ITTO20131001A1

ITTO20131001A1 - Gruppo cuscinetto-mozzo per uso agricolo

Info

Publication number: ITTO20131001A1
Application number: IT001001A
Authority: IT
Inventors: Luca Ciulla; Carlo Maldera; Ferdinando Patalacci
Original assignee: Skf Ab
Priority date: 2013-12-05
Filing date: 2013-12-05
Publication date: 2015-06-06
Also published as: EP2881261A1; RU2014149228A; CA2873203A1; US9226441B2; US20150156954A1

Description

Descrizione a corredo di una domanda di brevetto per invenzione industriale dal titolo: GRUPPO CUSCINETTO-MOZZO PER USO AGRICOLO

D E S C R I Z I O N E

Settore Tecnico dell’Invenzione

La presente invenzione è relativa ad un gruppo cuscinetto-mozzo per uso agricolo, industriale, “off – highway” e per applicazioni similari. In particolare il gruppo cuscinetto-mozzo è applicato ad un disco agricolo per lo spargimento di fertilizzante su terreno agricolo.

Tecnica Nota

In ambito agricolo, sono noti dispositivi in forma di disco liscio o dentellato che posti in rotazione dal contatto con il terreno, sono in grado di solcarlo per eseguire operazioni tipo aratura, semina, spargimento del fertilizzante, o altre operazioni similari. Tali dischi sono solitamente montati fianco a fianco su rispettivi assi sporgenti a sbalzo dal telaio di una macchina agricola. Ciascun disco è montato girevolmente mediante un'unita cuscinetto-mozzo, a sviluppo sostanzialmente assialsimmetrico, comprensiva di uno o due anelli radialmente interni e stazionari, fissati su un asse centrale sporgente a sbalzo da un braccio del telaio della macchina agricola, un anello radialmente esterno ed una doppia corona di sfere interposte tra gli anelli interni ed esterno. Gli anelli interni, e quindi l'intera unità cuscinetto, sono bloccati assialmente contro uno spallamento dell'asse per effetto del serraggio di una ghiera o di un dado avvitato sull'estremità libera dell'asse. L’anello esterno può essere contenuto in un corpo di alloggiamento che è integrale con una flangia radiale esterna per il montaggio del disco. Il tutto poi è chiuso da un coperchio che potrà essere piantato con interferenza nel corpo oppure avvitato. Il corpo che alloggia l’anello esterno è di norma realizzato in materia plastica e può essere costampato, secondo nota tecnologia, sull’anello medesimo. Il raffreddamento della plastica, a costampaggio avvenuto, determina una contrazione dimensionale del corpo e, di conseguenza, un’interferenza radiale tra la superficie radialmente interna del corpo e la superficie radialmente esterna dell’anello esterno del cuscinetto.

Sfortunatamente l’interferenza radiale che si viene a creare tra corpo e anello esterno non è sufficiente perché il gruppo possa adempiere a tutte le applicazioni cui è stato destinato. Allo stesso tempo, soluzioni che mirino ad aumentare il “grip” tra metallo e plastica (ad esempio, creare una pluralità di gole lungo la superficie esterna dell’anello, all’interno delle quali far fluire la plastica liquida del corpo da costampare) portano alla realizzazione di gruppi cuscinetto-mozzo non convenzionali e pertanto non convenienti sotto il profilo economico.

Sintesi dell’Invenzione

Scopo della presente invenzione è quello di realizzare un gruppo cuscinetto-mozzo per uso agricolo, il quale sia esente dagli inconvenienti sopra descritti.

Secondo la presente invenzione è descritto un gruppo cuscinettomozzo, avente le caratteristiche enunciate nella rivendicazione indipendente annessa.

Ulteriori modi di realizzazione dell’invenzione, preferiti e/o particolarmente vantaggiosi, sono descritti secondo le caratteristiche enunciate nelle rivendicazioni dipendenti annesse.

Breve Descrizione dei Disegni

L’invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano alcuni esempi di attuazione non limitativi, in cui:

- la figura 1 è una sezione del gruppo cuscinetto- mozzo secondo una prima forma di attuazione della presente invenzione;

- la figura 2 è una sezione del gruppo cuscinetto- mozzo secondo una seconda forma di attuazione della presente invenzione;

- la figura 3 è un dettaglio in vista assonometrica di un anello di ritenzione utilizzato nella forma di attuazione dell’invenzione di figura 2;

- la figura 4 è una sezione del gruppo cuscinetto- mozzo secondo una terza forma di attuazione della presente invenzione;

- la figura 5 è una sezione del gruppo cuscinetto- mozzo secondo una quarta forma di attuazione della presente invenzione.

