ITTO20130719A1

ITTO20130719A1 - Cuscinetto flangiato radiale a corpi volventi

Info

Publication number: ITTO20130719A1
Application number: IT000719A
Authority: IT
Inventors: Roberto Mola; Riccardo Restivo; Gianpiero Scaltriti
Original assignee: Skf Ab
Priority date: 2013-09-06
Filing date: 2013-09-06
Publication date: 2015-03-07
Also published as: EP2846058A1; CN104421341A; US20150267751A1; JP2015052391A; US9261142B2

Description

Descrizione a corredo di una domanda di brevetto per invenzione industriale dal titolo: CUSCINETTO FLANGIATO RADIALE A CORPI VOLVENTI

D E S C R I Z I O N E

Settore Tecnico dell’Invenzione

La presente invenzione è relativa a un cuscinetto flangiato radiale a corpi volventi.

Tecnica Nota

Sono noti cuscinetti flangiati radiali a corpi volventi comprendenti un anello esterno e un anello interno coassiali tra loro, una corona di corpi volventi interposta tra i due anelli per permettere la rotazione relativa dei due anelli, e una flangia, la quale è solidale all’anello esterno, ed è realizzata di pezzo e dello stesso materiale dell’anello esterno stesso.

Poiché la flangia sopra descritta è integrale con l’anello esterno, l’utilizzo, ovvero, la flessibilità di utilizzo del cuscinetto ne risulta limitata in quanto alcune applicazioni differenti potrebbero richiedere flange di differenti caratteristiche in termini di foggia, di materiali, ma anelli esterni ed interni con le stesse prestazioni e caratteristiche tecniche.

Pertanto, pur potendosi utilizzare un medesimo cuscinetto, inteso come insieme di anelli-corpi volventi, su più applicazioni richiedenti, però, flange differenti, risulta necessario attrezzare i canali di produzione dei cuscinetti in modo tale da poter produrre almeno l’anello esterno e la flangia a seconda del tipo di applicazione.

Un simile modus operandi mal si abbina alle sempre più crescenti esigenze di standardizzazione del maggior numero di componenti, di risparmi produttivi, di flessibilità dei prodotti e dei relativi canali di produzione.

Sintesi dell’Invenzione

Scopo della presente invenzione è quello di realizzare un cuscinetto flangiato radiale a corpi volventi, il quale risulti essere estremamente versatile nel proprio utilizzo superando gli inconvenienti sopra descritti.

Secondo la presente invenzione viene realizzato un cuscinetto flangiato radiale a corpi volventi avente le caratteristiche enunciate nelle rivendicazioni annesse.

Breve Descrizione dei Disegni

L’invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui:

- la figura 1 è una vista prospettica esplosa di una preferita forma di attuazione del cuscinetto flangiato radiale a corpi volventi della presente invenzione;

- la figura 2 è una vista frontale prospettica del cuscinetto della figura 1; e

- la figura 3 illustra una sezione secondo la linea III-III della figura Descrizione Dettagliata

Con riferimento alla figure 1 e 3, con 10 è indicato nel suo complesso un cuscinetto flangiato radiale a corpi 41 volventi, in particolare sfere.

Il cuscinetto 10 presenta un asse X di rotazione , e comprende: - un anello esterno 20 radialmente delimitato da una superficie 21 esterna e provvisto di una pista 22 di rotolamento interna;

- un anello interno 30 montato coassiale e interno all’anello esterno 20 e provvisto di una pista 32 di rotolamento esterna;

- una corona 40 di corpi 41 volventi disposti all’interno delle piste 22 e 32 di rotolamento permettere la rotazione relativa dei due anelli 20 e 30.

Ai fini del montaggio del cuscinetto 10 con elementi meccanici esterni, ad esempio ai fini del montaggio del cuscinetto 10 su di un carter di un gear box, il cuscinetto 10 comprende, inoltre, una flangia 50, la quale è solidale con l’anello esterno 20, e si estende radialmente verso l’esterno dalla superficie 21 esterna e trasversalmente all’asse X. La flangia 50 non è una flangia integrale con l’anello esterno 20, ovvero non è realizzata di pezzo, integralmente, e anche dello stesso materiale dell’anello esterno 20, ma è assemblata in modo eventualmente disimpegnabile all’anello esterno 20 in corrispondenza di una scanalatura 23 di assemblaggio, la quale è ricavata nell’anello esterno 20 attraverso la superficie 21 esterna e individua, sulla superficie 21 esterna stessa, un bordo 24 anulare di montaggio. Il bordo 24 anulare presenta una dimensione assiale sostanzialmente pari, ma non inferiore ad una dimensione assiale della scanalatura 23 ed è assialmente delimitato, da una parte assialmente interna dell’anello esterno 20, dalla scanalatura 23 stessa, e, da una parte assialmente esterna dell’anello esterno 20, da una superficie 25 frontale dell’anello esterno 20 stesso, trasversale all’asse X.

