ITTO20130772A1

ITTO20130772A1 - Cuscinetto flangiato radiale a corpi volventi

Info

Publication number: ITTO20130772A1
Application number: IT000772A
Authority: IT
Inventors: Roberto Mola; Matteo Pastorino; Riccardo Restivo; Gianpiero Scaltriti
Original assignee: Skf Ab
Priority date: 2013-09-25
Filing date: 2013-09-25
Publication date: 2015-03-26
Also published as: CN104613092A; EP2853761A1; US9388858B2; CN104613092B; EP2853761B1; US20150086147A1

Description

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

DESCRIZIONE

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 in sezione assiale, di una preferita forma di attuazione del cuscinetto flangiato radiale a corpi volventi della presente invenzione; e

- la figura 2 è una in sezione e in scala ingrandita di un particolare del cuscinetto della figura 1.

Descrizione Dettagliata

Con riferimento alla figure 1 e 2, con 10 è indicato nel suo complesso un cuscinetto flangiato radiale a corpi 11 volventi, in particolare sfere.

Il cuscinetto 10 presenta un asse X centrale di rotazione, e comprende:

- un anello esterno 20, il quale è delimitato radialmente da una superficie 21 esterna cilindrica e assialmente da una superficie 25 frontale anulare trasversale all’asse X, ed è 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 12 di corpi 11 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 o in tutte le applicazioni dove risulti necessario bloccare assialmente il cuscinetto 10, il quale 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 non 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, dalla superficie 25 frontale.

Secondo quanto meglio illustrato nella figura 2, la scanalatura 23 di assemblaggio è provvista di una superficie 23a di fondo cilindrica disposta attorno a un rispettivo asse E centrale parallelo, ma differente dall’asse X centrale, ed è assialmente delimitata da due superfici 23b e 23c laterali disposte l’una dall’altra ad almeno una distanza D assiale minima determinata. In altre parole, la superficie 23a di fondo è eccentrica rispetto alla superficie 21 esterna del cuscinetto 10, mentre la superficie 23c laterale è perpendicolare all’asse centrale X e la superficie 23b laterale è inclinata rispetto all’asse centrale X stesso cosicché da conferire una conformazione svasata alla scanalatura 23 di assemblaggio e in modo tale da poter misurare la distanza D1 assiale minima della scanalatura 23 di assemblaggio stessa in corrispondenza della superficie 23a di fondo e di avere una dimensione assiale D2 massima della scanalatura 51 di assemblaggio in corrispondenza della superficie 21.

Siccome la flangia 50 è, come vedremo meglio nel seguito della presente descrizione, assemblata all’anello esterno 20 a prescindere dal tipo di anello esterno 20 utilizzato, 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 prescindere dal tipo di applicazione del cuscinetto 10 stesso, e sarà sufficiente a fine processo associare 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:

- un elemento strutturale 40 di montaggio disposto attorno all’anello esterno 20 in corrispondenza della scanalatura 23 di assemblaggio per permettere il montaggio del cuscinetto con elementi meccanici esterni, e

- un anello 51, preferibilmente elastico realizzato di materiale metallico oppure plastico oppure anche gommoso, inserito nella scanalatura 23 di assemblaggio e annegato all’interno dell’elemento strutturale 40 di montaggio per ancorare la flangia 50 all’anello esterno 20.

L’anello 51 può essere un anello di tipo “seeger”, ovvero un anello d'arresto d'acciaio elastico di circonferenza non completa, ed è solo parzialmente inserito all’interno della scanalatura 23 di assemblaggio essendo provvisto di una porzione 53 anulare sporgente, la quale sporge radialmente all’esterno della scanalatura 23 di assemblaggio stessa ed è radialmente delimitata da una superficie 53a cilindrica. Le dimensioni radiali della porzione 53 anulare sporgente, così come anche le dimensioni radiali complessive dell’anello 51 sono scelte a seconda del tipo di applicazione del cuscinetto 10 in quanto l’anello 51, oltre alla funzione di ancorare la flangia 50 all’anello esterno 20, costituisce anche una armatura interna dell’elemento strutturale 40

L’anello 51 ha uno spessore S assiale radialmente costante di dimensioni inferiori alle dimensioni della distanza D1 assiale minima tra le superfici 23b e 23c, ed è disposto all’interno della scanalatura 23 di assemblaggio direttamente a ridosso della superficie 23c e a contatto con la superficie 23a di fondo. Date le caratteristiche geometriche testé descritte della scanalatura 23 di assemblaggio e dell’anello 51, tra la superficie 23b e l’anello 51 si forma una sede 26 radialmente svasata e comunicante all’esterno della superficie 21.

L’elemento strutturale 40 di montaggio comprende un corpo unico 41 di materiale plastico di dimensioni assiali maggiori della dimensione D2 assiale massima della scanalatura 23 di assemblaggio e di dimensioni radiali, a partire dalla superficie 21, maggiori alle dimensioni radiali della porzione 53 radialmente sporgente dell’anello 51. L’elemento strutturale 40 viene realizzato per costampaggio del corpo unico 41 di materiale plastico attorno all’anello esterno 20 e all’anello 51 e, pertanto, quest’ultimo risulta essere non solo completamente annegato all’interno del corpo unico 41 stesso, ma anche completamente bloccato all’interno della scanalatura 23 di assemblaggio senza alcuna possibilità di movimento sia assiale, sia circonferenziale come anche verrà meglio spiegato nel seguito.

