IT8267375A1 - Cuscinetto a sfere, procedimento per il suo assemblaggio e dispositivo di rettifica di tale cuscinetto - Google Patents

Description

Cuscinetto a sfere, procedimento per il suo assem?

blaggio e dispositivo di rettifica di tale cuscinetto?

RIASSUNTO

Sulla periferia di. tale cuscinetto a sfe?

re, sei zone (17,l8) assicurano all1 insieme alter *S nativamente una precompressione delle sfere (7) in UJ ? w ?a ciascun senso, e sei. zone scaricate 1.19) separano

co o queste zone di portata. Da ci? risulta sia una rigi ??c dit? inversamente al senso di movimento, sia un bas?

so coefficiente di scorrimento delie sfere con inol?

tre la possibilit? di assiemare il cuscinetto dispo?

nendo coassialmente 1 due anelli e la ?rabbia ner noi

introdurre le sfere una ari una attraverso un foro

radiale praticato in uno defili anelli e che sbocca

in una zona scaricata. CUiiici, L ' invenzione trova app .1icazion e ne l mon?

taggi o delle ruote dei veicoli automobili.

La presentir invenzione si riferisce a SN/eH 1 cuscinetti a sfere del tipo che comprende una sola fila di. sfere e che viene assiemato con una precompressione delle sfere.

I cuscinetti a sfere di questo tipo possie dono piste o percorsi di rotolamento coassiali ed una simmetria di. rivoluzione perfetta attorno allo asse di rotazione. Pertanto la compressione delle sfere ? uniforme.

Ouesto principio presenta seri inconvenien ti, legati al modo di assiemaggio di questo tipo di cuscinetto.. Infatti, per permettere questo assiemaggio, ? necessario nello stesso tempo ridurre il numero delle sfere e 1' angolo di inviluppo delle pi-; ste ed utilizzare una gabbia ad alloggiamenti aperti eia un lato, detti 11a pettine", oppure realizzata in due parti, rivettate 1' una all' altra, con separa tori molto larghi. La capacit? di trasferimento del car.i.co di rotolamento si trova pertanto ridotta in proporzione .

L1 invenzione ha lo scopo di fornire un cuscinetto che presenti., a parit? di materiali, e di. dimensioni, una capacit? di trasferimento del carico molto maggiore, ^er questo, essa ha per obbiettivo un cuscinetto a sfere, dei tipo citato prima, caratterizzato dal tatto che, in un settore Localizzato della periferia del cuscinetto, comprendente

una zona completamente scaricata, situata tra due

zone di carico e di scarico progressivi , le piste

vengono rettificate in modo da poter ricevere nella

zona completamente scaricata una sfera senza compres

sione oppure con un leggero gioco, durante il montaggio, come nelle condizioni,normali di lavoro.

Infatti, ? allora possibile dotare questo

cuscinetto rii un numero di. sfere ben maggiore, prevedendo un foro che attraversa un anello di. rotolamento e che sbocca nella zona completamente scarica ?8 ta, ed un tappo amovibile per questo foro, assieman ucoJ*a do il cuscinetto come segue: si. dispongono concenu a?e oa tricamente i. due anelli e la gabbia: si porta un al CJ ?*C loggiamento della gabbia in corrispondenza del foro;

si introduce una sfera nell' alloggiamento attraver

so il foro; si fa ruotare un anello rispetto all' a_L

tro fino a portare I' alloggiamento successivo della

gabbia in corrispondenza dei foro; si introduce una

seconda sfera in questo alloggiamento, attraverso il

foro, e cosi via fino al riempimento completo della

gabbia; quindi rii dispone il tappo nel foro. Per il

fatto che i1 foro sbocca in una zona che rimane completamente scaricata durante il funzionamento normale, la presenza di questo foro non provoca alcun 3.

saLto delle sfere,alcuna particolare usura ed alcun rumore.

Inoltre, 1' esistenza di una zona scaricata non da fastidio nelle numerose applicazioni nel

le quali, il carico esercitato sul cuscinetto presenta essenzialmente una o due direzioni determinate.

Onesto ? il caso per le ruote dei veicoli, a condizione naturalmente che questa zona sia eiudiziosaraen

te disposta rispetto a questi carichi.

La zona scaricata pu? essere ottenuta me-I

diante spostamento locale di una pista di rotolamento, questo spostamento potendo forse essere eventual

mente ripetuto ciclicamente sul bordo del cuscinetto.

IL cuscinetto conforme all' invenzione pre

senta un altro vant.ap;fpo importante: ? noto che,

per evitare attriti ad un livello accettabile nei

cuscinetti, si rettificano le piste di. rotolamento

KBi?CQCC!SEACTPEATASNAdtcon un ra'rr;;o lefTC rraente rna?\friore rispetto a quello

delle sfere ( rapporto di conformit?. r/P = 0,^4 ad

esempio! . I*a ci? risulta che quando il cuscinetto ?

sottoposto ad un momento perpendicolare al suo asse,

ad esempio ad un movimento inclinato, nel caso di

un cuscinetto per ruote di autoveicoli, i punti di

contatto delle sfere sulle piste si spostano assialmente, in modo tale che un anello devia angolarmente

rispetto all.' altro attorno all1 asse del momento. ?.

La tfin da ? quindi imprecisa.