Siccome la flangia 50 è, come vedremo meglio nel seguito della presente descrizione, assemblata in modo disassemblabile all’anello esterno 20, è possibile utilizzare il medesimo anello esterno 20, unitamente al relativo anello interno 30, per differenti applicazioni che abbiano bisogno di flangie 50 di differenti dimensioni semplicemente assemblando all’anello esterno 20 stesso la flangia 50 più appropriata per il tipo di applicazione. In altre parole, il canale di produzione del cuscinetto 10 potrà essere sempre il medesimo a prescindera dal tipo di applicazione del cuscinetto 10 stesso, e sarà sufficiente a fine processo assemblare al cuscinetto 10 una flangia 50 dedicata al tipo di applicazione: ciò comporta non solo evidenti risparmi di tipo economico, ma anche uno snellimento delle procedure di produzione, nonché una più ampia standardizzazione della produzione stessa.

La flangia 50 comprende:

- due piastre semi-anulari 51 sagomate a mezza luna, le quali sono indipendenti tra loro e sono parzialmente inserite nella scanalatura 23 di assemblaggio per ancorare la flangia 50 all’anello esterno 20, e

- una piastra anulare 52 disposta assialmente a ridosso delle due piastre semi-anulari 51 per bloccare piastre semi-anulari 51 all’interno della scanalatura 23 di assemblaggio.

Le due piastre semi-anulari 51 sono disposte da bande opposte dell’asse X e dell’anello esterno 20, presentano la medesima forma, e sono provviste di rispettivi bordi 53 radialmente interni, i quali sono inseriti all’interno della scanalatura 23 di assemblaggio. Ciascuna piastra semi-anulare 51 presenta uno spessore assiale di dimensioni pari alle dimensioni di uno spessore assiale della scanalatura 23 di assemblaggio, ed è provvista di una rispettiva coppia di superfici terminali 54 e 55 di appoggio: le superfici terminali 54 e 55 di appoggio di ciascuna piastra semi-anulare 51 sono disposte lungo un medesimo piano diametrale trasversale alla superficie 25, e sono affacciate e a contatto con le superfici terminali 54 e 55 di appoggio dell’altra piastra semi-anulare 51 garantendo, in questo modo, la stabilità del montaggio delle due piastre semi-anulari 51 all’interno della scanalatura 23.

In particolare, i bordi 53 di ciascuna piastra semi-anulare 51 sono inseriti all’interno della scanalatura 23 impedendo, di fatto, qualsiasi movimento assiale delle due piastre semi-anulari 51, e le superfici terminali 54 e 55, essendo disposte alle estremità opposte della relativa piastra semi-anulare 51, ed essendo disposte a contatto con le superfici terminali 54 e 55 dell’altra piastra, impediscono qualsiasi movimento circonferenziale relativo di una piastra semi-anulare 51 rispetto all’altra piastra semi-anulare 51. I bordi 53, così come una superficie di fondo della scanalatura 23 hanno una forma cilindrica, e permettono alle piastre semi-anulari 51 di ruotare, ma insieme, attorno all’asse X consentendo eventuali aggiustamenti della posizione delle piastre semi-anulari 51 stesse in fase di assemblaggio.

Ciascuna piastra semi-anulare 51 è provvista, inoltre, di un rispettivo foro 56 passante disposto in posizione sostanzialmente intermedia tra le superfici terminali 54 e 55, preferibilmente in posizione più prossima alle relative superfici 55.

La piastra anulare 52 è provvista di un foro 57 centrale passante ed è calettata sulla superficie esterna 21 dell’anello esterno 20, ovvero, per l’esattezza, è calettata sul bordo 24 in posizione assialmente a ridosso delle due piastre semi-anulari 51, ed è ulteriormente provvista, per ciascuna piastra semi-anulare 51, di un rispettivo foro 58 passante ricavato in corrispondenza del relativo foro 56. Ciascun foro 58 è impegnato da una rispettiva spina 59 elastica, la quale è inserita all’interno sia del foro 58, sia del relativo foro 56 per vincolare la piastra anulare 52 ad entrambe le piastre semi-anulari 51 e per impedire accidentali smontaggi delle piastre semi-anulari 51 dalla scanalatura 23.

Nella forma di attuazione esemplificativa illustrata nella figura 1, il foro 57 centrale passante presenta, preferibilmente ma non necessariamente, una pluralità di tratti 70 cilindrici distribuiti attorno all’asse X e intervallati da scassi 71, che non fungono solo da alleggerimento per la piastra 52, ma si rivelano anche utili nel momento in cui la piastra 52 debba essere eventualmente disimpegnata dal bordo 24 in quanto riducono l’attriti, ovvero la forza necessaria alla rimozione, e, ovviamente, al montaggio, della piastra 52 stessa.

