ITTO951041A1

ITTO951041A1 - SEALING UNIT FOR BEARINGS OF ROTATING ORGANS IN THE PRESENCE OF LIQUIDS, PARTICULARLY FOR ROTATING BASKETS OF WASHING MACHINES, AND SIMILAR

Info

Publication number: ITTO951041A1
Application number: IT95TO001041A
Authority: IT
Inventors: Roberto Fabro
Original assignee: Stefa S R L
Priority date: 1995-12-22
Filing date: 1995-12-22
Publication date: 1997-06-22
Also published as: IT1281100B1; ITTO951041A0

Abstract

L'unità di tenuta per cuscinetti con drenaggio di liquidi è utilizzata in generale su macchine aventi un organo rotante su cuscinetti a rotolamento in presenza di liquidi, quali acqua, o soluzioni acquose di detersivi, o sospensioni di sporcizia in acqua; in particolare l'unità di tenuta è adatta per essere utilizzata su lavatrici, centrifugatrici, ecc.; l'unità di tenuta è composta da una guarnizione anulare in due parti, una rotante montata sull'albero di sostegno del cestello rotante e provvista di un labbro assiale di tenuta, l'altra parte è solidale al supporto fisso del cuscinetto ed è costituita da una guarnizione anulare provvista di due labbri striscianti sulla parte rotante, dei quali un labbro è forzato da un elemento a molla avvolgente, di costrizione; all'interno della sede del cuscinetto nel supporto fisso, è ricavato un condotto collettore anulare collegato a dei canali assiali comunicanti con l'ambiente esterno, per la raccolta e l'evacuazione dei liquidi che eventualmente avessero superato le barriere formate dai labbri della guarnizione anulare; i canali assiali sono previsti in numero e con spaziatura tali, da evitare che i liquidi raggiungano gli elementi rotolanti del cuscinetto.(Figura 1).The sealing unit for bearings with liquid drainage is generally used on machines having a rotating member on rolling bearings in the presence of liquids, such as water, or aqueous solutions of detergents, or suspensions of dirt in water; in particular the sealing unit is suitable for use on washing machines, centrifuges, etc .; the sealing unit is composed of a two-part annular gasket, a rotating one mounted on the support shaft of the rotating basket and provided with an axial sealing lip, the other part is integral with the fixed bearing support and consists of an annular gasket provided with two sliding lips on the rotating part, of which one lip is forced by a wrapping spring element, of constriction; inside the seat of the bearing in the fixed support, there is an annular manifold duct connected to axial channels communicating with the external environment, for the collection and evacuation of liquids that may have overcome the barriers formed by the lips of the annular gasket ; the axial channels are provided in numbers and with such spacing, to prevent liquids from reaching the rolling elements of the bearing (Figure 1).

Description

D E S C R I Z I O N E DESCRIPTION

La presente invenzione si riferisce a una unità di tenuta per cuscinetti di organi rotanti in presenza di liquidi, particolarmente indicata per cestelli rotanti di lavatrici, centrifugatrici , ecc. , in cui è necessario proteggere gli elementi rotolanti del cuscinetto da infiltrazioni di liquidi, quali acqua calda, soluzioni acquose di detersivi, sospensioni in acqua di sporcizia derivante dal lavaggio di tessuti. The present invention refers to a sealing unit for bearings of rotating members in the presence of liquids, particularly suitable for rotating baskets of washing machines, centrifuge machines, etc. , in which it is necessary to protect the rolling elements of the bearing from infiltration of liquids, such as hot water, aqueous solutions of detergents, suspensions in water of dirt deriving from washing fabrics.

Sono noti attualmente nella tecnica dei dispositivi atti a proteggere gli elementi rotolanti dei cuscinetti, costituiti da schermi metallici ad anello, rivestiti esternamente di materiale impermeabile e fissati in una sede dell'anello esterno del cuscinetto, generalmente fermo, e di larghezza sufficiente a chiudere il vano occupato dagli elementi rotolanti per realizzare una barriera ai liquidi esterni; tali cuscinetti sono inoltre costipati di grasso lubrificante molto denso, ad alto grado di idrofobicità, atto a impedire eventuali infiltrazioni di acqua o altri liquidi contaminanti. Currently in the art are known devices suitable for protecting the rolling elements of the bearings, consisting of metal ring shields, externally coated with waterproof material and fixed in a seat of the outer ring of the bearing, generally stationary, and of sufficient width to close the compartment occupied by the rolling elements to create a barrier to external liquids; these bearings are also packed with very dense lubricating grease, with a high degree of hydrophobicity, designed to prevent any infiltration of water or other contaminating liquids.

