ITTO20001005A1 - Dispositivo di tenuta per un cuscinetto di rotolamento. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'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, del tipo definito nel preambolo della rivendicazione 1.

Per una migliore comprensione dello stato della tecnica dei problemi ad essa inerenti, verrà dapprima descritto un dispositivo di tenuta di tipo tradizionale, illustrato nella figura 1 dei disegni allegati.

Facendo riferimento alla figura 1, un cuscinetto di rotolamento comprende un anello radialmente esterno 10, un anello radialmente interno 11, ed una o più serie di elementi di rotolamento 12 interposti tra gli anelli esterno ed interno.

In prossimità di ciascuno dei lati assialmente esterni del cuscinetto, al fine di sigillare l'intercapedine 13 tra gli anelli esterno ed interno, il cuscinetto è provvisto di un dispositivo di tenuta indicato complessivamente con 14. Il dispositivo di tenuta 14 include un'unità non rotante 15, montata solidalmente all'anello esterno 10 ed un'unità rotante 16 montata sull'anello interno 11 per ruotare solidalmente con questo.

L'unità rotante 16 consiste di un inserto metallico anulare, noto nel settore come "centrifugatore" o Unger" . L'inserto 16 ha una sezione assiale sostanzialmente a forma di L, in cui si distinguono una porzione cilindrica assiale 16a, inserita forzatamente sull'anello interno 11, ed una parete radiale di forma essenzialmente discoidale 16b, che si estende verso l'anello esterno 10.

L'unità non rotante 15 include uno schermo metallico anulare 17 avente una porzione radialmente esterna 17a inserita forzatamente nell'anello esterno 10 con una superficie cilindrica assiale 17c rivolta verso l'asse centrale di rotazione del cuscinetto, ed un'appendice essenzialmente radiale 17b alla quale è attaccato un elemento di tenuta 18 in materiale elastomerico. L'elemento di tenuta 18 forma una coppia di labbri di tenuta 19, 20 destinati a strisciare rispettivamente contro le pareti 16b e l6a dell'inserto rotante 16.

La porzione periferica radialmente esterna I6c dell'inserto rotante 16 definisce con la superficie cilindrica 17c dell'inserto non rotante 17 una luce radiale 22 che realizza una tenuta a labirinto.

Un dispositivo di tenuta di questo tipo è descritto nel brevetto statunitense n. 4.770.425.

Scopo principale della presente invenzione è di realizzare un dispositivo di tenuta in grado di perfezionare l'azione di tenuta a labirinto in corrispondenza della luce radiale 22 tra gli inserti metallici 16 e 17 in rotazione relativa. Attraverso tale luce possono infatti penetrare agenti contaminanti (quali acqua, polvere, fango, sporcizia) dannosi per il grasso contenuto internamente al cuscinetto e per le parti del cuscinetto in contatto di rotolamento (sfere o rulli e piste di rotolamento).

La luce radiale sopra citata non può essere più sottile di alcuni decimi di millimetro, al fine di evitare il rischio di un contatto diretto tra le parti metalliche 16c e 17c in rotazione relativa. Un contatto di questo genere, che si potrebbe verificare ad esempio a causa di un montaggio imperfetto di una o entrambe le unità del dispositivo di tenuta e/o di un urto subito durante l'uso, produrrebbe un aumento inammissibile della forza d'attrito tra le due parti metalliche a contatto.

Si desidera quindi realizzare un dispositivo di tenuta di precisione elevata in cui la luce radiale di cui sopra possa essere ridotta al minimo senza per questo pregiudicare la funzionalità del dispositivo di tenuta e le proprietà di antiattrito complessive del cuscinetto.

In altre soluzioni note, per evitare il contatto diretto di due parti metalliche in rotazione relativa, una delle due superfici metalliche affacciate viene rivestita con uno strato in materiale elastomerico (vedere, per esempio, EP-A-0942 188).

Un altro scopo dell'invenzione è perciò di realizzare un dispositivo di tenuta capace di ridurre al minimo la luce radiale sopra discussa senza dover provvedere un rivestimento di materiale elastomerico .

