare la pressione di contatto tra i denti delle due filettature. In alternativa o in aggiunta, i mezzi anti-svitamento possono essere realizzati formando le filettature 18, 28 e 33 con passo variabile. Mezzi anti-svitamento possono essere applicati in qualsiasi forma di realizzazione ottenibile dalla combinazione degli esempi citati e/o illustrati.

Si potrà apprezzare che il carico esercitato dall’elemento di chiusura 31 à ̈ esclusivamente diretto assialmente, ed à ̈ privo di componenti radiali. Con ciò si evitano gli inconvenienti discussi nell’introduzione. Il livello di precarico o compressione assiale può essere regolato, dosando la coppia di serraggio con cui si avvita l’elemento di chiusura 31. L’unità cuscinetto può essere disassemblata e riassemblata, ad esempio se occorre ispezionare o lubrificare le parti interne dell’unità, semplicemente svitando e riavvitando l’elemento di chiusura 31.

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 (9)

1. RIVENDICAZIONI 1. Unità cuscinetto-mozzo (10) definente un asse di rotazione (x) e comprendente: - una prima (20) e una seconda (21) corona di elementi di rotolamento assialmente distanziate; - un anello di cuscinetto radialmente esterno (11) che forma due piste di rotolamento esterne (22, 23) per la prima e la seconda corona di elementi di rotolamento; - un mozzo flangiato (12) che forma integralmente una prima pista di rotolamento radialmente interna (24) per la prima corona (20) di elementi di rotolamento, una porzione tubolare (16) che si estende in una direzione assialmente interna e presenta una prima filettatura (18), e una flangia (13) che si estende in una direzione radialmente esterna per il montaggio di una ruota; - un anello di cuscinetto radialmente interno (26) il quale forma una seconda pista di rotolamento radialmente interna (25) per la seconda corona di elementi di rotolamento (21), una cavità cilindrica radialmente interna (27) estesa in senso assiale, e una seconda filettatura (28) all’interno della cavità cilindrica (27); l’unità cuscinetto-mozzo essendo caratterizzata dal fatto che la porzione tubolare (16) del mozzo presenta una cavità cilindrica (17) aperta in una direzione assialmente interna, che la prima filettatura (18) à ̈ una filettatura interna formata nella cavità cilindrica (17) della porzione tubolare (16) del mozzo, che la prima filettatura (18) à ̈ assialmente allineata alla seconda filettatura (28) dell’anello di cuscinetto interno (26), e che l’unità cuscinetto-mozzo comprende un elemento di chiusura filettato (31) avente una porzione cilindrica (32) con una filettatura esterna (33) che si impegna nella prima (18) e nella seconda (28) filettatura interna, così da bloccare assialmente l’anello di cuscinetto interno (26) rispetto al mozzo (12).
2. 2. Unità cuscinetto-mozzo secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che la porzione tubolare (16) del mozzo presenta, da un lato assialmente interno, una superficie terminale (19) che si estende trasversalmente all’asse di rotazione (x) e che l’anello di cuscinetto interno (26) presenta, da un lato assialmente esterno, una superficie terminale (29) che si estende trasversalmente all’asse di rotazione (x) ed à ̈ assialmente attestata contro la superficie terminale (19) del mozzo.
3. 3. Unità cuscinetto-mozzo secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che la porzione tubolare (16) del mozzo presenta, da un lato assialmente interno, una superficie terminale (19) che si estende trasversalmente all’asse di rotazione (x), e che l’anello di cuscinetto interno (26) presenta, da un lato assialmente esterno, una superficie terminale (29) la quale à ̈ affacciata e assialmente distanziata dalla superficie terminale (19) della porzione tubolare (16), così da individuare con questa un’intercapedine (34) che separa il mozzo (12) dall’anello di cuscinetto interno (26).
4. 4. Unità cuscinetto-mozzo secondo una qualunque delle rivendicazioni da 1 a 3, caratterizzata dal fatto che l’elemento di chiusura (31) presenta una cavità centrale passante (37) estesa in senso assiale.
5. 5. Unità cuscinetto-mozzo secondo una qualunque delle rivendicazioni da 1 a 3, caratterizzata dal fatto che l’elemento di chiusura (31) à ̈ un elemento pieno, privo di una cavità centrale passante (37) estesa in senso assiale.
6. 6. Unità cuscinetto-mozzo secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che l’anello di cuscinetto radialmente interno (26) forma una superficie terminale (30) che si estende trasversalmente all’asse di rotazione (x) da un lato assialmente interno, e che l’elemento di chiusura filettato (31) presenta una superficie di spallamento (35) la quale si estende trasversalmente all’asse di rotazione (x), à ̈ rivolta in una direzione assialmente esterna, ed à ̈ in battuta assiale contro la superficie terminale (30) dell’anello interno (26).
7. 7. Unità cuscinetto-mozzo secondo una qualunque delle rivendicazioni da 1 a 6, caratterizzata dal fatto che l’elemento di chiusura (31) ha una forma esterna complessivamente cilindrica.
8. 8. Unità cuscinetto-mozzo secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che à ̈ un’unità cuscinetto a doppia corona di sfere (20, 21) a contatto angolare.
9. 9. Unità cuscinetto-mozzo secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che comprende mezzi antisvitamento tra la filettatura esterna (33) dell’elemento di chiusura filettato (31), la prima filettatura (18) del mozzo (12) e la seconda filettatura (28) dell’anello di cuscinetto interno (26).