Descrizione Dettagliata

Con riferimento alla figura 1, una forma di attuazione dell’invenzione è relativa ad un gruppo cuscinetto-mozzo 10, per un disco agricolo, di tipo noto e per questo non rappresentato. Il gruppo cuscinetto-mozzo comprende un anello esterno girevole 11, al cui esterno è realizzato un corpo 12 in materiale plastico ottenuto per costampaggio sull’anello esterno 11. Il corpo, da un lato, forma una flangia radiale 12’ per il montaggio del disco mediante bulloni (non mostrati) da inserire in una pluralità di inserti metallici filettati 13. Una doppia corona 14, 15 di elementi di rotolamento 15’ (per esempio, sfere) è interposta tra l'anello esterno 11 ed una coppia di anelli interni 16, 17 montati strettamente fianco a fianco su un asse centrale A sporgente a sbalzo da un braccio (anch’esso non mostrato) del telaio della macchina agricola. Gli anelli interni 16, 17 sono serrati assialmente in posizione contro uno spallamento dell'asse A mediante una ghiera avvitata sull' estremità libera dell'asse A. Tale montaggio è di tipo noto e non è per questo rappresentato in figura. Sul lato opposto a quello della flangia 12’, un coperchio 18 di chiusura è montato sul corpo 12 e tra il corpo ed il coperchio un anello di tenuta 19 è accolto in una gola radiale e circolare 20 del corpo 12 ed è compresso tra il corpo 12 ed il coperchio 18 per assicurare la tenuta contro l'ingresso di contaminanti verso le parti interne del cuscinetto.

Un dispositivo di tenuta a cassetta 21 è disposto dal lato dell'unita 10 dove si monta il disco agricolo. Il dispositivo di tenuta 21 è costituito da una parte girevole ed una parte stazionaria.

L’invenzione, secondo le differenti forme di attuazione di seguito descritte, prevede l’utilizzo di anelli di ritenzione assiale, volti ad aumentare il “grip” in direzione assiale tra corpo 12 e anello esterno 11, in aggiunta a quanto ottenuto per mezzo dell’interferenza radiale tra corpo in plastica e anello esterno, in particolare, tra la superficie 110 dell’anello e la superficie 120 del corpo. Secondo questa prima forma di attuazione, gli anelli di ritenzione assiali consistono nel fatto che l’anello esterno 11 presenta due porzioni terminali 111, 112, le cui rispettive superfici esterne 111’, 112’ sono localizzate in direzione radialmente interna rispetto alla superficie 110. In pratica le estremità dell’anello presentano uno scarico in direzione radiale verso l’asse di rotazione A. Nel volume reso disponibile dai suddetti scarichi, durante l’operazione di costampaggio, potrà fluire una parte del materiale plastico del corpo 12 andando a formare due porzioni di estremità 121, 122, le cui rispettive superfici interne 121’, 122’ corrisponderanno e combaceranno con le superfici 111’ e 112’ dell’anello. In altre parole, le porzioni 121 e 122 del corpo assumeranno la forma di un dente che occuperà il volume lasciato disponibile dalle porzioni 111 e 112 dell’anello esterno. In questo modo, l’ingaggio delle porzioni 121 e 122 con l’anello scaricato aumenteranno la resistenza assiale allo scorrimento del corpo rispetto all’anello e viceversa.

