ITTO980210A1

ITTO980210A1 - Dispositivo di tenuta per un cuscinetto di rotolamento

Info

Publication number: ITTO980210A1
Application number: IT98TO000210A
Authority: IT
Inventors: Angelo Vignotto; Carlo Maldera
Original assignee: Skf Ind Spa
Priority date: 1998-03-12
Filing date: 1998-03-12
Publication date: 1999-09-12
Also published as: EP0942188A3; US6170992B1; EP0942188A2

Description

Descrizione a corredo di una domanda di brevetto per Invenzione Industriale dal titolo: Dispositivo di tenuta per un cuscinetto di rotolamento.

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un dispositivo di tenuta per un cuscinetto di rotolamento.

Nell'industria dei cuscinetti di rotolamento vi attualmente una tendenza ad integrare il dispositivo che effettua la tenuta tra l'anello fisso e l'anello rotante del cuscinetto con la ruota fonica magnetizzata che fa parte di un dispositivo per la misurazione della velocit di rotazione relativa tra gli anelli del cuscinetto.

Le figure 1 e 2 riportano un esempio di tale tecnica nota. Un cuscinetto di rotolamento, composto da un anello esterno fisso 10, un anello interno rotante 11 e due serie di elementi di rotolamento 12, in questo esempio sfere, dotato di una coppia di dispositivi di tenuta, indicati complessivamente con 14, di sposti su entrambi i lati del cuscinetto per chiudere ermeticamente lo spazio tra gli anelli 10 e 11. Un inserto metallico anulare 15, saldamente piantato sull'anello esterno fisso 10, reca una guarnizione anulare di tenuta 16 che forma una coppia di labbri 17, 18 in contattò strisciante con un inserto metallico anulare 19 su cui è vulcanizzato un elemento anulare in gomma 20; l'inserto gommato 19 viene poi piantato sull'anello interno rotante il del cuscinetto. L'inserto rotante 19 ha sezione assiale sostanzialmente a forma di L, in cui si distinguono una parete cilindrica 21, su cui striscia il labbro 17 (qui definito radiale), ed una parete discoidale radiale 22, su cui striscia il labbro 18 (qui definito assiale). La parte 20a dell'elemento in gomma 20 che riveste il lato assialmente esterno 22b della parete discoidale 22 è caricata di particelle magnetiche per costituire una ruota fonica che, ruotando, genera in un sensore fisso affacciato ad essa e non illustrato per semplicità, degli impulsi con frequenza proporzionale alla velocità di rotazione dell'anello rotante 11.

Per assemblare in un'unica operazione i due inserti 15, 19 con rispettivi elementi in gomma 16, 20 sul cuscinetto mediante una singola operazione di piantaggio in cui queste due unità accoppiate vengono spinte forzatamente nella direzione assiale, è indispensabile che i due inserti con relative parti in gomma siano posizionati reciprocamente in modo corretto, nella configurazione illustrata in FIG. 2.

Data la particolare configurazione dei labbri di tenuta dello schermo stagno, l'aggancio tra i due componenti è dato solamente dalla spinta radiale che il labbro radiale 17 esercita contro la parete 21, mentre la spinta assiale esercitata dal labbro assiale 18 contro la superficie assialmente interna 22a della parete 22 tende a separare le due unità.

Questa condizione non è facile da ottenere in pratica, anche a causa di altri fattori che tendono a separare le due unità, quali ad esempio urti durante il trasporto.

Qualora uno o entrambi i labbri della guarnizione di tenuta si sgancino dalla propria posizione di lavoro impostata in fase di pre-assemblaggio, vi è il rischio di montare il dispositivo di tenuta nel cuscinetto in una configurazione scorretta in cui i labbri 17, 18 non sono a contatto con le rispettive pareti 21, 22. Ciò determina un malfunzionamento del dispositivo di tenuta e quindi una breve vita utile del cuscinetto a causa alla scarsa tenuta.

È scopo dell'invenzione proporre una soluzione affidabile che assicuri sempre un corretto posizionamento degli elementi formanti il dispositivo di tenuta, in particolare dei labbri della guarnizione di tenuta.

Un altro scopo della presente invenzione è di realizzare un dispositivo che renda più facili e spedite le operazioni di assemblaggio del dispositivo di tenuta nel cuscinetto.

Questi ed altri scopi e vantaggi, che saranno compresi meglio in seguito, sono raggiunti secondo la presente invenzione da un dispositivo avente le caratteristiche richiamate nella rivendicazione 1. Altre caratteristiche importanti dell'invenzione sono enunciate nelle rivendicazioni dipendenti.

