ITTO970231A1

ITTO970231A1 - Gruppo integrato ruota e mozzo-ruota, in particolare per un veicolo.

Info

Publication number: ITTO970231A1
Application number: IT97TO000231A
Authority: IT
Inventors: Paolo Bertetti
Original assignee: Skf Ind Spa
Priority date: 1997-03-18
Filing date: 1997-03-18
Publication date: 1998-09-18
Also published as: JP3983883B2; DE69817644D1; EP0865941B1; US6095617A; IT1291213B1; JPH1111104A; EP0865941A2; EP0865941A3; DE69817644T2

Description

D E S C R I Z I O N E

La presente invenzione è relativa ad un gruppo integrato ruota e mozzo-ruota, in particolare per un veicolo.

Come è noto, negli autoveicoli il mozzo della ruota è accoppiato in maniera non permanente, per mezzo di viti o dadi, alla ruota ed all'elemento rotore del freno. In tali autoveicoli, inoltre, la flangia ruota (cioè la parte della ruota che collega l'insieme cerchionepneumatico al mozzo ruota) ed il cerchione sono realizzati mediante un unico pezzo in lamiera di acciaio o in lega leggera. Pertanto, lo smontaggio della ruota, ad esempio per la sostituzione del pneumatico, richiede il disaccoppiamento della flangia ruota dal mozzo ruota, tramite rimozione delle relative viti di serraggio. Viceversa, il montaggio della ruota sul mozzo richiede il serraggio delle suddette viti, con la conseguente generazioni di sforzi che possono provocare la deformazione delle parti adiacenti, ed in particolare dell’organo rotore del freno. Quest'ultimo potrebbe quindi presentare una minore efficienza ed essere soggetto ad una usura accelerata o a vibrazioni.

Una soluzione diversa è prevista per i veicoli industriali ad assale fisso, ove il cerchione è realizzato come un elemento separato dalla flangia, la quale è ottenuta integrale di pezzo con il mozzo ruota e costituisce la sede in cui viene montato l'anello esterno del cuscinetto di rotolamento.

Le soluzioni descritte non sono prive di inconvenienti. In particolare, nel primo caso, oltre alle già ricordate deformazioni a carico del rotore freno, l’utente può avere difficoltà nel rimuovere e sostituire la ruota, in caso di foratura. Nel secondo caso, il peso ed il costo del gruppo mozzo ruota diventano eccessivi per un impiego automobilistico .

Scopo della presente invenzione è quello di realizzare un gruppo integrato ruota e mozzo-ruota in grado di superare gli inconvenienti sopra descritti e che, in particolare, sia di costruzione semplice ed economica.

Secondo la presente invenzione viene realizzato un gruppo integrato ruota e mozzo-ruota per un veicolo, sia per ruote folli che per ruote motrici, comprendente un mozzo ruota, una ruota portata dal detto mozzo ruota, un montante di sospensione per collegare detto gruppo integrato alla scocca del veicolo, un cuscinetto di rotolamento interposto fra detto mozzo ruota e detto montante di sospensione, ed un rotore freno; detta ruota comprendendo un cerchione atto a ricevere un pneumatico ed una flangia ruota sostanzialmente radiale per collegare il cerchione con il detto mozzo ruota; caratterizzato dal fatto che:

- detta flangia ruota è realizzata come un elemento indipendente sia dal detto cerchione che dal detto mozzo ruota;

- è collegata assialmente ed angolarmente solidale ed in modo inseparabile al detto mozzo ruota; ed

- è collegabile in modo separabile con detto cerchione.

Per una migliore comprensione della presente invenzione vengono ora descritte, a puro titolo di esempio non limitativo, alcune sue forme di realizzazione preferite con riferimento ai disegni allegati, nei quali:

- la figura 1 è una vista in elevazione, sezionata secondo un piano trasversale al veicolo, di una prima forma di realizzazione del gruppo integrato ruota e mozzo-ruota oggetto dell'invenzione;

- la figura 2 è una vista schematica frontale, in scala ridotta e con parti asportate per chiarezza, del gruppo della figura 1;

- la figura 3 è una vista in elevazione come quella di figura 1, di una seconda forma di realizzazione del gruppo dell’invenzione,· e - la figura 4 è una vista in elevazione come quella di figura 1, di una terza forma di realizzazione del gruppo dell'invenzione.

