ITTO970877A1

ITTO970877A1 - Dispositivo per il rilevamento della velocita' di rotazione relativa tra gli anelli di un cuscinetto di rotolamento.

Info

Publication number: ITTO970877A1
Application number: IT000877A
Authority: IT
Inventors: Paolo Bertetti
Original assignee: Skf Ind Spa
Priority date: 1997-10-03
Filing date: 1997-10-03
Publication date: 1999-04-03
Also published as: EP0908730A1; IT1295465B1; US6339964B1

Description

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un dispositivo per il rilevamento della velocità di rotazione relativa tra gli anelli di un cuscinetto di rotolamento.

Descrizione dello stato della tecnica

Sono attualmente noti cuscinetti di rotolamento dotati di un dispositivo di tenuta comprensivo di uno schermo metallico anulare, noto anche con il termine anglosassone ''flinger', montato sull'anello rotante del cuscinetto. In alcune applicazioni tale schermo forma una flangia radiale sulla cui parete esterna è fissato, in modi diversi, un anello multipolare (ruota fonica) magnetizzato secondo polarità alternate nella direzione circonferenziale e facente parte di un dispositivo per rilevare la velocità di rotazione relativa tra gli anelli del cuscinetto. L'anello magnetizzato è affacciato ad un sensore, solidale alla parte stazionaria del cuscinetto, sensibile alle variazioni di campo magnetico.

EP-A-0 607 719 descrive un dispositivo di tenuta per cuscinetti con ruota fonica incorporata; un inserto discoidale metallico del dispositivo di tenuta è ricoperto sulla sua superficie radiale assialmente esterna da un materiale elastomerico carico di particelle magnetiche ed avente anche funzioni di tenuta. Lo strato di rivestimento in materiale elastomerico deve avere uno spessore piuttosto elevato al fine di generare un campo magnetico sufficientemente intenso per l'eccitazione del sensore.

Una variante di questa soluzione nota prevede che sull'inserto discoidale metallico sia vulcanizzato un labbro in gomma o materiale elastomerico; sulla superficie radiale assialmente esterna di tale strato viene poi vulcanizzato uno strato di materiale elastomerico carico di particelle magnetizzate. Questa variante conserva i limiti della soluzione sopra citata e richiede inoltre un processo produttivo complicato e costoso.

In EP-A-0 725 242 si descrive una ruota fonica elastomerica incollata al proprio inserto metallico di supporto.

In altre soluzioni note, sull'inserto metallico si costampa o si incolla un anello in plastica caricato di particelle magnetiche (plastoferrite), come ad esempio accennato in EP-A-0647 851. L'utilizzo della plastoferrite è vantaggioso in quanto permette di raggiungere maggiori livelli di magnetizzazione rispetto alle ruote foniche in materiale elastomerico caricate di particelle magnetiche. L’uso della plastoferrite, tuttavia, ha un inconveniente legato alla diversità dei coefficienti di dilatazione termica della plastica della ruota fonica e dell'acciaio costituente l'inserto. Questa soluzione non è quindi applicabile sui cuscinetti dei mozzi delle ruote degli autoveicoli, dove il calore sviluppato dai freni provoca sbalzi termici che compromettono l'aderenza tra la ruota fonica in plastoferrite ed il proprio supporto discoidale in acciaio. Sintesi dell'invenzione

È scopo della presente invenzione realizzare una ruota fonica in plastoferrite di tipo perfezionato che consenta di raggiungere maggiori livelli di magnetizzazione, evitando nel contempo i problemi sopra discussi legati alle variazioni termiche.