Tuttavia tali dispositivi noti offrono un livellò di protezione di scarsa efficacia, specialmente in quelle applicazioni tipiche delle lavatrici a cestello rotante, sottoposte a cicli termici ripetitivi e a contatto con soluzioni acquose di detersivi ad alta temperatura, nelle quali si verifica frequentemente l'inconveniente di infiltrazioni di acqua all'interno del cuscinetto del cestello, con conseguente formazione di ruggine However, these known devices offer a level of protection that is not very effective, especially in those typical applications of washing machines with rotating drum, subjected to repetitive thermal cycles and in contact with aqueous solutions of high temperature detergents, in which the problem of infiltrations frequently occurs. of water inside the basket bearing, resulting in rust

sulle superficie di rotolamento delle sfere e degli anelli e con grande rischio di grippaggio. on the rolling surfaces of the balls and rings and with great risk of seizure.

Pertanto lo scopo principale del presente trovato è di fornire una unità di tenuta per cuscinetti di organi rotanti a contatto di liquidi, esente dagli inconvenienti presentati dai tipi noti di protezione dei cuscinetti. Therefore, the main object of the present invention is to provide a sealing unit for bearings of rotating members in contact with liquids, free from the drawbacks of known types of bearing protection.

Più in particolare lo scopo del trovato è di realizzare una unità di tenuta per cuscinetti in grado non solo di impedire l'ingresso di liquidi nel cuscinetto, ma anche di provvedere ad evacuare eventuali quantità di liquidi occasionalmente infiltrate attraverso la tenuta stessa, in modo tale che il livello di questi liquidi, non raggiunga mai gli elementi rotolanti del cuscinetto. More specifically, the object of the invention is to provide a sealing unit for bearings capable not only of preventing the entry of liquids into the bearing, but also of evacuating any quantities of liquids occasionally infiltrated through the seal itself, in such a way that the level of these liquids never reaches the rolling elements of the bearing.

In accordo con gli scopi del trovato, viene proposta una unità di tenuta per un cuscinetto di un corpo rotante in presenza di liquidi, particolarmente per un cestello rotante di lavatrici, la quale unità comprende un dispositivo di tenuta anulare a guarnizione, composto da una prima parte rotante, collegata al corpo, e da una seconda parte stazionaria, solidale a una bussola fissa di supporto del cuscinetto e concentrica con la prima parte, la prima e seconda parte cooperando reciprocamente per impedire il passaggio di liquidi, e definenti una cavità, interposta tra la seconda parte e il cuscinetto, atta a raccogliere i liquidi eventualmente trafilati attraverso il dispositivo di tenuta, c a r a t t e r iz z a t a dal fatto di comprendere mezzi di In accordance with the purposes of the invention, a sealing unit is proposed for a bearing of a rotating body in the presence of liquids, particularly for a rotating drum of washing machines, which unit comprises an annular sealing device with gasket, consisting of a first rotating part, connected to the body, and by a second stationary part, integral with a fixed bearing support bush and concentric with the first part, the first and second part cooperating reciprocally to prevent the passage of liquids, and defining a cavity, interposed between the second part and the bearing, adapted to collect any liquids drawn through the sealing device, c a r a t t and r iz z a t a by the fact of comprising means of

comunicanti con la cavità e atti a evacuare automaticamente eventuali liquidi trafilati attraverso il dispositivo di tenuta. communicating with the cavity and able to automatically evacuate any liquids drawn through the sealing device.

Questa ed altre caratteristiche dell'invenzione appariranno più chiaramente dalla seguente descrizione di una forma preferita di esecuzione, fatta a titolo esemplificativo, ma non limitativo, con riferimento agli annessi disegni, di cui: This and other characteristics of the invention will appear more clearly from the following description of a preferred embodiment, given by way of non-limiting example, with reference to the attached drawings, of which:

la figura 1 rappresenta una sezione radiale della parte inferiore dell'unità di tenuta per cuscinetti, secondo 1 'invenzione ; Figure 1 represents a radial section of the lower part of the bearing seal unit, according to the invention;

la figura 2 rappresenta una sezione dell'unità di fig. 1, fatta in scala ridotta, secondo un piano normale all'asse di rotazione del cuscinetto di traccia 11 -11; figure 2 represents a section of the unit of fig. 1, made on a reduced scale, according to a plane normal to the axis of rotation of the track bearing 11-11;

la figura 3 rappresenta una applicazione non limitativa dell'unità di tenuta secondo l'invenzione, applicata al cestello rotante di una lavatrice. Figure 3 represents a non-limiting application of the sealing unit according to the invention, applied to the rotating drum of a washing machine.