Quando si desidera una guida direzionale

molto precisa di un pezzo rotante per mezzo di un

unico cuscinetto a sfere, la tecnica della fila unica di sfere non ? quindi accettabile con i cuscinetti classici poich?, per costruzione, essi autorizzano un' oscillazione sensibile sotto .11 effetto del

movimento inclinato. E1 noto un mezzo per garantire la rigidit? in conriizioni di spinta oblimia, riservando due zone di contatto per ogni anello su ogni sfera, grazie, ad esempio ad un profilo a forma

di ogiva dei percorsi di. rotolamento, ma questa tecnica porta ad un coefficiente di attrito elevato e

pertanto ad un riscaldamento e ad una usura inaccettabili.

Ai contrario, in un cuscinetto del tipo

contemplato dall1 invenzione, comprendente un anello

CCRAJCBSE1AO!TTEACPNA&A-fisso e destinato ad essere sottoposto ad un momento

di direzione d.eterminata perpenriicolare al suo asse,

si pu? prevedere, allo stato libero dei cuscinetto,

almeno una zona scaricata da una parte e dall1 altra

del diametro perpendicolare a questo momento e, ad % ?nft

ogni estremit? rii questo diametro, una zona rii portata, creando all.' atto del montaggio una orecompres ?f(SO* sione con una componente assiale nel. senso opposto 5.

al momento. TI cuscinetto si trova allora perfettamente rigido rispetto al momento considerato e funziona praticamente senza scorrimento.

Se il momento pu? esercitarsi in due sensi

opposti., e questo ? il caso del momento inclinato

che agisce su una ruota di autoveicolo, la soluzione

ottimale consiste nei prevedere tre zone di. portata

in ciascun senso, alternate o separate da sei zone

di transizione scaricate, queste dodici zone essendo regolarmente distribuite sulla periferia del cuscinetto.

Se inoltre, il momento pu? prendere un valore molto pi? elevato in uno dei due sensi, ? preferibile che le zone di portata situate alle estremit? del diametro perpendicolare a questo momento

creino ciascuna all' atto del montaggio una precompressione la cui componente assiale ? orientata nel

JCC?SETTKAfACPENOBCAA&A-senso del momento pi? importante.

L' invenzione ha inoltre 1r obbiettivo di

definire un apparecchio di rettifica di. un cuscinetto dotato rii zone scaricate e di zone di. portata che

si alternano. Questo apparecchio, dei tipo che comprende una mola, un mandrino rotativo azionato da un

motore, una piastra porta-pezzo perpendicolare allo

asse di questo mandrino, mezzi di accoppiamento eia- fi.

stici tra la piastra eri .il mandrino, mezzi, per sollecitare la piastra in modo variabile nel corso delia sua rotazione, almeno lungo una direzione parallela al suo asse, e mezzi per mantenere un anello

del cuscinetto in posizione coassiale rispetto alla

piastra, cio? del ti.po descritto nel. brevetto :

FR- 1.401.98.3j ? caratterizzato dal fatto che il mez

z.i elastici di accoppiamento sono in grado di garantire una rotazione dell' anello attorno al suo asse fisso che passa all1 incirca dal suo centro sotto

1' effetto dei. suddetti, mezzi di sollecitazione.

L 1 invenzione viene descritta con maggiore

dettaglio nel seguito, con riferimento ai disegni

allegati, i quali rappresentano soltanto alcuni suoi

morii di realizzazione. In questi disegni:

la figura 1 rappresenta una vista del cuscinetto a sfere conforme all' invenzione, in sezio-JBKfCCICSACOAETTPEANA&A-ne lungo un suo piano di simmetria perpendicolare

al suo asse;

la figura 2 rappresenta una vista di detti!

glio a scala maggiorata, in sezione Lungo una qualsiasi delle linee 2?-2?, 2R-2R e 2C-2C della figura

1;

.La figura 3 rappresenta una analoga vista

rii dettaglio, in sezione Lungo una qualsiasi delle 7? linee 3A-3A, 3E-3E e 3C-3C delia figura 1;

Le figure A e 5 rappresentano viste di det

taglio analoghe alla figura 2, prese rispettivamente

lungo la linea 4-4 e lungo la linea 5-5 della figura

li

la figura 6 rappresenta schematicamente

una parte dello sviluppo del cuscinetto;

le figure 7 ?a 10 rappresentano viste in

sezione assiale illustranti due applicazioni dei cuscinetto dell' invenzione; e

a. la figura 11 rappresenta una vista schema *a

IeLJ tica in sezione assiale di un apparecchio per la ret; CO tifica di un cuscinetto conforme all' invenzione. ot c?uc oo u Le figure 1 a 5 rappresentano un cuscinetto a sfere 1, incorporato in un corpo d:i. perno 2 appartenente ad una ruota anteriore motrice di un auto

veicolo. L' anello esterno 3 del cuscinetto ? inserii

to e bloccato nel corpo del perno 2, secondo una tej2

nica nota. Esso porta la pista di rotolamento esterno 4? Si vede dalla figura 1 una delle due rotule

sferiche 5 portate dal corpo 2, come pure i fori 6

del. medesimo, destinati, al fissaggio di uno zoccolo

di un freno e di una levetta rii direzione ( non rappresent ati).