Con riferimento alla figura 1 è indicato con 1, nel suo complesso, un gruppo integrato ruota e mozzo-ruota utilizzabile per collegare ad un veicolo (noto e non illustrato per semplicità) una ruota 2, nella fattispecie illustrata non motrice; il gruppo 1 è rappresentato solo a metà essendo esso simmetrico rispetto all'asse della ruota 2, indicato con A.

Il gruppo 1 comprende, oltre alla ruota 2, un mozzo ruota 3, folle, un rotore freno 4. facente parte di un gruppo freno 39, noto, un montante 5 di una sospensione 6, nota, ed un cuscinetto 7 di rotolamento atto a collegare in modo girevole il mozzo ruota 3 al montante 5.

La ruota 2 comprende un cerchione 10, definito da una corona anulare avente come asse di simmetria l’asse A, un pneumatico 1 1, portato dal cerchione 10, ed una flangia ruota 12 collegante il cerchione 10 stesso al mozzo ruota 3; la flangia ruota 12 è sostanzialm ente radiale e simmetrica rispetto all'asse A e, secondo un primo aspetto dell’invenzione, è realizzata come un elemento indipendente dal cerchione 10. Nell'esempio realizzativo mostrato in figura 1, il cerchione 10 e la flangia ruota 12, grazie al fatto che sono realizzati come pezzi indipendenti, possono essere realizzati con materiali identici o no; in particolare, la flangia 12 illustrata in figura 1 è realizzata, per fusione o stampaggio, in una lega leggera. Come illustrato in figura 2, la flangia 12 è conformata sostanzialmente a stella e presenta una porzione anulare centrale 13, tre raggi, indicati con 14 e disposti a 120° l'uno dall'altro, ed una corona anulare esterna 15 (meglio visibile in figura 1) coassiale all'asse A ed integrale alle estremità dei raggi 14. Il cerchione 10 (che in base a quanto descritto può essere indifferentemente realizzato anch’esso in lega leggera, o in lamiera) è provvisto di una flangia radiale anulare 18, alla quale è fissata, tramite viti 19, la corona anulare 15. Ovviamente, secondo una possibile variante non illustrata, la corona 15 può anche mancare ed il cerchione 10 essere direttamente fissato ai soli raggi 14.

Il mozzo 3 presenta una porzione cilindrica 24 (internamente conformata a tazza) sulla cui superficie esterna è montata angolarmente fissa; tramite un accoppiamento scanalato o zigrinato 25 o tramite un accoppiamento per interferenza (non illustrato), la porzione centrale 13 della flangia ruota 12. La porzione 24 del mozzo 3 è inoltre provvista di un risalto 27 anulare, definente un primo spallamento di arresto assiale per la porzione centrale 13. Un'estremità anulare assiale 28 del corpo a tazza è ripiegata per rullatura su un bordo della porzione centrale 13 opposto a quello di battuta sul risalto 27, definendo cosi un secondo spallamento di arresto assiale che realizza, insieme al primo, il bloccaggio assiale della flangia ruota 12. Secondo una possibile variante non illustrata, l'accoppiamento radiale ed assiale fra la flangia ruota 12 ed il mozzo ruota 3 può essere ottenuto tramite un cordone di saldatura, realizzato su rispettivi bordi periferici di contatto della porzione centrale 13 e della porzione a tazza 24.

Il mozzo ruota 3 presenta anche, da banda opposta all’estremità 28 rispetto al risalto 27, una porzione cilindrica 31 di diametro inferiore rispetto a quello esterno della porzione a tazza 24; sulla porzione cilindrica 31 sono ricavate una prima, pista interna del cuscinetto 7 ed una sede 32, la quale alloggia un semi-elemento anulare 33 portante una seconda pista interna del cuscinetto 7. Secondo una possibile variante, illustrata a tratteggio, la porzione cilindrica 31 può presentare una sede 34 di dimensioni maggiori della sede 32, che alloggia, oltre al semi-elemento 33, un ulteriore semi-elemento 35 portante, al posto della porzione cilindrica 31 stessa, la prima pista.

Il cuscinetto 7 comprende, oltre alle piste interne definite sopra, anche un anello esterno 36, provvisto di due corrispondenti piste esterne di rotolamento per rispettive corone di corpi volventi 37 impegnanti le stesse e le piste interne; l’anello 36 è, nella fattispecie non limitativa illustrata, solidale di pezzo al montante 5 della sospensione 6, ma, più in generale, può essere semplicemente collegato allo stesso, in modo smontabile o meno.