Questo ed altri scopi e vantaggi, che saranno compresi meglio in seguito, sono raggiunti secondo la presente invenzione da un dispositivo per il rilevamento della velocità di rotazione relativa tra gli anelli di un cuscinetto di rotolamento dotato di un dispositivo di tenuta ad una sua estremità, in cui il dispositivo di tenuta comprende uno schermo metallico di forma anulare, solidale all'anello rotante del cuscinetto, e il dispositivo di rilevamento comprende un anello multipolare magnetizzato secondo polarità alternate nella direzione circonferenziale sopportato da detto schermo metallico, caratterizzato dal fatto che l'anello multipolare è un anello in plastoferrite costampato sullo schermo, e che su detto schermo è formata una pluralità di incavi radiali adatti a produrre, nel costampaggio, una corrispondente pluralità di rilievi radiali nell'anello magnetizzato. Detti incavi e detti rilievi radiali sono impegnati reciprocamente in modo tale da impedire rotazioni relative tra l'anello magnetizzato e lo schermo metallico ma consentire spostamenti radiali relativi dovuti a variazioni termiche.

Breve descrizione dei disegni

Verranno ora descritte le caratteristiche strutturali e funzionali di alcune forme di realizzazione preferite ma non limitative del dispositivo secondo l'invenzione; si fa riferimento ai disegni allegati, in cui:

la FIG. 1 è una vista schematica e parziale in sezione assiale di un cuscinetto di rotolamento dotato del dispositivo secondo la presente invenzione;

la FIG. 2 illustra, in scala ingrandita, un dettaglio di FIG. 1 in cui si vede un anello magnetizzato multipolare costampato su uno schermo anulare di supporto facente parte del dispositivo di tenuta di un cuscinetto di rotolamento;

la FIG. 3 è una vista prospettica parziale e schematica dello schermo di FIG. 2; e

le FIGG. 4 e 5 sono viste in sezione simili alla FIG. 2 ma relative a forme di realizzazione alternative dell'invenzione.

Descrizione dettagliata dell'invenzione

Facendo riferimento alle figure 1 e 2, con il numero 10 è indicato uno schermo metallico di forma anulare, di tipo di per sé noto, facente parte di un dispositivo di tenuta tra gli anelli 11 e 12 di un cuscinetto di rotolamento tra i quali sono interposti gli elementi di rotolamento 13, in questo esempio sfere. Il dispositivo di tenuta comprende anche una guarnizione anulare 14 che è mantenuta in contatto strisciante sul lato assialmente interno dello schermo 10 ed è sopportato da un inserto anulare 15 solidale all'anello di rotolamento stazionario. Il dispositivo di tenuta assolve la duplice funzione di evitare infiltrazioni di agenti inquinanti esterni (acqua, polvere, fango) nelle parti interne del cuscinetto e di contenere nel cuscinetto il grasso per la lubrificazione delle sfere e delle piste di rotolamento.

Come illustrato in FIG. 2, lo schermo metallico 10 ha sezione assiale sostanzialmente a forma di L, in cui si distinguono una porzione cilindrica 16, calettata sull'anello interno rotante 11 del cuscinetto, ed una porzione radiale o flangia 17.

Secondo la presente invenzione, sulla porzione a flangia 17 viene costampato un elemento codificatore 18 costituito da un anello multipolare in plastoferrite, magnetizzato secondo polarità alternate nella direzione clrconferenziale e facente parte di un dispositivo per rilevare la velocità di rotazione relativa tra gli anelli del cuscinetto. L'anello magnetizzato 18 è affacciato ad un sensore (non illustrato) sensibile alle variazioni di campo magnetico e solidale alla parte stazionaria del cuscinetto o comunque ad un elemento di supporto non rotante.

L'anello in plastoferrite 18 viene costampato sullo schermo metallico 10 in modo da formare una parte radiale 19 che copre il lato esterno della flangia 17 ed è rivolta verso il lato esterno del cuscinetto dove è montato il sensore, ed una parte periferica 20 che copre il bordo circonferenziale della flangia 17 e blocca assialmente l’anello magnetizzato 18 sullo schermo metallico di supporto 10.

Sempre secondo la presente invenzione, come illustrato in FIG . 3, sul bordo circonferenziale esterno della flangia 17 è formata una pluralità dì incavi radiali 21. In corrispondenza dì questi incavi, il costampaggio forma nella ruota fonica dei rilievi radiali 22 che, essendo impegnati negli incavi 21, impediscono la rotazione relativa dell'anello magnetizzato rispetto allo schermo metallico ma consentono all'anello magnetizzato di espandersi e ritirarsi radialmente sotto l'effetto delle sollecitazioni termiche agenti sul cuscinetto. Questa configurazione permette infatti un limitato scorrimento in senso radiale dei rilievi in plastoferrite negli incavi dello schermo metallico.