II coscinetto 1 comprende inoltre sfere 7

separate dalle sbarre 8 di. una Rabbia 9 e che rotolfi no sul percorso o pista di rotolamento 10 dell' ane_l

lo anteriore rotante 11, sul quale vengono a bloccar

si, secondo una tecnica nota, il fusello di un giunto omocinetico rii trascinamento e la flangia portaruota ( non rappresentati). Il percorso di rotolamento interno 10 ? rettificato, con simmetria di.

rivoluzione attorno all' asse X-X del cuscinetto,ed

i.l suo profilo meridiano pu? essere composto vantaggiosamente, come rappresentato nelle figure 2 a 5,

ria due archi di circonferenza 12 e 13 di raggio supe

riore a quello delle sfere e con sezione ad ogiva

nel piano P della figura 1, in modo tale che una sfe

ra rii. controllo posta liberamente sul percorso di

rotolamento .10 trovi in esso due punti rii contatto

orientati secondo angoli tra 25? e 45? lfig.2).

Il percorso di rotolamento, senza rotazio-JBEKfCOCCISEANCTPT&AAAA-ne 4, nel nostro caso all ' esterno, presenta pure

un profilo meridiano costituito preferibilmente da

uuwuiy/ due archi, di circonferenza a forma rii ogiva, in modo

tale che una sfera di controllo posta liberamente

ro all1 interno di questo percorso rii rotolamento tro ?*

vi in esso due punti, di contatto situati, ria una parte e dall1 altra rie! piano di simmetria P con gli 9 stessi angoli ?(gi? visti in precedenza. Tuttavia,

la linea di simmetria 0 della mezza sezione di questo percorso 4 si trova spostata assialmente alternativamente in un senso e nell1 altro rispetto al

niano P.

Piu precisamente, nella sezione verticale

superiore 2A-2A, come pure in opni sezione 2R-2R e

2C-2C rispettivamente a 120? e a 240? rispetto a

quest' ultima, la linea 0 ? spostata in un primo

senso { verso sinistra considerando le figure 2 a 5l

di un valore -h dell' ordine da 0,01 a 0,05 mm.

Pertanto, quando nessun carico viene applicato allo UJ*

C/3d < J C3? anello interno 3* una forza di. precompressione F ,

CJ? CO

o che fa col piano di simmetria P del cuscinetto 1' ari

golo OC precitato viene trasferita dalla sfera dal per

corso esterno di. rotolamento 4 verso il percorso di

rotolamento interno 10, con una reazione uguale a

F'I = -F . Inoltre, in questa zona, le sfere 7 ruotano attorno ari un asse 7 -7 sensibilmente perpendicolare ad F^durante la rotazione delia barra 11

del cuscinetto, con un solo punto di contatto su ogni.

pista e quindi con un movimento rii. rotolamento pratreamente nuro.

La figura 3 rappresenta schematicamente

la posizione delle sfere nella sezione 3A-3A della 10.

figura X, che fa un angolo rii. circa 60? con la sezione 2A-2A, o nelle sezioni 3B-3B e 3C-3f, le quali fanno rispettivamente un angolo di 120? e di

240? con la sezione 3A-3A. In queste sezioni, 1' as

se di. simmetria 0 della sezione del percorso di rotolamento esterno fisso 4 ? spostato rispetto al pici

no P, in senso opposto rispetto al caso precedente,

cio? verso destra nelle figure 2 a 5, di un valore

+ h^, dell1 ordine da 0,01 a 0,05 mm. Pertanto, quajo

do nessun carico ? applicato all' anello interno,

una forza di precompressione F , La quale fa un angolo ?( gi? citato col piano di simmetria P, viene

trasferita dalla sfera dal percorso di rotolamento

esterno 4 verso il percorso di rotolamento interno

10, la cui reazione ? F' = -F . Inoltre, la sfera

2, A,

ruota in questa zona attorno ad un asse sensibilmente perpendicolare ad Federante il funziona-CfRACBClEAlOACSETTAP&fiAi? mento del cuscinetto, con un unico punto rii contatto

su ogni pista e quindi, con un rotolamento praticamente puro.

La figura 4 rappresenta schematicamente

i due percorsi di rotolamento ed una sfera nel.la se

zione 4-4, situata a 00? rispetto alle sezioni 3A-3A

e 2R-2B. In tale sezione 4-4, le sezioni, dei due per

corsi di rotolamento presentano assi di simmetria

coincidenti nei piano p = 0. IL dimensionamento

? tale che La sfera non subisce alcun carico sensibile da parte del percorso di rotolamento e pu? anzi trovare un leggero gioco, dell' ordine d?O,05 a

0,1 mm. Lo stesso vale nelLe altre cinque sezioni

situate a 60?, 120?, 180?, 240? e 300? rispetto a

tale sezione 4-4-In una di queste sei sezioni, ad esempio

nella sezione 5-5 situata a l8o? rispetto alia sezione 4-4 e rappresentata nella figura 5, una cavit? 14, dotata di un tappo amovibiLe 15 sbocca nella

UJ^ cavit? del cuscinetto per permettere l1 introduzio C/Dd ne delle sfere tra i due anelli. Il tappo 15 presen C?*5 uo ta una estremit? interna concava 1.6 sferica, centra

ta al centro 0 del cuscinetto, e clic permette di guji

dare esternamente le sfere in coopcrazione con il

percorso di rotolamento deli' anello interno e con

la gabbia 9* in questa zona in cui. Le sfere sono totalmente scaricate. Il tappo 15 c avvitato nel foro

14j il che permette di regolare con precisione la po

sizi one radiale della superficie di. guida 16. Per

la forma di questa superficie 16, La posizione angolare del tappo 15 nel foro 14 c indifferente, e la

superficie 16 garantisce la continuit? della linea

media rieL percorso di rotolamento esterno LO appena 12 .

la posizione radiale ? corretta.