Con riferimento alle figure del disegno annesso, con 1 è indicato un cuscinetto a sfere montato ad esempio non limitativo, su una lavatrice per supportare un cestello 2 (fig.3), a forma di gabbia cilindrica, cava, rotante all'interno di una vasca 3, montata su una struttura non rappresentata di una lavatrice, intorno ad un asse orizzontale A-A . With reference to the figures of the attached drawing, 1 indicates a ball bearing mounted, for example, non-limiting, on a washing machine to support a drum 2 (fig. 3), in the shape of a cylindrical, hollow cage, rotating inside a tub 3, mounted on a structure of a washing machine, not shown, around a horizontal axis A-A.

Il cestello 2 è fissato coassialmente a sbalzo a un albero 4, rotante nel cuscinetto 1, il cui anello esterno 5 è calettato entro un alloggiamento 6 di una bussola 7 fissa (fig.l), solidale alla vasca 3 della lavatrice; il cuscinetto 1, di tipo semistagno, è provvisto di uno schermo 9, metallico, piano (schermo Z) , fissato all'anello esterno 5, dal lato rivolto verso la vasca 3 di lavaggio, e esteso radialmente fino in prossimità dell'anello interno 8, per isolare dall'esterno la<' >zona di lavoro delle sfere 10. The basket 2 is coaxially fixed to a cantilevered shaft 4, rotating in the bearing 1, the outer ring 5 of which is keyed into a housing 6 of a fixed bush 7 (fig. 1), integral with the tub 3 of the washing machine; the bearing 1, of the semi-tight type, is provided with a flat metal shield 9 (shield Z), fixed to the outer ring 5, on the side facing the washing tank 3, and extended radially up to the inner ring 8, to isolate the working area of the balls 10 from the outside.

Su una sede cilindrica dell'albero 4 è montato un dispositivo di tenuta 11 a guarnizione, costituito da due parti, di cui la prima parte comprende una boccola 12, metallica, calettata sull'albero 4, girevole rispetto ad una seconda parte fissa 14, montata in una sede cilindrica 15 della bussola 7, assialmente adiacente all'alloggiamento del cuscinetto 1; questa seconda parte 14 è composta di una armatura 16 metallica, anulare, comprendente una porzione cilindrica 17 montata nella sede 15 della bussola 7 e una porzione piegata in diagonale verso il cuscinetto 1, formante una parete 18 conica, in modo tale da delimitare una cavità 19 , compresa tra lo schermo 9 del cuscinetto 1 e la parete conica 18 dell'armatura 16; la boccola 12 è provvista di due bordi di estremità 20 e 21 ripiegati radialmente a 90°in sensi opposti; il bordo 20 si estende radialmente in direzione della bussola 7, mentre il bordo 21 si estende in senso opposto, ed è disposto a battuta contro uno spallamento 22 dell'albero 4, ed è atto a sua volta di costituire un distanziale per un corretto montaggio del cuscinetto 1, quando viene calettato sull'albero 4; la boccola 12 è rivestita sulla superficie rivolta contro l'albero 4, con uno strato 23 di resina elastomerica costampata con la boccola stessa, che ne facilita il montaggio e permette un adattamento alle specifiche condizioni di lavoro,· lo strato 23 prosegue rivestendo il lato esterno del bordo di estremità 20 e termina con un labbro 24 esteso in direzione radiale, da parte opposta rispetto all'asse di rotazione A-A, e provvisto di una estremità 25 arrotondata. A gasket seal device 11 is mounted on a cylindrical seat of the shaft 4, consisting of two parts, of which the first part comprises a metal bushing 12, keyed onto the shaft 4, rotatable with respect to a second fixed part 14, mounted in a cylindrical seat 15 of the bush 7, axially adjacent to the bearing housing 1; this second part 14 is composed of a metal, annular armature 16, comprising a cylindrical portion 17 mounted in the seat 15 of the bush 7 and a portion bent diagonally towards the bearing 1, forming a conical wall 18, so as to delimit a cavity 19, between the shield 9 of the bearing 1 and the conical wall 18 of the armature 16; the bush 12 is provided with two end edges 20 and 21 folded radially at 90 ° in opposite directions; the edge 20 extends radially in the direction of the bush 7, while the edge 21 extends in the opposite direction, and is arranged abutment against a shoulder 22 of the shaft 4, and is in turn able to constitute a spacer for correct assembly bearing 1, when it is keyed onto shaft 4; the bush 12 is coated on the surface facing the shaft 4, with a layer 23 of elastomeric resin co-molded with the bush itself, which facilitates its assembly and allows an adaptation to the specific working conditions, the layer 23 continues covering the side outer edge of the end edge 20 and ends with a lip 24 extending in a radial direction, on the opposite side with respect to the axis of rotation A-A, and provided with a rounded end 25.