Nell’esempio di attuazione illustrato nella figura 1, il corpo unico 41 sovrasta l’anello 51 ricoprendone completamente la superficie 53a cilindrica, e, a causa dell’eccentricità della superficie 23a di fondo della scanalatura 53 di assemblaggio, che determina anche un montaggio parimenti eccentrico dell’anello 51 attorno all’asse X, ne blocca completamente ogni possibile movimento attorno all’asse X stesso. In altre parole, l’eccentricità della superficie 23a di fondo della scanalatura 23 di assemblaggio e la conseguente eccentricità dell’anello 51 fungono da mezzi antirotazionali sia dell’anello 51, sia del corpo unico 41, ovvero dell’elemento strutturale 40, una cui superficie 40a radiale esterna è coassiale alla superficie 23a, ed è di forma cilindrica.

Il corpo unico 41 comprende una porzione anulare frontale 42 disposta a contatto con il bordo anulare 24 di montaggio e allineata con la superficie 25, e una porzione anulare posteriore 43, la quale è disposta a sostanziale contatto con la superficie 21, e si estende all’interno della sede 26 della scanalatura 23 di assemblaggio. L’inserimento della porzione anulare posteriore 43 nella sede 26 avviene durante il costampaggio del corpo unico 41 e l’inclinazione della superficie 23b serve appunto per facilitare il flusso del materiale plastico all’interno della sede 26 stessa durante il costampaggio. Il corpo unico 41 comprende, infine, una porzione anulare centrale 44 disposta tra la porzione anulare frontale 42 e la porzione anulare posteriore 43 a ridosso della superficie 53a e delimitata esternamente dalla superficie 40a. Poiché la superficie 53a è coassiale all’asse X, mentre la superficie 53a è coassiale all’asse E, la porzione anulare centrale 44 presenta uno spessore radiale variabile attorno all’asse X per assorbire l’eccentricità dell’anello 51.

Ai fini del montaggio del cuscinetto 10 con i citati elementi meccanici esterni, il corpo unico 41 può essere o meno dotato di fori passanti (non illustrati) oppure può essere sagomato in modo confacente all’applicazione durante il costampaggio. Anche le dimensioni complessive del corpo unico 41 potranno essere scelte a seconda del tipo di applicazione senza per altro influenzare le dimensioni degli anelli 20 e 30 e dei corpi volventi 11.

Da quanto sopra risulta evidente che l’adozione di una flangia 50 assemblabile, o, per la precisione, costampabile come quella sopra 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.

Claims

R I V E N D I C A Z I O N I 1. Cuscinetto flangiato (10) radiale a corpi (11) volventi, il cuscinetto (10) presentando un primo asse (X) centrale, e 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 (12) di corpi volventi (11) 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) è assemblata, in modo non 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 strutturali di montaggio (40) disposti attorno all’anello esterno (20) in corrispondenza della scanalatura (23) di assemblaggio per permettere il montaggio del cuscinetto (10) con elementi meccanici esterni, e mezzi di ancoraggio (51) inseriti parzialmente nella scanalatura (23) di assemblaggio e annegati all’interno dei mezzi strutturali di montaggio (40) per ancorare la flangia (50) all’anello esterno (20). 3. Cuscinetto flangiato secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che la scanalatura (23) di assemblaggio definisce, sulla superficie esterna (21) dell’anello esterno (20), un bordo anulare (24) di montaggio, ed è assialmente delimitata da una prima e una seconda superficie laterale (23b, 23c) disposte l’una dall’altra ad almeno una distanza (D1) assiale minima determinata.
3. Cuscinetto flangiato secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che i mezzi di ancoraggio (51) comprendono un anello (51), preferibilmente elastico e/o metallico, inserito parzialmente all’interno della detta scanalatura (23) di assemblaggio e provvisto di una porzione radialmente sporgente (53) all’esterno della scanalatura (23) di assemblaggio.
4. Cuscinetto flangiato secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che l’anello elastico (51) ha uno spessore assiale di dimensioni inferiori alle dimensioni della distanza (D1) assiale minima tra la prima e la seconda superficie laterale (23b, 23c).
5. Cuscinetto flangiato secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che la scanalatura (23) di assemblaggio è provvista di una superficie (23c) di fondo cilindrica disposta attorno a un rispettivo secondo asse centrale (E) parallelo, ma differente dal primo asse centrale (X).
6. Cuscinetto flangiato secondo la rivendicazione 4 o 5, caratterizzato dal fatto che i mezzi strutturali di montaggio (40) comprendono un corpo unico (41) di materiale plastico di dimensioni assiali maggiori di una dimensione (D2) assiale massima della scanalatura (23) di assemblaggio e di dimensioni radiali maggiori alle dimensioni radiali della porzione radialmente sporgente (53) a partire dalla superficie esterna (21) dell’anello esterno (20).
7. Cuscinetto flangiato secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che il corpo unico (41) di materiale plastico comprende una porzione anulare frontale (42) disposta a contatto con il bordo anulare (24) di montaggio, e una porzione anulare posteriore (43) inserita all’interno della scanalatura (23) di assemblaggio tra l’anello elastico (51) e la prima superficie laterale (23a).
8. Cuscinetto flangiato secondo la rivendicazione 7, caratterizzata dal fatto caratterizzato dal fatto che la seconda superficie laterale (23b) è perpendicolare al primo asse centrale (X) e la prima superficie laterale (23a) è inclinata rispetto al primo asse centrale (X); la distanza (D1) assiale minima misurandosi in posizione più prossima al primo asse centrale (X).