Con riferimento alla figura 2, una forma di attuazione alternativa dell’invenzione prevede l’utilizzo di un solo mezzo di ritenzione assiale come quello già descritto per la soluzione precedente in figura 1 e di un ulteriore mezzo di ritenzione che verrà descritto nel seguito. Ad esempio, dal lato del coperchio 18, ci potrà essere un mezzo di ritenzione assiale del tipo precedentemente descritto: una porzione 111 dell’anello esterno 11 è scaricata rispetto all’ingombro radiale dell’anello stesso e contemporaneamente una porzione a guisa di dente 121 del corpo 12, che si ottiene durante l’operazione di costampaggio, come già descritto. Invece, dal lato della flangia 12’, l’ulteriore mezzo di ritenzione assiale è costituito da un anello di ritenzione 200 che è montato con interferenza radiale sull’anello esterno 11 del cuscinetto. Anche quest’anello di ritenzione incrementa la resistenza assiale allo scorrimento del cuscinetto rispetto al corpo esterno costampato. Infatti, la forma dell’anello e le sue dimensioni sono state ottimizzate per massimizzare la sua capacità di ritenzione. In figura 3 è illustrato un esempio di realizzazione dell’anello di ritenzione 200. Esso presenta una geometria assialsimmetrica con una sezione sostanzialmente ad “L” avente un’ala 210 a sviluppo sostanzialmente radiale che conferisce un’adeguata resistenza all’anello dal momento che è montato con interferenza radiale sull’anello esterno del cuscinetto e con un’ala a sviluppo sostanzialmente assiale 220. In direzione assiale la sezione dell’anello non è piena ma comprende una prima pluralità di vani 230 con contorno a forma di “U” e una seconda pluralità di vani 240 aventi una forma sostanzialmente a tazza. Infine un’appendice 250 sempre a sviluppo assiale è piegata in direzione radialmente esterna. In pratica, la presenza di tale anello di ritenzione incrementa la resistenza allo scorrimento assiale del cuscinetto rispetto al corpo, commutando l’interferenza radiale tra corpo e anello in ritenzione assiale. L’anello è connesso rigidamente al corpo in plastica attraverso il costampaggio, dal momento che la plastica può fluire entro le due pluralità di vani 230 e 240. Anche l’appendice 250 con inclinazione radiale esterna, contribuisce all’incremento della resistenza assiale allo scorrimento.

In figura 2 è anche evidente che l’ala 210 dell’anello di ritenzione 200 lavora come un distanziale che separa l’anello esterno 11 dal dispositivo di tenuta 21. L’utilizzo di un distanziale consente di poter premontare il dispositivo di tenuta 21 sul cuscinetto, prima che sull’anello esterno del cuscinetto sia costampato il corpo 12. La funzione del distanziale, ovvero dell’ala 210, che si interpone tra anello esterno 11 e dispositivo di tenuta 21, è quella di contenere il flusso della plastica durante le operazioni di costampaggio e consentire inoltre la corretta chiusura dello stampo, evitando il contatto tra il dispositivo di tenuta 21 e l’anello 11. L’assenza di un distanziale siffatto, come ad esempio nella configurazione di Fig. 1, non consente il costampaggio del dispositivo di tenuta sul cuscinetto e quindi la realizzazione delle forme descritte nel disegno di Fig. 1 attraverso un’unica operazione.

Una terza configurazione dell’invenzione è mostrata in Fig. 4. Tale configurazione prevede un primo mezzo di ritenzione assiale che è costituito da un anello di ritenzione 200, come definito in Fig. 3 e localizzato dal lato del coperchio 18. Dal lato della flangia 12’ si ha invece un secondo mezzo di ritenzione assiale costituito dall’accoppiamento della porzione 112, porzione scaricata dell’anello esterno 11. con la porzione 122, porzione a forma di dente sul corpo in plastica 12, ovvero la medesima soluzione illustrata in Fig. 1. Infine è possibile introdurre un distanziale costituito da un anello 400 comprendente una porzione 200’ (simile all’ala a sviluppo sostanzialmente assiale 220 dell’anello 200, come precedentemente descritto) ed un’appendice 300’ (simile all’alla a sviluppo sostanzialmente radiale 210 dell’anello 200) che si estende in direzione radialmente interna ed è conformata a guisa di distanziale (ed in effetti è dimensionalmente e funzionalmente equivalente al distanziale, precedentemente descritto con riferimento alla Fig. 2).

Infine, un ulteriore possibile realizzazione dell’invenzione è mostrata in figura 5: sia lato coperchio che lato flangia, è previsto come mezzo di ritenzione assiale un anello di ritenzione 200, del tutto simile alla forma di attuazione descritta con riferimento alla Fig. 3. Nella configurazione a doppio anello, gli anelli di ritenzione potranno comunque essere dotati di un’ala a sviluppo sostanzialmente radiale 210, a guisa di distanziale, con la funzione di contenere il flusso della plastica durante le operazioni di costampaggio e consentire inoltre la corretta chiusura dello stampo, evitando il contatto tra il dispositivo di tenuta 21 e l’anello 11.