La porzione cilindrica 17 della seconda parte 14 è rivestita sul lato esterno, rivolto contro la sede 15, con uno strato 26 di resina elastomerica, che, analogamente alla boccola 12, ne rende autoadattante il montaggio e la posizione di lavoro,· lo strato di resina elastomerica 26, dopo aver aggirato una estremità 27 dell'armatura 16, ricopre anche la superficie interna dell'armatura stessa, e si estende in corrispondenza di un bordo opposto 28 dell'armatura 16, con una espansione 29 assiale portante ai lati opposti un labbro 30 parapolvere e un labbro 31 principale,· quest'ultimo è forzato con piccola interferenza da una molla elicoidale 32, avvolta internamente ad anello chiuso, la quale costringe elasticamente l'espansione 29 a strisciare con piccola interferenza contro la superficie interna della boccola 12, per migliorare la tenuta ai liquidi del dispositivo di tenuta 11. The cylindrical portion 17 of the second part 14 is coated on the external side, facing the seat 15, with a layer 26 of elastomeric resin, which, like the bushing 12, makes the assembly and the working position self-adapting. elastomeric resin 26, after having bypassed one end 27 of the armature 16, also covers the internal surface of the armature itself, and extends at an opposite edge 28 of the armature 16, with an axial expansion 29 bearing a dust lip 30 and a main lip 31, the latter is forced with little interference by a helical spring 32, internally wound in a closed ring, which elastically forces the expansion 29 to slide with little interference against the internal surface of the bushing 12 , to improve the liquid tightness of the sealing device 11.

L'estremità 27 dell'armatura 16 è ricoperta dallo strato 26 di elastomero, con uno spessore uguale o maggiore dello spessore del bordo distanziale 21 della boccola 12, in modo da costituire un bordo 33 sporgente assialmente, facente battuta contro lo schermo 9, a cuscinetto 1 montato. The end 27 of the armature 16 is covered by the layer 26 of elastomer, with a thickness equal to or greater than the thickness of the spacer edge 21 of the bushing 12, so as to form an axially projecting edge 33, abutting against the screen 9, to bearing 1 mounted.

Durante la rotazione dell'albero 4, il labbro 24, forzato elasticamente in senso assiale con il bordo 25 strisciante contro la superficie esterna della parete conica 18, svolge una funzione centrifugante di qualsiasi corpo estraneo, sia solido, che liquido, che vada a suo contatto, provenendo da una zona 34 rivolta verso il cestello, all'interno della vasca di lavaggio. During the rotation of the shaft 4, the lip 24, elastically forced in an axial direction with the edge 25 sliding against the external surface of the conical wall 18, performs a centrifugal function of any foreign body, both solid and liquid, which goes into it. contact, coming from an area 34 facing the drum, inside the washing tank.

L'effetto delle forze centrifughe sul bordo 25 è minimizzato grazie al fatto che il centro di massa dello stesso è praticamente in linea con il punto di contatto, cioè con un braccio di leva trascurabile rispetto alla cerniera dello stesso. The effect of the centrifugal forces on the edge 25 is minimized thanks to the fact that the center of mass of the same is practically in line with the point of contact, that is, with a negligible lever arm with respect to the hinge of the same.

L'unità di tenuta secondo la presente invenzione, comprende inoltre dei mezzi di drenaggio, per evacuare automaticamente eventuali quantità di liquidi che abbiano potuto oltrepassare la barriera costituita dal dispositivo di tenuta il. The sealing unit according to the present invention also comprises drainage means, for automatically evacuating any quantities of liquids which may have passed through the barrier constituted by the sealing device 11.