II. cuscinetto 1 presenta ou.indi (figura 1)

tre zone o settori 17 di portata, in un senso, da

una parte e dall1 altra delle sezioni. 2A-2A, 2R-2R

e 2C-2C, tre zone di portata o settori. 18 nell1 altro senso, in alternanza con le precedenti, e situati sui due lati delle sezioni 3A-3A , 3R-IR e 3C-3C, con inoltre sei settori corti o zone 19 di. transizione situati ali1 incirca a 30?, 90?, 150?, 210?,

270? e 330?, rispetto alia sezione superiore 2A-2A.

Queste zone di transizione permettono alle sfere 7 ?a di. variare il loro asse di rotazione passando da una co u zona di precompressione alla successiva. cjy CJ? CoCk Lo sviluppo parziale della parte superiore del cuscinetto, visto lungo una riirezione verticale perpendicolare all' asse Y-Y, ? stato illustrato nella figura 6, nella anale, il percorso rii rotolamento dell? anello fisso ? rappresentato a tratti

pieni ed il percorso di rotolamento dell' anello rotante a tratti, interrotti. Per la chiarezza dello

schema, i punti eli contatto con le sfere sono rap 1 Un,

ale ?Sanf6 presentati come se avvenissero nel piano della figu M H".

ira, e la non linearit? del percorso dell1 anello ? , ?L

ili molto esagerata. Si capisce inoltre che 1? ondulazione o svergolamento del percorso di rotolamento 4 13? stato motto amplificato per permettere una rappre sentazione chiara. Inoltre, in pratica, le transizioni tra le zone 17> 18 e 19 avvengono progressivamente .

Considerando un lato del cuscinetto, troviamo da entrambi i lati, della sezione 2A-2A delia

figura 1, un piatto di portata 17A, di lunghezza 1,

il quale si estende su tutta la zona 17, e, su entrambi i Iati di quest' ultimo, delle rampe 19A di

messa sotto carico e rii liberazione, il cui centro

i

ti. corrisponde a sezioni simili, a 4-4 della figura 1. -a Queste rampe 19A, di lunghezza t, si estendono stil CO o le due zone 19 adiacenti alla zona 17 considerata, O -a: aod e Le loro estremit? opposte a questa zona 17 si. rac u

cordano a due piatti senza portata 18A che si estejo

dono sulle due zone 18 adiacenti. La configurazione

dell1 altro Lato ? opposta a quella appena descritta, e 1' insieme si riproduce ciclicamente sulla pe

riferia de l cuscinetto.

Supponendo che 11 anello rotante del cuscinetto ruoti nel senso f ( da sinistra verso destra sulla figura 6), abbiamo rappresentato schematji_

camente nella figura 6, una sfera 74 eri una sfera 7R

all' atto rii una diminuzione di carico del sulla

prima e rii una messa sotto carico a) 50^ per la se 14? conda, rispetto al carico praticamente costante sostenuto dalle sfere 7C che ruotano sul piatto J.7A,

tra le sue due estremit? 22. Queste sfere 7A e 7R

si trovano in quest' istante approssimativamente a.l.

quarto della lunghezza t rispetto al bordo 22 del

piatto di portato 17A.

Per limitare la perdita di capacit? di r^o

toiamento dovuta alle zone di transizione 19, queste devono presentare una lunghezza limitata. Inoltre, il passo p = 1 t dei piatti di portata simi-I

li a 17A e la lunghezza t delle rampe 19A sono scel^

?-i* ti in funzione del diametro d e del numero N delle c/a? o< ?J sfere 7, in modo tale che il periodo di diminuzione C3

CJ

(?a o del carico di una sfera corrisponda col periodo di

messa sotto carico della successiva, in modo tale

che la spinta globale delle sfere che ruotano sui

piatto sia praticamente costante ed insensibile ai

periodi d:i messa sotto carico e di diminuzione del

carico .

Se si indica con e io spazio tra due sfere, definito dalla gabbia 9, ? possibile stabilire semplicemente, nel caso considerato, la seguente re?

lazione:

p = l< ( d e ) t/2 (1)

nella quale U rappresenta il numero delle sfere in 15condizioni di carico su un piatto.

Nell1 ipotesi di 3+3 = 6 piatti di passo

p, il numero totale delle sfere pu? essere dato da:

N = 6p/(d+e) (2)

Ouesto equivale a dire, utilizzando la relazione il):

N=.\_6k (d+e) 3tJ /(d+e) =6k 3t/(d+e) (3) L1 espressione (d+e) rappresenta la distan

za da centro a centro di due sfere consecutive.