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

la FIG. 1 è una vista in sezione assiale di un cuscinetto dotato di un dispositivo di tenuta di tipo noto;

la FIG. 2 è una vista in scala ingrandita del dispositivo di tenuta tradizionale di FIG. 1; la FIG. 3 è una vista in sezione assiale di un dispositivo di tenuta secondo la presente invenzione, in una sua prima forma di realizzazione, e

le FIGG. da 4 a 9 sono viste in sezione assiale, analoghe a quella di FIG. 3, di alcune forme di realizzazione alternative dell 'invenzione.

Facendo inizialmente riferimento alla FIG. 3, ed utilizzando numeri di riferimento uguali per designare parti uguali o simili già descritte nella parte introduttiva della descrizione, si desidera accoppiare l'unità non rotante del dispositivo di tenuta, costituita dall'inserto radialmente esterno 15 e dalla guarnizione 16, con l'unità rotante, costituita dall'inserto 19 con l'elemento in gomma 20. Le due unità, rotante e non rotante, vengono accoppiate tra loro mediante aggancio, come sarà descritto più chiaramente nel seguito, portando il dispositivo di tenuta in una configurazione di preassemblaggio relativamente stabile in cui i labbri della guarnizione di tenuta siano posizionati correttamente sulle rispettive superfici di strisciamento nella posizione di lavoro, al fine di montare il dispositivo con una singola, semplice spinta assiale nello spazio anulare esistente tra gli anelli del cuscinetto su uno o entrambi i lati di questo. A questo scopo, la gomma che costituisce la guarnizione 16 forma un rilievo circonferenziale 23 il quale si estende nella direzione radialmente interna per sporgere all'interno di una gola circonferenziale 24 ottenuta nell'unità rotante. Il rilievo 23 si trova così assialmente interposto tra due superfici sostanzialmente radiali 25, 26, solidali all'unità rotante; tali superfici costituiscono dei mezzi di arresto assiali che in fase di trasporto e assemblaggio trattengono il rilievo tra loro e quindi mantengono le due unità in una posizione reciproca corretta .

Più in particolare, sempre con riferimento alla FIG. 3, il diametro DR dell'unità rotante in corrispondenza della superficie di arresto assialmente interna 25 è maggiore del diametro Ds dell'unità non rotante o stazionaria, per cui quando si accoppiano le due unità prima di assemblare il dispositivo di tenuta sul cuscinetto, la spinta assiale esercitata dal labbro 18 (diretta verso destra in FIG. 3) viene contrastata dalla battuta tra la superficie radiale assialmente interna 23a del rilievo 23 e la superfieie di arresto 25, per cui le due unità sono trattenute in una configurazione reciproca corretta durante le fasi transitorie di trasporto e manipolazione. Quando poi il dispositivo viene inserito tra gli anelli del cuscinetto, con l'operazione di piantaggio posiziona assialmente le due unità in modo tale che non vi sia contatto tra il rilievo 23 e le superfici della gola 24.

Nell'esempio di FIG. 3, la superficie radiale assialmente interna 25 è realizzata da un prolungamento periferico 27 dell'inserto interno 19, mentre la superficie assialmente esterna è costituta dalla parte periferica dell'elemento in gomma 20 che riveste il lato esterno dell'inserto 19.

Preferibilmente il rilievo 23 non contatta le superfici 25 e 26, né la superficie di fondo della gola 24, ma si estende in prossimità di almeno una di queste superfici per realizzare con esse un labirinto che migliora l'azione di tenuta rispetto alle soluzioni tradizionali, come ad esempio quella illusfrata in FIG. 2. Come risulta evidente dal paragone delle FIGG. 2 e 3, la luce radiale L esistente tra l'unità rotante e quella non rotante è notevolmente ridotta per il dispositivo della presente invenzione.

In FIG. 4 è illustrata una seconda forma di realizzazione del dispositivo secondo l'invenzione, in cui l'unità rotante presenta solo la superficie radiale di arresto assialmente interna 25 formata dal prolungamento periferico 27 dell'inserto 19.

Nelle FIGG. 5 e 6 sono illustrate altre due varianti secondo cui la gola circonferenziale 24 è ricavata nella parte periferica del rivestimento in gomma 20.