Tali mezzi di drenaggio comprendono una camera 35 anulare, estendentesi intorno ed esternamente all'armatura 16 in corrispondenza del bordo frontale 27, delimitata <' >da una riduzione del diametro esterno dello strato di elastomero 26, e dalla sede 15 per l'armatura 16; la camera 35 comunica con la cavità 19, entro la quale si può raccoglie una eventuale infiltrazione di liquidi, attraverso una pluralità di condotti 36 radiali (fig.2), ricavati nel bordo frontale 33 dello strato di elastomero 26, ricoprente l'estremità 27 dell'armatura 16; la camera anulare 35 comunica con alcuni canali 37 di drenaggio assiali, disposti nella parte inferiore della bussola 7, (figg.1,2), esternamente al cuscinetto 1 e comunicanti con l'ambiente esterno. Said drainage means comprise an annular chamber 35, extending around and outside the armature 16 at the front edge 27, delimited by a reduction in the outer diameter of the elastomer layer 26, and by the seat 15 for the armature 16 ; the chamber 35 communicates with the cavity 19, inside which a possible infiltration of liquids can be collected, through a plurality of radial ducts 36 (fig. 2), obtained in the front edge 33 of the elastomer layer 26, covering the end 27 of the armature 16; the annular chamber 35 communicates with some axial drainage channels 37, arranged in the lower part of the bush 7, (Figs.1,2), externally to the bearing 1 and communicating with the external environment.

Il numero e la spaziatura angolare dei condotti radiali 36 e dei canali di drenaggio 37 sono calcolati in modo da evitare che il livello di liquido raccolto raggiunga la sede di rotolamento delle sfere del cuscinetto; in figura 2 sono rappresentati tre canali 37 e tre condotti radiali 36, per semplicità, fermo restando che il loro numero può variare in funzione delle applicazioni a cui l'unità di tenuta è destinata. The number and angular spacing of the radial ducts 36 and of the drainage channels 37 are calculated in such a way as to prevent the level of collected liquid from reaching the rolling seat of the bearing balls; Figure 2 shows three channels 37 and three radial ducts 36, for simplicity, it being understood that their number can vary according to the applications for which the sealing unit is intended.

Claims

R I V E N D I C A Z I O N I 1. Sealing unit for a bearing of a rotating body in the presence of liquids, comprising an annular sealing device (11) with gasket, composed of a first rotating part (12), connected to said body, and a second part ( 14) stationary, integral with a fixed bush (7) supporting said bearing (1) and concentric with said first part, said first and second part cooperating reciprocally to prevent the passage of liquids, and defining a cavity (19), interposed between said second part (14) and said bearing (1), suitable for collecting said liquids possibly drawn through said sealing device (11), c a r a t t e r i z z a t a by the fact of comprising drainage means (35, 36, 37) communicating with said cavity (19) and adapted to automatically evacuate any liquids drawn through said sealing device (11).

2. Sealing unit according to claim 1, c a r a t t e r i z z a t a in that said drainage means (35, 36, 37) comprise a circular chamber (35), external to said sealing device (11) and connected to said cavity (19) , to collect any quantities of liquid drawn into said cavity, through said sealing device (11), said circular chamber communicating with the external environment through a plurality of radial ducts (36) and axial channels (37) obtained in said bush 7, outside said bearing.

3. Sealing unit according to one of the preceding claims, c a r a t t e r i z z a t a in that said first part consists of a metal bush (12) provided with an elastic lip (24) extending radially and cooperating with an external surface of a conical wall (18) of said second part (14), to prevent said liquids from seeping into said cavity (19).

4. Sealing unit according to one of the preceding claims, c a r a t t e r i z z a t a in that said radial ducts (36) and said axial channels (37) are arranged in the lowest part of said bush (7).

5. Sealing unit according to one of the preceding claims, c a r a t t e r i z z a t a in that said radial ducts (36) are formed in an edge (33) of elastomeric resin covering an end (27) and extending axially abut against said bearing (1).

6. Sealing unit according to one of the preceding claims, c a r a t t e r i z z a t a in that said second part (14) comprises an axial expansion (29) of elastomeric resin provided with a dust seal lip (30) and a main lip (31) cooperating with interference sliding with said bush (12), to prevent said liquids from penetrating into said cavity (19).

7. Sealing unit according to one of the preceding claims, c a r a t t e r i z z a t a in that said second part (14) of said sealing device (11) comprises a conical wall (18), inclined towards said bearing (1), to delimit said cavity ( 19).

8. Sealing unit according to one of the preceding claims, c a r a t t e r i z z a t a in that said radial ducts (36) and said axial channels (37) are angularly spaced in such a way as to prevent said liquids from reaching the raceways of the balls (10) of said bearing.

9. Sealing unit for a bearing of a rotating body in the presence of them substantially as described, with reference to the accompanying drawings.