ITTO960244U1

ITTO960244U1 - Complesso di tenuta per un albero rotante, in particolare di una pompa dell'acqua di un motore automobilistico.

Info

Publication number: ITTO960244U1
Application number: IT96TO000244U
Authority: IT
Inventors: Alberto Visconti
Original assignee: R F T S P A
Priority date: 1996-12-03
Filing date: 1996-12-03
Publication date: 1998-06-03
Also published as: IT239862Y1; DE69728018D1; DE69728018T2; EP0846900A1; US6056293A; EP0846900B1; ES2214584T3

Description

D E S C R I Z I O N E

di Brevetto per Modello Industriale di Utilità,

La presente innovazione si riferisce a un complesso di tenuta per un albero rotante, in particolare di una pompa dell'acqua di un motore automobilistico; la presente innovazione è particolarmente indicata per l'applicazione a mi cuscinetto di supporto di un albero rotante, ad esempio di una pompa.

Sono noti diversi tipi di complesso di tenuta per cuscinetti di supporto di alberi rotanti; in particolare, per applicazioni su pompe dell'acqua in campo automobilistico, nelle quali il complesso di tenuta deve -separare il grasso, contenuto dal lato sfere del cuscinetto, dall'acqua contenuta nella pompa, sono normalmente utilizzati complessi di tenuta a due labbri di tenuta radiale.

Questo tipo di complesso di tenuta, sebbene largamente utilizzato, presenta l'inconveniente principale di non garantire una sufficiente protezione da agenti inquinanti esterni alla pompa, nonostante la presenza di un labbro cosiddetto par apoivere" . Inoltre, lo strisciamento dei labbri di tenuta sull'albero rotante, in particolare del labbro principale, più interno, che garantisce l'effettiva tenuta di fluido, determina elevate temperature, deterioramento ed usura dei labbri stessi.

Scopo della presente innovazione è quello di fornire un complesso di tenuta per un albero rotante che sia privo degli inconvenienti sopra descritti; in particolare è uno scopo della presente innovazione quello di fornire un complesso di tenuta che realizzi un'efficace protezione da agenti inquinanti esterni, riducendo al contempo l'usura degli elementi di tenuta.

In base all'innovazione viene dunque realizzato un complesso di tenuta per un albero rotante, in particolare di una pompa dell'acqua di un motore automobilistico, comprendente un'armatura rigida e un anello di tenuta portato da una prima faccia di detta armatura e sagomato in modo da comprendere un primo e un secondo labbro anulare atti a cooperare a strisciamento con detto albero rotante, detti primo e secondo labbro estendendosi assialmente in direzioni opposte e definendo, insieme a una superficie laterale di detto albero rotante, un primo vano anulare; caratterizzato dal fatto che, in condizione indeformata, detto primo labbro anulare presenta un diametro interno tale da accoppiarsi con una interferenza prefissata con detto albero, mentre detto secondo labbro anulare presenta un diametro interno tale da determinare gioco radiale tra esso e detto albero; e dal fatto che detto anello di tenuta è conformato in modo da essere atto a deformarsi elasticamente in conseguenza dell'accoppiamento ad interferenza tra detto primo labbro e detto albero, per portare detto secondo labbro anulare a cooperare con detto albero sostanzialmente con interferenza nulla.

In particolare, detto secondo labbro è delimitato tra due suoi fianchi anulari convergenti tra loro a formare, verso una superficie laterale di detto albero, uno spigolo di tenuta; un primo di detti fianchi, disposto da banda opposta a detto primo vano anulare, essendo definito da una superficie anulare obliqua, definente in'sezione radiale un angolo acuto con detto albero rotante, in modo da essere atto a ricevere una spinta radiale sufficiente a sollevare leggermente detto secondo labbro e lasciare trafilare fluido tra detto secondo labbro e detto albero in detto primo vano anulare .

Secondo una possibile variante, il complesso di tenuta secondo il trovato comprende inoltre uno schermo rigido portato solidale da detto albero, detto schermo rigido comprendendo una porzione a manicotto, calettata su detto albero e atta a cooperare a strisciamento con detti primo e secondo labbro anulare, e una flangia radialmente esterna; detto anello di tenuta comprendendo inoltre un terzo labbro anulare estendentesi in direzione assiale oltre detto primo labbro anulare e atto a cooperare a tenuta con detta flangia.

In questo caso, detto primo labbro e detto terzo labbro definiscono, insieme a detto schermo rigido, un secondo vano anulare nel quale, preferibilmente, è inserita una prefissata quantità di lubrificante.

In questo modo, il complesso secondo la presente innovazione garantisce un'efficace protezione da agenti inquinanti esterni e riduce al contempo l'usura degli organi di tenuta.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente innovazione appariranno chiari dalla descrizione che segue di un suo esempio non limitativo di attuazione, con riferimento alle figure del disegno annesso, nelle quali:

- la figura 1 è una vista in sezione radiale di un complesso di tenuta per un albero rotante realizzato secondo il trovato;

- la figura 2 illustra, sempre in sezione radiale, una possibile variante al complesso di figura 1.