Gli scopi suddetti ed altri scopi e vantaggi che saranno compresi meglio in seguito, sono raggiunti secondo l'invenzione da un dispositivo di tenuta come definito nella rivendicazione l.

Per una buona comprensione dell'invenzione ne verranno ora descritte alcune forme di attuazione, date a titolo esemplificativo, facendo riferimento ai disegni allegati, in cui:

- la figura 1 è una vista in sezione assiale di un dispositivo di tenuta di tipo tradizionale montato in un cuscinetto di rotolamento;

- la figura 2 è una vista in sezione assiale di un cuscinetto di rotolamento dotato di una coppia di dispositivi secondo la presente invenzione,·

- la figura 3 è una vista in sezione assiale, in scala ingrandita, del dispositivo di tenuta illustrato nella figura 2, in una sua prima forma di realizzazione; e

- la figura 4 è una vista in sezione assiale, simile alla figura 3, di una seconda forma di attuazione del dispositivo di tenuta secondo l'invenzione.

Facendo ora riferimento alle figure 2 e 3, ed utilizzando gli stessi numeri di riferimento già usati nella figura 1 per descrivere parti uguali o corrispondenti, un cuscinetto di rotolamento è dotato, su ciascuno dei suoi lati opposti, di un dispositivo di tenuta 14 atto a sigillare l'intercapedine 13 tra l'anello esterno stazionario 10 e l'anello interno rotante 11 del cuscinetto.

La struttura generale del dispositivo di tenuta rappresentato nelle figure 2 e 3 è da ritenersi complessivamente noto. Di conseguenza, nel seguito della presente descrizione, verranno descritti in modo particolareggiato i soli elementi di specifico rilievo ed interesse ai fini dell'attuazione della presente invenzione. Per la realizzazione delle parti e degli elementi non illustrati o descritti in dettaglio si può quindi far riferimento ad una qualsiasi soluzione di dispositivi di tenuta di tipo noto.

Il dispositivo di tenuta 14, come illustrato meglio in figura 3, comprende un inserto metallico anulare 16 da montare solidalmente all'anello rotante interno 11 del cuscinetto, ed un inserto metallico anulare 17, di tipo tradizionale, da montare in modo fisso sull'anello stazionario esterno 10 del cuscinetto.

L'inserto metallico emulare 17 ha una porzione radialmente esterna 17a inserita forzatamente nell'anello esterno 10, con una superficie cilindrica assiale I7c atta ad essere rivolta verso l'asse centrale di rotazione del cuscinetto quando il dispositivo di tenuta è montato sul cuscinetto. L'inserto 17 forma inoltre un'appendice essenzialmente radiale 17b alla quale è attaccato un elemento di tenuta 18 in materiale elastomerico con una coppia di labbri di tenuta 19, 20 destinati a strisciare contro due superfici distinte dell'inserto rotante 16.

L'inserto metallico rotante 16 ha una porzione cilindrica assiale radialmente interna 16a inserita forzatamente sull'anello interno 11, ed una parete radiale 16b di forma essenzialmente discoidale che si estende verso l'anello esterno 10 e che ha una dimensione radiale leggermente inferiore a quella dell'intercapedine 13 tra gli anelli 10 e 11 del cuscinetto (figura 2).

Caratteristica importante della soluzione secondo l'invenzione è data dal fatto che l'inserto 16 forma un'ulteriore porzione di forma essenzialmente cilindrica 16d che si estende assialmente verso l'interno del cuscinetto in prossimità della porzione cilindrica assiale 17a dell'inserto non rotante 17. L'inserto 16 ha, nel suo insieme, una sezione assiale essenzialmente a forma di C.

La porzione cilindrica radialmente esterna 16d dell'inserto rotante 16 individua con la porzione cilindrica 17a dell'inserto stazionario 17 una.sottile intercapedine tubolare 23 estesa assialmente, che fornisce di per sé un effetto aggiuntivo di tenuta a labirinto. Infatti, poiché rispetto alle soluzioni tradizionali la luce radiale 22 tra i due inserti 16 e 17 risulta ora spostata assialmente verso l'interno del cuscinetto, e quindi in una zona meno soggetta a spruzzi di acqua, fango ed altri agenti contaminanti, una parte considerevole di tali agenti contaminanti non riesce a superare l'intercapedine 23. La porzione cilindrica 16d è ottenuta mediante piegatura dell'inserto 16 in I6e.