In conclusione, l’invenzione proposta consente la realizzazione del costampaggio del corpo sul cuscinetto in tutte le applicazioni possibili, oltre che di avere notevolmente incrementato la forza di ritenzione assiale allo scorrimento reciproco del corpo rispetto al cuscinetto e viceversa. L’utilizzo della soluzione costampata consente a sua volta di ottenere migliori prestazioni relative alla tenuta, una maggiore resistenza alla corrosione per riduzione di parti metalliche direttamente esposte all’ambiente esterno, una facilità di montaggio e, non ultimo, una notevole riduzione di peso.

Oltre ai modi di attuazione dell’invenzione, come sopra descritti, è da intendere che esistono numerose ulteriori varianti. Deve anche intendersi che detti modi di attuazione sono solo esemplificativi e non limitano l’oggetto dell’invenzione, né le sue applicazioni, né le sue configurazioni possibili. Al contrario, sebbene la descrizione sopra riportata rende possibile all’uomo di mestiere l’attuazione della presente invenzione almeno secondo una sua configurazione esemplificativa, si deve intendere che sono concepibili numerose variazioni dei componenti descritti, senza che per questo si fuoriesca dall’oggetto dell’invenzione, come definito nelle rivendicazioni allegate, interpretate letteralmente e/o secondo i loro equivalenti legali.

Claims

R I V E N D I C A Z I O N I 1. Gruppo (10) cuscinetto-mozzo per uso agricolo comprendente: - un cuscinetto a rotolamento provvisto di un anello esterno (11), di almeno un anello interno (16, 17), di almeno una corona (14, 15) di elementi di rotolamento (15’) e di un dispositivo di tenuta (21), - un corpo (12) di alloggiamento del cuscinetto a rotolamento, avente una configurazione pressoché cilindrica anulare che ad un’estremità forma una flangia radiale (12’), e che contiene al suo interno il cuscinetto a rotolamento ed è in diretto contatto con l’anello esterno (11) del cuscinetto, - un coperchio (18) di chiusura montato sul corpo (12) all’estremità opposta rispetto a quella ove il corpo forma la flangia (12’), avente forma di tazza, il gruppo (10) essendo caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi di ritenzione assiale (111, 112, 121, 122, 200, 400) disposti lungo una superficie esterna (110) dell’anello esterno (11) per opporsi allo scorrimento assiale dell’anello esterno (11) rispetto al corpo (12).
2. Gruppo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di ritenzione assiale comprendono almeno una porzione (121, 122) del corpo (12) conformata a dente che si estende lungo una direzione radialmente interna, ed almeno una corrispondente porzione (111, 112) dell’anello esterno (11), che, scaricata lungo la medesima direzione radialmente interna, rende disponibile un volume che è occupato dalla suddetta porzione a dente (121, 122).
3. Gruppo secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di ritenzione assiale comprendono un anello di ritenzione (200, 400) che è montato con interferenza radiale sull’anello esterno (11) del cuscinetto.
4. Gruppo secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che l’anello di ritenzione (200, 400) presenta una sezione sostanzialmente ad “L”, avente un’ala (210) a sviluppo sostanzialmente radiale che conferisce una resistenza all’anello e un’ala a sviluppo sostanzialmente assiale (220) e dal fatto che in direzione assiale l’anello comprende una pluralità di vani (230, 240).
5. Gruppo secondo la rivendicazione 3 o 4, caratterizzato dal fatto che l’anello di ritenzione (200, 400) comprende un’appendice (250) a sviluppo assiale e piegata lungo una direzione radialmente esterna.
6. Gruppo secondo la rivendicazione 4 o 5, caratterizzato dal fatto che l’ala (210) a sviluppo sostanzialmente radiale separa l’anello esterno (11) dal dispositivo di tenuta (21).
7. Gruppo secondo una delle rivendicazioni da 3 a 6, caratterizzato dal fatto che detto anello di ritenzione (400) comprende un’appendice (300’) che si estende in direzione radialmente interna ed è montata tra l’anello esterno (11) ed il dispositivo di tenuta (21).