Con riferimento alla figura 1, è indicato nel suo complesso con 1 un complesso di tenuta per un albero rotante 2, ad esempio l'albero su cui è calettata la girante di una pompa dell'acqua di un motore automobilistico .

Il complesso 1 comprende un'armatura rigida 3, per esempio metallica, sostanzialmente anulare e provvista, su una propria faccia 4, di un anello di tenuta 5 realizzato in materiale elastomerico.

L'anello di tenuta 5 è fissato in modo noto (ad esempio per incollaggio in fase di vulcanizzazione) all'armatura rigida 3 e, come sarà specificato in seguito, in uso risulta disposto dal lato interno della pompa, mentre una seconda faccia 6 dell'armatura rigida 3, opposta alla prima faccia 4, risulta disposta dalla parte del cuscinetto di supporto dell'albero 2 (non rappresentato), in particolare dal "lato sfere" di quest'ultimo, a contatto con un lubrificante, ad esempio grasso.

Il complesso di tenuta 1 può essere disposto tra l'albero 2 e un elemento della carcassa della pompa, davanti al cuscinetto di supporto dell'albero stesso, nel qual caso l'anello di tenuta 5 coopera a strisciamento direttamente con l'albero rotante 2; in alternativa, il complesso di tenuta 1 può essere posizionato tra l'anello interno e quello esterno del cuscinetto di supporto dell'albero; in questo caso, l'anello di tenuta 5 coopera a strisciamento con l'anello interno del cuscinetto, rotante solidalmente all'albero 2.

Nella descrizione non limitativa seguente, si farà riferimento alla prima situazione; è tuttavia chiaro che la stessa descrizione potrebbe essere applicata al secondo caso semplicemente considerando che l'albero 2, anziché essere l'albero pompa vero e proprio, sia costituito dall'anello rotante del cuscinetto di quest'ultimo.

L'anello di tenuta 5 è conformato in modo da comprendere due labbri anulari 9 e 10: un primo labbro anulare 9, principale, si estende in direzione assiale verso l'interno della pompa, mentre un secondo labbro anulare 10, secondario, si estende in direzione assiale da banda opposta al precedente.

I labbri 9 e 10 sono atti a cooperare a strisciamento con l'albero rotante 2 e definiscono, insieme a una superficie laterale 11 di quest'ultimo, un vano anulare 12.

In particolare, l'anello di tenuta 5 è sagomato in modo che il labbro principale 9, la cui forma indeformata è quella rappresentata a tratteggio in figura 1, abbia diametro interno tale da accoppiarsi con una interferenza prefissata con l'albero 2; viceversa, sempre in condizione indeformata, vale a dire prima del montaggio del complesso di tenuta 1 sull'albero 2, il labbro secondario 10 presenta un diametro interno tale da determinare un gioco radiale tra esso e l'albero 2.

Il labbro secondario 10 è delimitato tra due suoi fianchi anulari 13, 14, convergenti tra loro a formare, verso una superficie laterale 11 dell'albero 2, uno spigolo di tenuta 15; il fianco 13 è rivolto verso il vano anulare 12, mentre il fianco 14 è rivolto da banda opposta a quest'ultimo ed è definito, in prossimità della superficie laterale 11 dell'albero 2, da una superficie anulare 16, definente in sezione radiale un angolo acuto con l'albero 2.

In uso, il complesso 1 viene montato in modo che il labbro principale 9, il quale svolge l'effettiva funzione di tenuta, sia disposto, come già accennato, verso l'interno della pompa. Il labbro secondario 10, invece, risulta disposto verso l'esterno della pompa, davanti al cuscinetto di supporto dell'albero 2, dove svolge funzione di protezione da agenti inquinanti, evitando che altri fluidi e/o particelle di sporco vadano a danneggiare il labbro principale 9.

Nella fattispecie, essendo il complesso 1 interposto tra il fluido operativo della pompa (acqua) e il lubrificante (grasso) del cuscinetto di supporto dell'albero 2, il labbro secondario 10 è a contatto, dalla parte del suo fianco 14 provvisto della superficie obliqua 15, con tale lubrificante.

Quando il complesso 1 viene montato, il labbro principale 9, la cui configurazione indeformata, come già detto, è rappresentata a tratteggio in figura 1, viene deformato in modo da creare, per reazione elastica, una forza radiale che garantisce la funzione di tenuta sull'albero 2.

Il montaggio a interferenza del labbro principale 9 sull'albero 2, inoltre, grazie al particolare disegno costruttivo dell'anello di tenuta 5, si traduce in una deformazione .elastica del labbro secondario 10 con conseguente riduzione del gioco radiale tra esso e l'albero 2; a montaggio avvenuto, quindi, il labbro secondario 10 risulta accoppiato con l'albero 2 sostanzialmente con interferenza nulla, vale a dire in modo da sfiorare appena la superficie laterale 11 di quest'ultimo .