11 gruppo freno 39, nel caso particolare un freno a disco, comprende il rotore freno 4, definito da un disco coassiale all'asse A solidale alla ruota 2, ed un organo frenante 40, definito da un organo a pinza portato solidale al montante 7 (in modo noto e non illustrato per semplicità) ed atto a cooperare in modo noto con il disco 4.

Come illustrato in figura 2, la flangia 12 della ruota 2 definisce fra i propri raggi 13 degli spazi vuoti 60 attraverso i quali, grazie alle loro dimensioni angolari ed alla posizione assiale della flangia ruota 12 rispetto al gruppo freno 39, è possibile accedere all'organo frenante 40 per sfilarlo radialmente dal disco 4 nelle operazioni di manutenzione o di riparazione.

Il rotore freno 4 del gruppo freno 39 potrebbe, in alternativa, essere costituito senza modifiche per la struttura finora definita (ma perdendone parte dei vantaggi), da un elemento a tamburo di tipo noto, anziché da un elemento a disco.

Il disco 4 è provvisto di una flangia anulare interna 41 presentante una porzione radiale 42 circondante il risalto 27; in particolare, il risalto 27 definisce una battuta cilindrica di centraggio per il bordo radialmente interno della porzione radiale 42. La porzione radiale 42 è inoltre accoppiata tramite viti 43, nel modo illustrato in figura 1, direttamente alla porzione centrale 13 della flangia 12.

H gruppo 1' della figura 3 differisce dal gruppo 1 della figura 1 per quanto riguarda la struttura della ruota, la forma del mozzo ruota e per il tipo di accoppiamento fra la flangia ruota, il mozzo ruota ed il rotore freno. Le parti costituenti del gruppo 1' simili od uguali a quelle già descritte sono indicate, per semplicità, con i medesimi numeri di riferimento.

La ruota, indicata con 2', comprende un cerchione 44 ed una flangia ruota 45 realizzati come pezzi indipendenti, stampati in lamiera di acciaio ed accoppiati fra loro tramite viti 46. Nel mozzo ruota, indicato con 3', è presente, al posto del risalto 27, una flangia radiale anulare 47 la quale definisce uno spallamento assiale per una rispettiva porzione anulare radiale 48 della flangia ruota 45. La flangia radiale 47 presenta inoltre, alla propria base, uno scalino 49, sul quale è accoppiata in modo angolarmente fisso mediante un accoppiamento scanalato 50 la porzione radiale 42 del disco 4.

La flangia ruota 45 presenta una porzione anulare 51 di estensione assiale e di diametro ridotto, la quale è montata angolarmente fissa, tramite un accoppiamento scanalato o zigrinato 52 o tramite un accoppiamento per interferenza (non illustrato), sul corpo a tazza 24. La porzione anulare 51 è inoltre bloccata assialmente, come nel caso precedente, fra uno spallamento 28 ricavato per deformazione plastica di un corrispondente bordo di estremità del mozzo ruota 3’ e lo spallamento 47 definito sopra.

La porzione anulare 48 della flangia ruota 45, la flangia anulare 47 del mozzo 3' e la porzione radiale 42 della flangia 41 sono bloccati assialmente a pacco tramite una pluralità di rivetti 53, in modo da realizzare un accoppiamento angolarmente ed assialmente fisso e non smontabile fra la ruota 2', il mozzo 3' e il rotore freno 4. Analogamente, in modo non illustrato, l'accoppiamento a pacco può essere realizzato con mezzi filettati smontabili, ad esempio una coppia vite-dado (bullone), e la flangia ruota 12 può essere bloccata sul mozzo ruota 3 mediante saldatura.

La figura 4 illustra un gruppo integrato ruota e mozzo-ruota 1" che realizza una ulteriore variante del gruppo 1 di figura 1. Anche in questo caso, le parti simili od uguali a quelle già descritte sono indicate per semplicità con gli stessi numeri di riferimento.