Nelle FIGG. 7, 8 e 9 si mostrano tre ulteriori varianti del dispositivo di tenuta secondo l'invenzione. In queste forme dì realizzazione, l'unità rotante forma un rilievo circonferenziale aggiuntivo 28 localizzato in prossimità dell'estremità assialmente interna della parete cilindrica 21 dello schermo 19; il rilievo 28 sporge in direzione radialmente esterna rispetto alla parete cilindrica 21 per costituire una superficie di arresto per il labbro radiale 17. Negli esempi delle FIGG. 7 e 8, il rilievo 28 è realizzato dall'estremità interna della parete cilindrica 21, mentre nell'esempio di FIG. 9 il rilievo 28 è realizzato dall'estremità interna dell'elemento in gomma 20; in ogni caso si avrà che il diametro D28 del rilievo 28 è maggiore del diametro D21 della parete cilindrica 21.

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 tenuta, che è invece suscettibile di ulteriori modifiche relative a forma e disposizioni di parti, dettagli costruttivi e di funzionamento. Ad esempio, i rilievi radiali 23 e 28 potranno essere continui lungo l'intero sviluppo circonferenziale del dispositivo, oppure discreti, in forma di denti radiali distribuiti lungo la circonferenza dell'unità rotante. Infine, l'idea inventiva potrà essere indifferentemente applicata a dispositivi di tenuta con o senza una ruota fonica integrata del tipo illustrato negli esempi sopra discussi.

Claims

RIVENDICAZIONI 1- Dispositivo di tenuta per un cuscinetto di rotolamento, detto dispositivo essendo costituito da: un'unità rotante da montare solidalmente all'anello rotante (11) del cuscinetto, comprensiva di un primo inserto anulare metallico (19) che forma una parete radiale (22) sostanzialmente discoidale; e da un'unità non rotante da montare solidalmente all'anello non rotante (10) del cuscinetto, comprensiva di un secondo inserto anulare metallico (15) che porta una guarnizione di tenuta (16) avente almeno un labbro di tenuta (18) atto a strisciare contro il lato assialmente interno di detta parete discoidale (22), caratterizzato dal fatto che detta unità rotante forma almeno una superficie rotante sostanzialmente radiale (23a) di diametro minimo dato (DR) e che detta unità non rotante forma almeno una superficie non rotante sostanzialmente radiale (25) avente diametro massimo (Ds ) maggiore di detto diametro minimo, dove dette unità sono reciprocamente posizionate in modo tale per cui detta superficie rotante (25) si affacci a detta superficie non rotante (23a) da una posizione assialmente interna per costituire un mezzo di arresto assiale per la superficie rotante (23a), così da trattenere provvisoriamente le due unità accoppiate tra di loro per assemblare il dispositivo di tenuta sul cuscinetto in una configurazione corretta.
2. Dispositivo di tenuta secondo la rivendicazione l, caratterizzato dal fatto che detta almeno una superficie non rotante (23a) è formata da almeno un rilievo circonferenziale (23) che si estende nella direzione radialmente interna per sporgere all'interno di una gola circonferenziale (24) ottenuta nell'unità rotante, per cui il rilievo (23) si trova assialmente interposto tra due superfici sostanzialmente radiali (25, 26) formanti detta gola.
3. Dispositivo di tenuta secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detto rilievo (23) è in gomma.
4. Dispositivo di tenuta secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detto rilievo in gomma (23) è formato di pezzo con detta guarnizione di tenuta (16).
5. Dispositivo di tenuta secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta superficie rotante (25) è realizzata da un bordo periferico (27) di detta parete discoidale (22).
6. Dispositivo di tenuta secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta superficie rotante (25) è realizzata da un bordo periferico di ricoperto di un elemento in gomma o elastomero magnetizzato (20a) che riveste almeno in parte il lato assialmente esterno (22b) di detta parete discoidale (22) per realizzare una ruota fonica.
7. Dispositivo di tenuta secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta superficie non rotante (23a) si estende in prossimità (L) di almeno una superficie (24, 25, 26) dell'unità rotante per realizzare con essa una tenuta a labirinto.
8. Dispositivo di tenuta secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l'unità rotante forma un rilievo circonferenziale aggiuntivo (28) localizzato in prossimità dell'estremità assialmente interna di una porzione a parete cilindrica (21) del primo inserto (19), dove detto rilievo aggiuntivo (28) sporge in direzione radialmente esterna rispetto alla parete cilindrica (21) per costituire una superficie di arresto per un ulteriore labbro (17) che sporge in direzione radialmente interna da detta guarnizione per strisciare su detta parete cilindrica (21).
9. Dispositivo di tenuta secondo una qualunque delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che dette superfici {23a, 25, 26) sono continue lungo lo sviluppo circonferenziale del dispositivo .
10. Dispositivo di tenuta secondo una qualunque delle rivendicazioni da 1 a 8, caratterizzato dal fatto che dette superfici (23a, 25, 26) sono discrete lungo lo sviluppo circonferenziale del dispositivo.