Durante il funzionamento della pompa, si determina una pressione positiva esercitata dal lubrificante sulla superficie 16 del labbro 10: la spinta sulla superficie 16, proprio a causa dell'inclinazione di quest'ultima, tende pertanto a provocare un sollevamento del labbro 10, consentendo cosi un leggero trafilamento di lubrificante verso il vano anulare 12.

Il lubrificante penetrato nel vano 12 costituisce un'ulteriore efficiente barriera al passaggio di contaminanti verso il labbro principale 9.

Inoltre, la presenza del lubrificante nel vano 12 lubrifica lo stesso labbro principale 9 e ne favorisce dunque lo strisciamento sull'albero 2, riducendone l 'usura.

In figura 2 è illustrata una possibile variante la al complesso secondo il trovato, particolarmente indicata per applicazioni molto gravose.

Il complesso di tenuta la comprende un ulteriore schermo rigido 20, per esempio metallico, portato solidale dall'albero 2 e costituito da una porzione a manicotto 21, calettata direttamente sull'albero 2, e da una flangia radialmente esterna 22.

L'anello di tenuta 5 è conformato ancora in modo da comprendere i due labbri 9 e 10: esso comprende inoltre un terzo labbro 23 che si estende in direzione assiale oltre il labbro principale 9, da banda opposta al labbro secondario 10.

La porzione a manicotto 21 dell'elemento metallico 20 è atta a cooperare a strisciamento con i labbri 9 e 10, mentre la flangia 22 è atta a cooperare a tenuta con il terzo labbro 23, in modo da migliorare ulteriormente l'efficienza di tenuta del complesso la.

In questo modo, inoltre, il labbro principale 9 e il terzo labbro 23 definiscono, insieme all'elemento metallico 20, un secondo vano anulare 24, a tenuta di fluido.

In tale vano 24, in fase di montaggio, può essere immessa una quantità prefissata di lubrificante, preferibilmente grasso, in modo da realizzare un'ulteriore barriera contro gli inquinanti e ridurre l'usura dei labbri di tenuta 9 e 23.

Risulta infine chiaro che al complesso di tenuta descritto possono essere apportate ulteriori modifiche e varianti che non escono dall'ambito delle rivendicazioni .

Claims

R I V E N D I C A Z I O N I 1. Complesso di tenuta (1) per un albero rotante (2), in particolare di una pompa dell'acqua di un motore automobilistico, comprendente un'armatura rigida (3) e un anello di tenuta {5) portato da una prima faccia (4) di detta armatura (3) e sagomato in modo da comprendere un primo (9) e un secondo labbro anulare (10) atti a cooperare a strisciamento con detto albero rotante (2), detti primo (9) e secondo labbro (10) estendendosi assialmente in direzioni opposte e definendo, insieme a una superficie laterale (11) di detto albero rotante (2), un primo vano anulare (12); caratterizzato dal fatto che, in condizione indeformata, detto primo labbro anulare (9) presenta un diametro interno tale da accoppiarsi con una interferenza prefissata con detto albero (2), mentre detto secondo labbro anulare (10) presenta un diametro interno tale da determinare gioco radiale tra esso e detto albero (2); e dal fatto che detto anello di tenuta (5) è conformato in modo da essere atto a deformarsi elasticamente in conseguenza dell'accoppiamento ad interferenza tra detto primo labbro anulare (9) e detto albero (2), per portare detto secondo labbro anulare (10) a cooperare con detto albero (2) sostanzialmente con interferenza nulla.
2. Complesso di tenuta (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto secondo labbro anulare (10) è delimitato tra due suoi fianchi anulari (13, 14), convergenti tra loro a formare, verso detta superficie laterale (11) di detto albero (2), uno spigolo di tenuta (15); un primo (14) di detti fianchi, disposto da banda opposta a detto primo vano anulare (12), essendo definito da una superficie anulare obliqua (16), definente in sezione radiale un angolo acuto con detto albero rotante (2), in modo da essere atto a ricevere una spinta radiale sufficiente a sollevare leggermente detto secondo labbro anulare (10) e lasciare trafilare fluido tra quest'ultimo e detto albero (2) in detto primo vano anulare (12).
3. Complesso di tenuta (1) secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto di comprendere inoltre uno schermo rigido (20) portato solidale da detto albero (2), detto schermo rigido (20) comprendendo una porzione a manicotto (21), calettata su detto albero (2) e atta a cooperare a strisciamento con detti primo e secondo labbro anulare (9, 10), e una flangia (22) radialmente esterna; detto anello di tenuta (5) comprendendo inoltre un terzo labbro anulare (23) estendentesi in direzione assiale oltre detto primo labbro anulare (9) e atto a cooperare a tenuta con detta flangia (23).
4. Complesso secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detto primo labbro anulare (9) e detto terzo labbro anulare (23) definiscono, insieme a detto schermo rigido (20), un secondo vano anulare (24).
5. Complesso secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che in detto secondo vano anulare (24) è inserita una prefissata quantità di lubrificante.
6. Complesso di tenuta per un albero rotante, in particolare di una pompa dell'acqua di un motore automobilistico, sostanzialmente come descritto con riferimento ai disegni annessi