Se il numero delle sfere k in un piatto

? preso uguale a 3, come rappresentato nella figura

?X & 6, si pu? stabilire la tabella seguente che forni tu ?r co a c<jcJ >? sce i valori, interi di N in funzione dei rapporto CCJJ CO

t/ (d e): uo

0 1/3 2/3 4/3

(d+e )

18 19 20 21 11

In alternativa, si pu?, modificando la for

ma sviluppata delle rampe 1QA rispetto alla forma

rettilinea della figura 7, ottenere la diminuzione

del carico o J.a messa sotto carico del 5^$ delle

sfere, non pi? ad una distanza t/4, ma, ad esempio,

ad una distanza t/8 dai borrii 22 dei piatti di por?

tata. Le relazioni(1)e(3 ) diventano in questo caso: 16 P k (da e) (I bis1

6k fd e)+9/2 b

N. 6k+? - - (3bis) bis (d e) 2 (d e)

In questo caso, si pu? stabilire la seguen te tabella:

t

0 2/9 4/9 2/3 8/9 10/9 4/3 Cd e)

N

18 19 20 21 22 23 24

L?' assiemaggio del cuscinetto 1 pu? effetk tu arsi nel seguente modo:

l1 anello interno 11 e la gabbia 0 vengono introdotti all 1 interno dell' anello esterno 3 senza difficolt?. Il tappo 15 viene tolto. La gabbia 9 vije

ne bloccata in modo da presentaci; uno svuotamento

di fronte al foro 14 che serve all1 alimentazione

delle sfere. Una sfera pu? quindi essere introdotta

tra i percorsi di rotolamento, quindi, facendo ruotare I1 anello interno IL, si fa ruotare la sfera

introdotta e ruotare la gabbia fino a cir? questa pre

senti la cavit? successiva di?fronte al foro 14 di vi." alimentazione, e cos? via, fino all1 introduzione

di tutte le sfere.

R1 naturaie che 11 introduzione delle sfere 17 ? facilitala poich?, nella sezione 5-5 Hi alimentazione, nessun precarico viene esercitato sulle sfere. Invece, quando le sfereidopo rotolamento, ragfriungono le sezioni corrispondenti alle zone 17 e .1.8

esse vengono precaricate; si. ottiene cosi molto facilmente lo sviluppo di una precompressione nel. valore desiderato, che dipende unicamente dalle quote

di realizzazione delle piste di rotolamento e dalle dimensioni delle sfere, generalmente classificate

in circa 2 micron.

Durante il funzionamento, il cuscinetto

1 viene sottoposto essenzialmente ad un carico verticale F che passa dal suo centro 0, ed a un momento

inclinato M orizzontale che passa anch1 esso dal pun

to 0. A causa della conformazione descritta, il cuscinetto ? perfettamente rigido non solo nei confroji

ti del carico F, ma anche nei confronti eie! momento

JBRACOAGCICEfSETTAAN&PA-M. Infatti, supponendo questo momento orientato da

sinistra verso destra sulla figura I, esso tende a

spostare la sfera situata nella sezione 2A-2A nel

senso che fa aumentare il. suo sforzo, e questo vaie

anche per la sfera situata nella sezione diametralmente opposta. L ' anello interno .11 non effettua

quindi alcuna rotazione rispetto all1 anello esterno

5 in presenza del momento M. 1.8.

Oliando il momento M interviene in senso op posto, i due piatti di portata superiore eri inferiore si. scaricano, ma /irli altri, quattro piatti di portata provvedono allora a bloccare ogni rotazione relativa di un anello del cuscinetto rispetto all 'altro.

Inoltre, ? noto che, quando il cerchione

di, una ruota di un autoveicolo urta contro il bordo

di un marciapiede, un momento laterale molto elevato viene applicato al cuscinetto. F' allora possibile ripartire questo sovraccarico eccezionale su

un pi? ffran numero di. sfere, bloccando 1' anello

fisso 3 lo modo tale che le sezioni superiore ed .inferiore si scarichino sotto 1' effetto di questo momento elevato. Sarebbe pertanto auspicabile che lo

esterno della ruota si trovasse a sinistra considerando la figura 2, il momento di punta essendo di

?CC???JC8I?CSEt&?A0AAA-senso opposto rispetto al momento M rappresentato

dalla figura 1.

In questo modo, nella zona superiore del cuscinetto, all1 atto di. un urto laterale accidentale, le sfere 7? e 7? e le due sfere 7C situate tra

rii esse vengono eccezionalmente i.n contatto sul bordo 23 opposto a quello in cui. normalmente sono in

contatto, diminuendo quindi, lo sforzo esercitato su_l_ l.h.

le sfere 70 estreme, ad esempio, come si vede nella

fi<?;ura 6, poich? viene tolto una parte del sovraccarico istantaneo. Oli stessi fenomeni, vaniafficiosi avvengono naturalmente nella zona inferiore del cuscinetto, e, in misura inferiore, nelle zone intermedie.

In questo modo, il rischio di un inizio

.locale di rottura del cuscinetto all' atto di un urto contro un marciapiede viene notevolmente ridotto.

E' necessario notare ancora che il cusci-LO

netto 1 funziona con un rotolamente quasi puro delie

?a >??C sfere, cio? con un minimo di. riscaldamento e di u- icn <o c_> sura per effetto dei carico. Inoltre, esso presenta

C?_c3 02) una grande robustezza in presenza di sollecitazioni, uo

con carico radiale ed assiale come in presenza di

momenti di torsione laterali a causa del grande sviluppo delle piste di rotolamento. Infatti., la gabbia

pu? essere costituita da un semplice anello sottile

ad alloggiamenti chiusi, e, a causa del modo di. assiemaggio del cuscinetto, come descritto prima, le

piste di rotolamento possono presentare un angolo

di sviluppo f^ran?e 2ft e 2^ dell' ordine, ad esempio,

di. 150? (figura &).