Il gruppo 1" comprende una ruota 2", in questo caso motrice, per il resto identica alla ruota 2, ed un mozzo 3" calettato in modo noto su un albero di trasmissione scanalato (fusello) 54. La flangia 3” differisce dalla flangia 3 in quanto il corpo a tazza 24 presenta, fra gli spallamenti 27 e 28, uno spazio sufficiente per contenere assialmente sia la porzione centrale 13 della flangia ruota 12 che la porzione radiale 42 della flangia 41 del disco 4. In particolare, il corpo a tazza 24 presenta una prima battuta cilindrica 55, di centraggio, sulla quale è montata angolarmente fissa, grazie ad un accoppiamento scanalato o zigrinato 57 o grazie ad un accoppiamento per interferenza (non illustrato), la porzione centrale 13, ed una seconda battuta cilindrica 56 di diametro superiore alla precedente sulla quale è montata, angolarmente fissa grazie ad un secondo accoppiamento scanalato 58, la porzione radiale 42. Le porzioni 13 e 42 sono inoltre strette a pacco contro lo spallamento 27 per mezzo della deformazione plastica del bordo opposto di estremità del mozzo ruota 3” a formare lo spallamento 28.

Come risulta da quanto finora descritto, in tutte le forme realizzative illustrate la flangia ruota è realizzata come un elemento indipendente sia dal cerchione che dal mozzo ruota, ed è collegata assialmente ed angolarmente solidale ed in modo inseparabile al mozzo ruota, mentre è collegabile in modo separabile con il cerchione.

Queste caratteristiche garantiscono ai gruppi integrati dell'invenzione numerosi vantaggi.

In primo luogo, la possibilità di poter smontare l'insieme cerchionepneumatico dal resto del gruppo ruota, già nota per i veicoli industriali, viene estesa agli autoveicoli, consentendo, ad esempio, una operazione di sostituzione dei pneumatici più veloce ed agevole. Inoltre, le soluzioni proposte sono valide sia nel caso di ruote con componenti in lamiera che in quello di ruote con componenti in lega leggera, e permettono di realizzare anche ruote composite con mozzo fuso o stampato in lega leggera e cerchio in lamiera d'acciaio.

Un ulteriore vantaggio riguarda la salvaguardia del gruppo freno. Infatti, il collegamento fra la parte smontabile e la parte fissa, realizzato tramite viti, risulta distante dalla zona di interfaccia con il gruppo freno, per cui quest'ultimo non risente degli sforzi inevitabilmente presenti durante il montaggio della parte smontabile a causa delle deformazioni provocate dal serraggio delle viti. Le soluzioni in cui la flangia ruota è conformata a stella consentono tra l'altro di effettuare l'operazione di finitura della fascia frenante con il freno già assemblato sul mozzo ruota e, quindi, con maggior precisione.

Infine, le soluzioni proposte consentono un risparmio di peso e sono maggiormente economiche, in quanto la flangia ruota viene realizzata come un elemento indipendente, che solo in un secondo tempo viene integrato con il mozzo ruota, rendendolo solidale allo stesso in modo inseparabile.