In particolare, ciascuna spina 59 elastica, inserendosi nei fori 56 e 58, si comprime in senso radiale esercitando, una volta inserita, una reazione elastica in espansione contro le pareti di fori 56 e 58 stessi e bloccando, pertanto, qualsiasi movimento assiale reciproco delle piastre semi-anulari 51 e della piastra 52. Inoltre, ciascuna spina 59 funge, nei confronti della relativa piastra semi-anulare 21, come un fulcro di una leva di primo grado alle cui estremità sono disposte le superfici terminali 54 e 55: poiché le superfici terminali 54 di una piastra semi-anulare 51 sono disposte a ridosso delle superfici terminali 54 dell’altra piastra semianulare 51, così come le superfici terminali 55 di una piastra semi-anulare 51 sono disposte a ridosso delle superfici terminali 55 dell’altra piastra semi-anulare 51, non sussiste alcuna possibilità di rotazione delle piastre semi-anulari 51 né rispetto alla relativa spina 59, né l’una rispetto all’altra. In altre parole, una volta che i bordi 53 delle piastre semianulari 51 sono inseriti all’interno della scanalatura 23, e che le spine 59 sono inserite nei fori 56 e 58, non c’è più alcuna possibilità di movimento assiale sia delle piastre semi-anulari 51, sia della piastra anulare 52.

Inoltre, sia il bordo 24, sia il foro 57, che, nella figura 2 è alternativamente illustrato di forma cilindrica, sono provvisti di rispettive spianature 24a e 57a antirotazionali, le quali sono impegnate tra loro per impedire la rotazione della piastra anulare 52 rispetto all’anello esterno 20, ovvero, per impedire la rotazione anche delle piastre semi-anulari 51 rispetto all’anello esterno 20.

In altre parole, grazie all’impegno delle due piastre semi-anulari 51 nella scanalatura 23, al bloccaggio due piastre semi-anulari 51 con la piastra anulare 52 mediante le spine 59, e all’impegno reciproco delle due spianature 24a e 57a, la flangia 50 risulta essere totalmente bloccata sull’anello esterno 20 non avendo alcun grado di libertà né lungo l’asse X, né attorno all’asse X stesso.

Ai fini del montaggio del cuscinetto 10 con i citati elementi meccanici esterni, così come anche illustrato nella figura 2, sia le piastre semi-anulari 51, sia la piastra anulare 52 sono provvisti di rispettivi fori 51a e 52a passanti, laddove i fori passanti 51a delle piastre semi-anulari 51 sono allineati con i fori passanti 52a della piastra anulare 52. I fori 51a e 52a sono uniformemente distribuiti attorno all’asse X, e il numero complessivo di fori 51a e di fori 52a varia al variare del tipo di applicazione: nell’esempio di attuazione illustrato nelle figure annesse, a tipo esemplificativo, ciascuna piastra semi-anulare 51 è provvista di tre fori 51a e la piastra 52 è provvista di sei fori 52a.

La piastra anulare 52 presenta uno spessore assiale di dimensioni pari alle dimensioni assiali del bordo 24 in modo che, una volta disposta a riodosso delle due piastre semi-anulari 51, una sua faccia laterale 52b libera, ovvero una sua faccia opposta a quella a ridosso delle due piastre semi-anulari 51, risulti essere disposta in posizione complanare alla superficie 25 frontale dell’anello esterno 20.

Per quanto riguarda i materiali costruttivi sia delle piastre semianualri 51, sia della piastra anulare 52, questi possono essere scelti liberamente a prescindere dall’acciaio per cuscinetti di cui possono essere realizzati gli anelli esterno 20 e interno 30. In particolare, potranno essere scelti sia materiali metallici, sia materiali plastici o combinazioni di essi a seconda delle sollecitazioni meccaniche che la flangia 50 e il cuscinetto 10 dovranno sopportare.

Da quanto sopra risulta evidente che l’adozione di una flangia 50 assemblabile come quella descritta ampia in modo considerevole l’utilizzo del cuscinetto 10 e permette di standardizzare la produzione degli anelli 20 e 30 a prescindere dall’uso finale del cuscinetto 10 stesso con notevoli risparmi in termini di tempi e di costi di produzione.

Si intende che l’invenzione non è limitata alla forma di realizzazione qui descritta ed illustrata, che è da considerarsi come esempio di attuazione del cuscinetto flangiato radiale a corpi volventi, che è invece suscettibile di ulteriori modifiche relative a forme e disposizioni di parti, dettagli costruttivi e di montaggio.