Per un cuscinetto sottoposto a momenti alterni, ? necessario prevedere almeno tre zone di. por 20.

tata in ciascun senso. Siccome I1 aurnento dei numero di queste zone piatte porterebbe ad una diminuzione delia capacit? del cuscinetto ed a.un aumento

dei. numero di cambiamenti, di asse di rotazione delle sfere, a causa dell1 aumento dei numero delle zo

ne di transizione 19, si preferisce Limitare questo

numero a tre. Tuttavia, ? chiaro che, in altre applicazioni dove si. deve considerare un solo senso

del momento, due zone 17 e due zone 18 sarebbero

sufficienti .

I

Qu Inoltre, nell1 esempio descritto sopra, *&

<X. lo scarico delle sfere si effettua per mezzo di uno CO CJ

spostamento puramente assiale della pista di roto u CoO lamento fissa. In alternativa, questo spostamento u

potrebbe comprendere una componente radiale, o anco

ra, se il cuscinetto ? sottoposto ad un carico radiale come F,essere completamente radiale, la zona

rii scarico essendo allora unica e situata neJ. punto diametralmente opposto a questo carico.

Le fifTure 7 e ? rappresentano due insiemi perno-asse di una ruota anteriore motrice che

comprende un cuscinetto vsimi1e al cuscinetto 1. Il iC.?; perno vero e proprio 24 scira attorno ad un asse 25

per mezzo di due rotule 26 e 27. TI toro 28 di. onesto perno porta una ,'cola o pista di rotolamento 20,

trattata in modo da presentare una durezza superficiale elevata e rettificata con uno spostamento assiale ciclico come descritto sopra per 1' anello

fisso 4 del cuscinetto i. Nell1 esempio della figura 7, il piatto portaruota 30 comprende una prolunga assiale 31 che attraversa il foro 28 ed ? solidj?

le di un giunto omocinetico di trascinamento, 32

sul lato interno del foro. Sulla periferia della pr?

lunga 31 ? prevista una pista di rotolamento 33 perfettamente rettificata, in modo da avere simmetria

di rivoluzione, simile a quella dell' anello rotante 11 del cuscinetto 1, dopo indurimento interno o superficiale. Le sfere 7 vengono introdotte da un

orifizio radiale 34 sul perno 24 e sono separate

dalle sbarrette della gabbia 9? belle guarnizioni di

tenuta 35 sono situate su entrambi 1. lati di questa

gahbia .

Nella variante della figura 8, il giunto omocinetico 32A ? accoppiato coassialmente alla pr?

lunga 31 del piatto 30 per mezzo di. dentature frontali 36, il bloccaggio assiale essendo ottenuto per

mezzo di un tirante 37, avvitato nel fondo esterno

del giunto omocinetico e che presenta sul Lato estejr

no una flangia 38, la quale si applica sulla faccia

esterna del piatto .?0. 27.

Mentre negl1 esempi delle figure 1 a 8, 1' anello esterno ? quello che rimane fisso rispetto al carico radiale principale ed al momento di

torsione laterale, le figure 9 e 10 rappresentano applicazioni dell' invenzione nelle quali 1' anello interno ? quello che rimane fisso rispetto a que

ste sollecitazioni principali applicate ai cuscinet

to. Nel caso di queste figure 0 c 10, la pista del-1' anello interno ? quindi quella che ? svergolata ciclicamente come descritto sopra. Queste applicazioni si riferiscono a ruote libere o soltanto portanti simili alle ruote degli assi di rimorchi o

alle ruote posteriori di veicoli a trazione anterio

re .

Nella figura 9, 1' asse 39, i.l quale comprende le flange radiali, di fissaggio 40, riceve alla sua estremit? 1' anello interno di del cuscinetto 1A, bloccata tra uno spallamento ?2 dell1 asse

ed una rondella 43 tenuta stretta da un dado 44- ho

anello esterno 45, che porta una ganascia di fissag

gio della ruota, presenta una pista di rotolamento

a simmetria d.i. rivoluzione perfetta. IL foro 14 destinato all' introduzione delle sfere -7 ? praticato radialmente nell' anello interno 41, ed il tappo

I5A del foro 14 presenta una superficie terminale 23sferica bombata verso .11 esterno, 47, il cui centro

rii curvatura ? situato sull' asse di rotazione X-X

e nel piano di simmetria P della pista rii rotolamento. Questa forma bombata permette, come la forma concava della superficie 16 delle figure 1 a 8,

di garantire la continuit? della linea mediana de1^

la pista di rotolamento interno mediante un semplice posizionamento radiale corretto del tappo 15A.

Una sporgenza 48 inserita nell1 asse 39 permette rii

garantire 1' assiemaggio con un bloccaggio perfetto

O. dell1 anello fisso 41 rispetto al carico radiale ed 10 al momento di torsione. La gabbia 9 o le guarnizio CO d ni di tenuta non rappresentate completano questo cu o O

sci netto.

La variante delia figura 10 differisce da_l

la precedente soltanto per il fatto che 1' anello

interno 41 ? solidale di un piatto 49, dotato di

fori filettati periferi.ci. 50, i quali, servono a fi_s

sarlo sul telaio di un veicolo. Ritroviamo peraltro

il tappo 15A a superficie bombata che serve alla

guarnizione della corona di sfere, come pure la gali

bia 9 e la flangia portaruota 46.