È quindi importante che l'anello magnetizzato e l'inserto metallico siano liberi di compiere questi limitati movimenti relativi. Per evitare l'adesione dell'anello in plastoferrite al metallo dell'inserto a seguito del costampaggio, è preferibile sottoporre preventivamente l'inserto metallico ad un trattamento antiaderente, quale ad esemplo oliatura o fosfatazione .

Oltre al bloccaggio meccanico della rotazione ottenuto per effetto della configurazione sopra descritta, l'anello multipolare magnetizzato e il suo inserto metallico di supporto sono anche vincolati assialmente per effetto dell'attrazione magnetica delle coppie di poli nord-sud adiacenti, le cui linee di campo si chiudono attraverso l'inserto metallico; tale attrazione comunque non impedisce movimenti relativi tra i due.corpi dovuti alle dilatazioni termiche differenziate.

Nelle FIGG. 4 e 5 sono illustrate due varianti realizzative dell'invenzione; in FIG. 4 sul lato esterno dell'anello in plastoferrite, in corrispondenza degli incavi 21 e rilievi 22, è realizzata una gola circonferenziale 23 atta a diminuire la sezione in plastoferrite in quella zona e facilitare micromovimenti relativi tra l'anello multipolare e lo schermo; in FIG. 5 si utilizza uno schermo di tipo noto in cui il bordo della flangia radiale 17 è piegato verso l'interno del cuscinetto.

Si intende che l'invenzione non è limitata alle forme di realizzazione qui descritte ed illustrate, che sono da considerarsi come esempi di attuazione del dispositivo di rilevamento; l'invenzione e invece suscettibile di modifiche relative a forma e disposizioni di parti, dettagli costruttivi e di funzionamento. Ad esempio, gli incavi radiali 21 predisposti nello schermo 10 potranno anche essere in forma di fenditure o scanalature radiali variamente configurate nella parte flangiata 17, purché in grado di impedire rotazioni relative ma consentire movimenti radiali tra l'anello magnetizzato e il suo supporto metallico.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo per il rilevamento della velocità di rotazione relativa tra gli anelli di un cuscinetto di rotolamento dotato di un dispositivo di tenuta ad una sua estremità, in cui il dispositivo di tenuta comprende uno schermo metallico (10) di forma anulare, solidale all'anello rotante (11) del cuscinetto, e il dispositivo di rilevamento comprende un anello multipolare (18) magnetizzato secondo polarità alternate nella direzione circonferenziale sopportato da detto schermo metallico (10), caratterizzato dal fatto che l'anello multipolare (18) è un anello in plastoferrite costampato sullo schermo (10), e che su detto schermo (10) è formata una pluralità di incavi radiali (21) adatti a produrre, nel costampaggio, una corrispondente pluralità di rilievi radiali (22) nell'anello magnetizzato (18); detti incavi e detti rilievi radiali (21, 22) essendo impegnati reciprocamente in modo tale da impedire rotazioni relative tra l'anello magnetizzato (18) e lo schermo metallico (10) ma consentire spostamenti radiali relativi dovuti a variazioni termiche.
2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti incavi radiali (21) sono formati nel bordo circonferenziale esterno di una flangia radiale {17) dello schermo (10).
3. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l'anello multipolare in plastoferrite (18) è costampato sullo schermo metallico (10) in modo da formare una parte radiale (19) che copre il lato esterno di una flangia radiale (17) dello schermo (10), ed una parte periferica (20) che copre il bordo 1i0o circonferenziale della flangia 17 e blocca assialmente l'anello magnetizzato (18) sullo schermo metallico di supporto (10).
4. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che prima di costampare 15 l'anello in plastoferrite (18) al metallo dell'inserto (10), l'inserto (10) è sottoposto ad un trattamento per evitare l'adesione dell'anello in plastoferrite all'inserto metallico a seguito del costampaggio .