Alternativamente, infatti, a seconda di specifiche esigenze sia di tipo tecnico, sia di tipo economico, le spine 59 e, di conseguenza, i fori fori 56 e 58 posso essere filettati, oppure vantaggiosamente sostituiti da punti di saldatura o localizzati nelle medesime posizione dei fori 56 e 58, oppure distribuiti lungo le piastre semi-anulari 51 e la piastra anulare 52. In tal caso, le piastre semi-anulari 51 e la piastra anulare 52 dovranno essere realizzate di materiale metallico.

Anche le dimensioni assiali delle piastre semi-anulari 51 e della piastra anulare 52, che, nella presente forma di attuazione sono sostanzialmente simili, possono essere variate a seconda degli utilizzi dell’cuscinetto flangiato 10 sopra descritto. Come già sottolineato, la possibilità di assemblare la flangia 50 all’anello esterno 20 e la particolare esecuzione tecnica della flangia 50 stessa permettono una ampia gamma di configurazioni del cuscinetto 10.

Claims

R I V E N D I C A Z I O N I 1. Cuscinetto flangiato (10) radiale a corpi (41) volventi, il cuscinetto (10) comprendendo: - un anello esterno (20) radialmente delimitato da una superficie esterna (21); - un anello interno (30) montato coassiale e interno all’anello esterno (20); - una corona (40) di corpi volventi (41) interposta tra i due anelli (20, 30) per permettere la rotazione relativa dei due anelli (20, 30); e - una flangia (50) solidale con l’anello esterno (20); il cuscinetto (10) essendo caratterizzato dal fatto che l’anello esterno (20) è provvisto di una scanalatura (23) di assemblaggio ricavata attraverso la superficie esterna (21) stessa; e che la flangia (50) non è una flangia (50) integrale con l’anello esterno (20), ma è assemblato in modo disimpegnabile all’anello esterno (20) in corrispondenza della scanalatura (23) di assemblaggio.
2. Cuscinetto flangiato secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la flangia (50) comprende mezzi di ancoraggio (51) inseriti parzialmente nella scanalatura (23) di assemblaggio per ancorare la flangia (50) all’anello esterno (20), e mezzi di bloccaggio (52) disposti assialmente a ridosso dei mezzi di ancoraggio (51) per bloccare i mezzi di ancoraggio (51) all’interno della scanalatura (23) di assemblaggio.
3. Cuscinetto flangiato secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che i mezzi di ancoraggio (51) comprendono due piastre semi-anulari (51) indipendenti tra loro e provviste di rispettivi bordi (53) radialmente interni inseriti all’interno della detta scanalatura (23) di assemblaggio.
4. Cuscinetto flangiato secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che i mezzi di bloccaggio (52) comprendono una piastra anulare (52) provvista di un foro centrale (57) passante e calettata sulla superficie esterna (21) dell’anello esterno (20); la piastra anulare (52) essendo disposta assialmente a ridosso delle due piastre semi-anulari (51) ed essendo vincolata ad entrambe le piastre semianulari (51).
5. Cuscinetto flangiato secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che i mezzi di bloccaggio (52) comprendono, per ciascuna piastra semi-anulare (51), almeno una spina (59) inserita attraverso la relativa piastra semi-anulare (51) e la piastra anulare (52) per vincolare tra loro le piastre semi-anulari (51) e la piastra anulare (52).
6. Cuscinetto flangiato secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che la scanalatura (23) di assemblaggio definisce, sulla superficie esterna (21) dell’anello esterno (20), un bordo anulare (24) di montaggio sul quale la piastra anulare (52) è calettata; il bordo anulare (24) di montaggio e il foro (57) passante della piastra anulare (52) essendo provvisti di rispettive spianature (24a, 57a) antirotazionali e impegnate tra loro per impedire la rotazione della piastra anulare (52) rispetto all’anello esterno (20).
7. Cuscinetto flangiato secondo la rivendicazione 5 o 6, caratterizzato dal fatto che ciascuna piastra semi-anulare (51) è provvista di una rispettiva coppia di superfici terminali (54, 55) di appoggio: le superfici terminali (54, 55) di appoggio di ciascuna piastra semi-anulare (21) essendo affacciate e a contatto con le superfici terminali (54, 55) di appoggio dell’altra piastra semi-anulare (51), ed essendo disposte da bande opposte della relativa spina (59).
8. Cuscinetto flangiato secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che le piastre semi-anulari (51) e la piastra anulare (52) sono provvisti di rispettivi fori (51a, 52a) passanti: i fori (51a) passanti delle piastre semi-anulari (51) essendo assialmente allineati con i fori passanti (52a) della piastra anulare (52).