Tuttavia, il diametro di una parete cilindrica ottenuta per piegatura non è perfettamente costante a causa di limiti tecnologici intrinseci che non consentono di controllare con precisione la dimensione radiale della superficie cilindrica piegata, né di conoscerne il valore. L'operazione di piegatura in I6e dà luogo ad una parete cilindrica 16d che presenta inevitabilmente leggere ondulazioni lungo il suo sviluppo circonferenziale, e difficilmente tale parete cilindrica è disposta perfettamente coassiale all'asse di rotazione x del cuscinetto. Perciò la piegatura 16e viene fatta in un punto tale per cui la distanza radiale tra le porzioni affacciate 16d e 17c non è minore di 0,05 mm.

Al fine di ridurre al minimo l'ampiezza radiale della luce 22, sempre secondo la presente invenzione si ripiega in I6f in direzione radialmente esterna la parte terminale della porzione I6d, ottenendo un rilievo anulare 16g che viene tranciato lungo il suo bordo radialmente esterno 16h. In questo modo il bordo 16g determina con la superficie 17c una luce 22 di ampiezza radiale minima e controllabile con precisione. Infatti, l'operazione di tranciatura consente di ottenere precisioni decisamente maggiori rispetto all'operazione di piegatura. Si può così ridurre al minimo la luce 22, ottimizzando la tenuta a labirinto, senza il rischio di contatto delle due parti metalliche in rotazione relativa. Il rilievo anulare I6g costituisce inoltre un ostacolo che contrasta efficacemente l'ingresso nel cuscinetto di eventuali agenti contaminanti presenti nell'intercapedine 22.

Nella figura 4 è illustrata una forma di attuazione alternativa dell'invenzione, in cui la porzione I6d' ha forma debolmente troncoconica divergente verso l'esterno del cuscinetto, per aumentare l'effetto centrifugo e favorire l'espulsione di .contaminanti quando l'anello interno del cuscinetto è in rotazione. L'angolo a di conicità della porzione 16d' è preferibilmente compreso tra 0° e 30 gradi.

Claims (2)

1. RIVENDICAZIONI l. Dispositivo di tenuta per un cuscinetto di rotolamento, comprendente: un primo inserto anulare metallico (17) da montare in modo fisso su un anello radialmente esterno non rotante (10) del cuscinetto, detto primo inserto (17) avendo una superficie metallica (17c) di forma essenzialmente cilindrica assiale rivolta verso l'asse di rotazione (x) del cuscinetto; ed un secondo inserto metallico anulare (16) da montare in modo fisso su un anello rotante radialmente interno (11) del cuscinetto, detto secondo inserto (16) avendo: una porzione periferica radialmente esterna atta a definire con detta superficie metallica (17c) del primo inserto una luce radiale (22) che realizza una tenuta a labirinto, ed una parete radiale (16b) sostanzialmente a forma di disco che si estende verso l'anello esterno (10), caratterizzato dal fatto che il secondo inserto anulare (16) forma una ulteriore porzione di forma essenzialmente cilindrica (16d) o debolmente troncoconica (16d') che si estende assialmente verso l'interno del cuscinetto in prossimità della superficie cilindrica metallica (17c) del primo inserto non rotante (17), individuando con detta superficie (17c) un'intercapedine estesa assialmente (23), e che detta ulteriore porzione (I6d, 16d') presenta alla sua estremità assialmente interna un ri-' lievo anulare (16g) ripiegato (16f) in direzione radialmente esterna e tranciato lungo il suo bordo radialmente esterno (16h).
2. 2. Dispositivo di tenuta secondo la rivendicazione 1, in cui detta ulteriore porzione (16d') ha forma debolmente troncoconica (16d') convergente verso l'esterno del cuscinetto.