Risulta infine chiaro che al gruppo integrato ruota/ mozzo-ruota descritto ed illustrato possono essere apportate modifiche e varianti senza per questo uscire dall'ambito protettivo della presente invenzione.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Gruppo integrato ruota e mozzo-ruota per un veicolo, sia per ruote folli che per ruote motrici, comprendente un mozzo ruota (3; 3'; 3"), una ruota (2; 2’; 2") portata dal detto mozzo ruota (3; 3’; 3"), un montante di sospensione (5) per collegare detto gruppo integrato (1, Γ, 1") alla scocca del veicolo, un cuscinetto di rotolamento (6) interposto fra detto mozzo ruota (3; 3'; 3") e detto montante di sospensione (5), ed un rotore freno (4); detta ruota (2; 2'; 2") comprendendo un cerchione (10; 44) atto a ricevere un pneumatico (11) ed una flangia ruota (12; 45) sostanzialmente radiale per collegare il cerchione (10; 44) con il detto mozzo ruota (3; 3’; 3"); caratterizzato dal fatto che: - detta flangia ruota (12; 45) è realizzata come un elemento indipendente sia dal detto cerchione (10; 44) che dal detto mozzo ruota (3; 3'; 3"); - è collegata assialmente ed angolarmente solidale ed in modo inseparabile al detto mozzo ruota (3; 3'; 3"); ed - è collegabile in modo separabile con detto cerchione (10; 44).
2. Gruppo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi di accoppiamento angolare (25; 52; 55) interposti fra la detta flangia ruota (12; 45) ed il detto mozzo ruota (3; 3’; 3").
3. Gruppo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che i detti mezzi di accoppiamento angolare (25; 52; 55) comprendono un accoppiamento scanalato o zigrinato.
4. Gruppo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che i detti mezzi di accoppiamento angolare (25; 52; 55) comprendono un accoppiamento per interferenza.
5. Gruppo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi di accoppiamento assiale (27, 28; 47, 28, 53) tra la detta flangia ruota(12; 45) ed il detto mozzo ruota (3; 3'; 3").
6. Gruppo secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che i detti mezzi di accoppiamento assiale (27, 28; 47, 28, 53) comprendono un primo spallamento (27; 47) definito da un risalto anulare del detto mozzo ruota (3; 3'; 3") ed una porzione anulare di estremità (28) di detto mozzo ruota (3; 3’; 3") che è stata deformata per rullatura contro un bordo radialmente interno di detta flangia ruota (12; 45), per fornire a contatto con quest'ultima, un secondo spallamento assiale di arresto opposto al primo.
7. Gruppo secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che i detti mezzi di accoppiamento assiale (27, 28; 47, 28, 53) comprendono uno o più cordoni di saldatura realizzati fra la detta flangia ruota (12; 45) ed il detto mozzo ruota (3; 3'; 3").
8. Gruppo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi di collegamento (43; 53; 27, 28) fra detto rotore freno (4) e almeno uno fra detti mozzo ruota (3; 3’; 3") e flangia ruota (12; 45).
9. Gruppo secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che i detti mezzi di collegamento (43) sono scollegabili, in particolare sono mezzi filettati, e sono collegati alla detta flangia ruota (12); detto mozzo ruota (3) presentando una battuta cilindrica (27) di centraggio cooperante con un bordo radialmente interno di detto rotore freno (4).
10. Gruppo secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che i detti mezzi di collegamento (53) sono permanenti, in particolare sono rivetti o spine, e collegano solidalmente fra loro detta flangia ruota (45), detto mozzo ruota (3') e detto rotore freno (4).
1 1. Gruppo secondo la rivendicazione 8 , caratterizzato dal fatto che i detti mezzi di collegamento (53) sono scollegabili, in particolare sono mezzi filettati, e collegano fra loro detto rotore freno (4), detto mozzo ruota (3’) ed eventualmente detta flangia ruota (45).
12. Gruppo secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che i detti mezzi di collegamento (27, 28) sono permanenti e collegano solidalmente fra loro detta flangia ruota (12), detto mozzo ruota (3") e detto rotore freno (4); detto mozzo ruota (3") presentando una prima battuta cilindrica (55) di centraggio ed una seconda battuta cilindrica di centraggio (56) di diametro maggiore della prima; detta flangia ruota (12) essendo montata angolarmente solidale su detta prima battuta (55) tramite un primo accoppiamento scanalato (57) e detto rotore freno (4) essendo montato a pacco su detta seconda battuta (56), angolarmente solidale alla stessa tramite un secondo accoppiamento scanalato (58), fra la detta flangia ruota (12) ed uno spallamento (27) assiale di detto mozzo ruota (3”).
13. Gruppo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la detta flangia ruota (12) è realizzata in lega leggera.
14. Gruppo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 12, caratterizzato dal fatto che la detta flangia ruota (45) è realizzata in lamiera.
15. Gruppo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la detta flangia ruota (12) è conformata sostanzialmente a stella con o senza corona circolare periferica (15).
16. Gruppo secondo la rivendicazione 15, caratterizzato dal fatto che il detto rotore freno (4) coopera con un organo frenante (40), e che la detta flangia ruota (12) comprende almeno tre raggi (14) definenti fra loro spazi vuoti (60); detti spazi vuoti (60) avendo ampiezza angolare tale da consentire l'accesso al detto organo frenante (40) attraverso la detta ruota (2; 2") e gli spostamenti del medesimo per eventuali operazioni di manutenzione.
17. Gruppo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la detta flangia ruota (12) è fissata al detto cerchione (10) tramite mezzi filettati (19; 46).
18. Gruppo integrato ruota e mozzo-ruota per un veicolo, sostanzialmente come descritti con riferimento ai disegni allegati.