In ciascuno dei modi di realizzazione del

cuscinetto conforme all' invenzione, ? stato rappre

senta to un profilo sezionale a forma di ogiva per 24.

le piste di rotolamento. A titolo di variante, questo profilo pu? presentare altre forme, ad esempio

una forma ellittica o pseudoelbittica, oppura ancora circolare con un raggio leggermente superiore a

quello delle sfere. Tuttavia, le forma ad ogiva o

ellittiche sono preferibili nell1 ambito dell1 invenzione, in quanto esse permettono di. ottenere la

rigidit? del cuscinetto nei. confronti di una torsione laterale, a scapito di uno spostamento ciclico pi? ridotto del piano di simmetria della gola

di rotolamento fissa.

?a La figura 11 rappresenta schematicamente ?codun apparecchio di rettifica della pista di rotolauT 0?U 3e mento dell' anello fisso, conformemente all1 inven Oo?*e zione, supposto applicato ad una delle configurazio

ni delle figure 7 e 8. La nista di rotolamento fissa 29 dei perno 24, lavorata precedentemente in modo da conferirle una forma approssimativamente di

rivoluzione, nel foro 2-8, e superficialmente temperata, viene rettificata con la forma precisa descr?t^

ta sopra, cio? con una sezione a orofilo costante

che si sposta assialmente in modo ciclico, rispetto

ad un piano verticale di riferimento. La moia 51,

contenuta in questo piano verticale di riferimento,

? animata unicamente di un movimento radiale di av

vicinamento e c!:L lavoro e da un movimento di rotazione attorno al proprio asse. Il piatto portapezzo

52, il quale ? parallelo al piano eli riferimento e

ruota ad una velocit? da 60 a 200 giri al minuto,

porta una corona 53 destinata alla centratura del

perno, ed un dispositivo di staffaggio di quest1 ul

timo, rappresentato schematicamente da una piastra

54 parallela al piatto e collegata ad esso mediante

tiranti periferici 55? H piatto portapezzo 52 ? col

legato al mandrino portapezzo 57 del dispositivo di

rettifica, il quale ? trascinato da un motore non

raffigurato, da una serie di lamine flessibili 56 tUJA cod " regolarmente distribuite sulla periferia. Le lamine a a?c 56 sono orientate in modo da convergere sens.ibilnien oa Cd te al centro della gola 29 da rettificare.

Il piatto portapezzo 52 porta in periferia

una camma assiale 5^ sulla quale ruota in appoggio

continuo un rullino 59 che ruota, per mezzo di un

cuscinetto a sfere 60, attorno all1 asse ali' incir

ca verticale 6l di un braccio flessibile 62 di lunghezza utile regolabile, e di cui I' altra estremit? ? mantenuta fissa su] telaio 63 dei.la rettifica.

La flessibilit? del braccio 62 ? elevata, e quella

delle lamine 56 molto inferiore. Una massa di. equilibratura 64 ? disposta sui. piatto portapezzo 52 per 26.

riequilibrare 1' .insieme portapezzo, perno da retti ficare, e dispositivo di staffaggio.

Questo apparato funziona come segue:

Durante la rotazione del piatto 52, la

camma 5 riceve da parte del rullo 59 una spinta assiale orientata lungo la freccia g e la cui intensit? ? proporzionale all1 altezza della camma 58.

A causa della flessibilit? delle lame 56, il piatto

52 oscilla molto lievemente attorno al centro 0, riproducendo in scala molto ridotta le oscillazioni

della camma, il rapporto tra lo spostamento del rul^

' lo 59 ed il punto adiacente del piatto 52 essendo UC=J CO

definito dal rapporto tra le elasticit? del braccio ?cJ? c_Ca CoO 62 e delle lamine 56. o Ad esempio, ? possibile utilizzare un rajo

porto di riduzione di 1/500 tra la camma 58 e la go

la 29, ed in questo caso un disiivello di 5wm sulla

camma 58 provoca una rotazione attorno ad 0 corrispondente ad uno spostamento della gola 29 da rettj^

ficare di 5 x 1/500 = 0,01 mm, ossia 10 micron. Lo spostamento della gola 29 riproduce quindi fedelmen

te il profilo della camma 58, e questa riduzione

viene realizzata senza forza interna di. attrito o

di inerzia e presenta quindi tutte le caratteristicbe d?. precisione e di "fedelt? desiderate. 27? E' chiaro che negli esempi delie figure

Q e 10, la pista di rotolamento dell' anello,interno fisso pu? essere rettificata mediante un dispositivo di rettifica detto esterno. Il principio di

modulazione della posizione assiale della gola su

questo dispositivo di rettifica sarebbe analogo a

quello della figura 11, mediante un adattamento del^

1' apparato, ovvio per una persona esperta nel settore.

A titolo di variante, le lamine 56 posso- se ? o_ no essere sostituite da colonette flessibili oriencC tate nello stesso modo, ad esempio tre, oppure da I? ? en ?d u ? ogni altro dispositivo di collegamento capace di as ?3

<X o sicurare una rotazione del perno attorno ad un asse c? fisso che passi all' incirca dal punto 0 per effetto

del rullo 59?

Se si desidera conferire allo spostamento

della sezione della pista di rotolamento una componente radiale, ? sufficiente applicare a questo caso gli insegnamenti del brevetto FR 1.401.983?

RIVENDICA 7,TOMI

1.Cuscinetto a sfere elei tipo comprendente una sola fila rii sfere ed assiemato con precompressione delle sfere, caratterizzato rial fatto che,

in un settore localizzato (19) delia periferia del

cuscinetto (1;LA) comprendente una zona totalmente

scaricata circondata da due zone di carico e scarico progressivo, le piste (4,10; 29,33) sono rettificate in modo da poter ricevere nella zona completamente scaricata una sfera (7) senza precompressio

ne o con un leggero gioco, durante il montaggio co ca me pure durante il funzionamento normale. ?U?JJ*

CO i 2. Cuscinetto a sfere conforme alla river? o C<Oc o dicazione 1, nel quale un foro (14) dotato rii un u tappo amovibile attraversa un anello del cuscinetto

(1;1A), caratterizzato rial fatto che il foro sbocca

nella zona completamente scaricata (10).

3? Cuscinetto a sfere conforme alla riven

dicazione 2, caratterizzato dal fatto che, come noto in se, il foro (14) ? radiale ed il tappo (15;

15A) ? avvitato e possiede una superficie interna ? sferica (16; 47) centrata sull1 asse (X-X) del cuscinetto (1; LA).

4? Cuscinetto a sfere conforme ad una d.e_l

.Le rivendicazioni 2 e 3, caratterizzato rial fatto 20.

che comprende una gabbia (9) ad alloggiamenti chiusi per .1.a separazione delle sfere (7)?

5? Cuscinetto a sfere conforme ad una

qualsiasi delie rivendicazioni 1 a 4, comprendente

un anello fisso e destinato ad essere sottoposto

unicamente ad un carico radiale all' incirca un.i.direzionale, caratterizzato dal fatto che comprende

una zona scaricata unica situata sulla linea di azione del carico ed ottenuta mediante spostamento

radiale della pista fissa in questa zona.

6. Cuscinetto a sfere conforme ad una

qualsiasi delle rivendicazioni 1 a 4, comprendente c<od tL>* un anello fisso e destinato ad essere sottoposto ad Oo<? o un movimento dalla direzione perpendicolare al suo CJ

asse, caratterizzato dal fatto che comprende, nello

stato Libero, almeno una zona scaricai.a (19) su entrambi i lati del diametro perpendicolare a questo

momento (M), e, ad ogni estremit? di questo diametro, una zona di portata (17 ; 18) creando cosi al

montaggio una precompressione con una componente

assiale di senso opposto a quello del momento.

7. Cuscinetto a sfere conforme alla river?

r?icazione 6, caratterizzato dal fatto che le zone

di. portata (17, 18) e le zone scaricate (19) sono

ottenute mediante spostamento ciclico della pista 3^.

fissa (4, 29) in una traslazione che presenta una

componente assiale.

8. Cuscinetto a sfere conforme alla river?

dicazione 7, caratterizzato dal fatto che lo sposta

mento ciclico ? all' incirca completamente assiale.

9? Cuscinetto a sfere conforme ad una

qualsiasi delle rivendicazioni 6 a 8, destinato ad

essere sottoposto ad un momento di. direzione determinata perpendicolare al suo asse e che pu? esercitarsi in due opposte direzioni, caratterizzato rial

fatto che presenta tre zone di portata (17318) -<?.

i in ciascun senso, alternate e separate da sei zone 0n3?d u di.transizione scaricate (19)? queste dodici zone 113 coo C<?3c essendo regolarmente distribuite sulla periferia

del cuscinetto (1, 1A).

10. Cuscinetto a sfere conforme ad una

qualsiasi delle rivendicazioni 6 a 9, destinato ad

essere sottoposto ad un momento di direzione perpen

dicolare al suo asse, e che pu? esercitarsi lungo

c?ue sensi opposti, il momento essendo tale da poter

prendere un valore molto pi? elevato in uno dei due

sensi, rispetto all' altro, caratterizzato dal fatto che le zone di portata (17; 18) creano ciascuna

una precompressione al montaggio, la cui componente

assiale ? orientata nel senso del momento maggiore. 31? 11. Cuscinetto a sfere conforme ad una

qualsiasi delle rivendicazioni 1 a 10, caratterizza

to dal fatto che ciascuna pista (4, 10; 29, 33) pr_e

senta un profilo mediano a forma di ogiva.

12. Apparecchio per la rettifica di un

cuscinetto a sfere conforme ad una qualsiasi delle rivendicazioni 6 a 11, del tipo comprendente una mo

la, un mandrino rotante trascinato da un motore,

un piatto portapezzo perpendicolare all1 asse di

questo mandrino, mezzi di collegamento elastici tra

il mandrino ed il piatto, mezzi, per sollecitare il

piatto 'in modo variabile durante la suo rotazione, UJ? <3 * almeno lungo una direzione parallela al suo asse, CJ C

c?3 o o e mezzi per mantenere un anello del cuscinetto in ?

modo coassiale rispetto al piatto, caratterizzato dal

fatto che i mezzi di collegamento elastici (56) sono adatti ad assicurare una rotazione dell1 anello

(24) attorno ad un asse fisso che passa all' incirca dal suo centro (0), sotto 1' azione dei suddetti

mezzi di sollecitazione (59)?

13? Apparecchio conforme alla rivendicazione 12, caratterizzato dal fatto che i mezzi di

coJ.legamento elastici comprendono un certo numero

di organi, flessibili (56), inclinati rispetto allo

asse del mandrino (57) e le cui .linee mediane conver 32 .

Claims (1)

1. gono verso il centro (0) deli1 arie11o (24-).