ITTO20110702A1 - Metodo per la formatura di una dentatura frontale su un anello interno di un mozzo ruota - Google Patents

Metodo per la formatura di una dentatura frontale su un anello interno di un mozzo ruota Download PDF

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Description

DESCRIZIONE
del brevetto per invenzione industriale dal titolo: “METODO PER LA FORMATURA DI UNA DENTATURA FRONTALE SU UN ANELLO INTERNO DI UN MOZZO RUOTAâ€
La presente invenzione à ̈ relativa ad un metodo per la formatura per deformazione plastica di una dentatura frontale su un anello interno di un mozzo ruota. In particolare, la presente invenzione si applica su un mozzo ruota il cui anello interno comprende un fuso, provvisto di una prima pista di rotolamento per una prima corona di corpi volventi, ed un anello di riporto, provvisto di una seconda pista di rotolamento per una seconda corona di corpi volventi, in cui l’anello di riporto à ̈ assialmente bloccato sul fuso tramite un colletto ricalcato, definito da un tratto terminale del fuso che à ̈ stato deformato plasticamente.
Nei mozzi ruota del tipo suddetto, la citata dentatura frontale ha lo scopo di accoppiare testa a testa l’anello interno del mozzo ruota con una corrispondente dentatura frontale di un anello esterno di un giunto omocinetico, per garantire la trasmissione di coppia dal giunto omocinetico all’anello interno del mozzo ruota, che porta una ruota del veicolo tramite una sua estremità flangiata. Un accoppiamento di questo tipo à ̈ descritto in US-A-4893960, che insegna anche come realizzare la dentatura frontale sull’anello interno del mozzo ruota. In particolare, la dentatura frontale viene ricavata con il metodo cosiddetto della “formatura orbitale†contemporaneamente alla formatura del colletto ricalcato, tramite un utensile includente un elemento troncoconico che provvede a ricalcare il colletto ed un elemento tubolare dentato frontalmente, montato scorrevole assialmente sull’esterno dell’elemento troncoconico, che provvede ad imprimere sul colletto ancora in fase di deformazione la dentatura. Un elemento radialmente esterno all’elemento tubolare dentato, che può fare parte del medesimo utensile o costituire un secondo utensile separato, controlla la deformazione del colletto radialmente verso l’esterno.
Un metodo di formatura come quello descritto in US-A-4893960, sebbene soddisfacente, richiede l’utilizzo di un utensile relativamente complesso e, soprattutto, non permette di ottenere dentature aventi caratteristiche di assoluta costanza nel profilo dei denti, caratteristica, questa, divenuta invece oggi giorno assolutamente necessaria in vista delle coppie sempre più elevate da trasmettere.
Scopo della presente invenzione à ̈ dunque quello di fornire un metodo per la formatura per deformazione plastica di una dentatura frontale su un anello interno di un mozzo ruota alternativo a quelli dello stato dell’arte ed in particolare utilizzante un utensile di elevata semplicità costruttiva ed al contempo in grado di assicurare una maggiore precisione dimensionale dei denti ed il mantenimento di una elevata costanza sia dimensionale che geometrica nel profilo dei denti medesimi.
In base all’invenzione viene dunque fornito un metodo per la formatura per deformazione plastica di una dentatura frontale su un anello interno di un mozzo ruota, come definito nella rivendicazione 1.
Il fatto che, secondo il trovato, la dentatura frontale viene impressa mediante un utensile formatore unico massiccio demandato esclusivamente alla realizzazione della dentatura ed avente raggio variabile del profilo delle creste dei denti della dentatura complementare dell’utensile permette sorprendentemente, sebbene l’utensile sia azionato secondo il tradizionale movimento di formatura orbitale, di ottenere per deformazione plastica dentature frontali in cui il profilo dei denti si mantiene costante in modo soddisfacente, assicurando del contempo una maggiore precisione dimensionale dei denti così ottenuti. Di conseguenza si ottengono accoppiamenti migliori e più precisi tra l’anello interno del mozzo ruota ed il giunto omocinetico, che permettono di ottenere trasmissioni di coppia più efficaci, più silenziose e di maggiore capacità.
Inoltre, si ottiene la desiderata dentatura frontale con un minore consumo di energia e si può utilizzare per eseguire il metodo del trovato la medesima apparecchiatura di formatura orbitale utilizzata per realizzare il colletto ricalcato, semplicemente sostituendo l’utensile formatore del colletto con l’utensile formatore della dentatura.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno chiari dalla descrizione che segue di suoi esempi non limitativi di attuazione, effettuata con riferimento alle figure dei disegni annessi, nelle quali:
- la figura 1 illustra schematicamente in sezione radiale una vista longitudinale in elevazione di un mozzo ruota dotato di una dentatura frontale realizzata secondo il trovato;
- la figura 2 illustra in scala ridotta il mozzo ruota di figura 1 durante una fase del metodo di formatura secondo il trovato;
- la figura 3 illustra in scala ingrandita ed in vista prospettica di tre quarti inferiore un utensile formatore adatto a realizzare la dentatura frontale sul mozzo ruota di figura 1 secondo il metodo del trovato; e - la figura 4 illustra in scala ulteriormente ingrandita ed in modo schematico un dettaglio di un dente dell’utensile di figura 3.
Con riferimento alla figura 1, à ̈ indicato nel suo complesso con 1 un mozzo ruota, di per sé noto, comprendente un anello esterno 2 destinato in uso a venire vincolato in modo noto ad un montante di sospensione di veicolo ed un anello interno 3, tra i quali sono disposte due corone di corpi volventi 4, delle quali solo una à ̈ illustrata in figura 1. L’anello interno 3 à ̈ operativamente associabile, in uso, ad un giunto omocinetico noto e non illustrato per semplicità, mediante una dentatura frontale 5 ed à ̈ provvisto di mezzi di attacco 6, definiti da una flangia (figura 2), per una ruota di veicolo.
In particolare, secondo una configurazione nota, l’anello interno 3 comprende un fuso 7 con il quale à ̈ ricavata integrale di pezzo la flangia 6, ed un anello “di riporto†8 piantato su una estremità terminale 9 del fuso 7 rivolta da banda opposta alla flangia 6 e, in uso, verso il citato giunto omocinetico; anello interno 3, fuso 7 e anello 8 sono coassiali tra di loro.
L’anello 8 à ̈ assialmente bloccato sul fuso 7 mediante un colletto ricalcato 10 ottenuto per deformazione plastica della estremità terminale 9; il colletto 10 sporge assialmente rispetto all’anello 8 e porta la dentatura frontale 5 ricavata su una sua faccia terminale frontale 10a (figura 1) disposta sostanzialmente perpendicolare ad un asse di simmetria A (figura 2) del mozzo ruota 1, in generale, e dell’anello interno 3, in particolare.
Con riferimento ora anche alla figura 2, la dentatura 5 viene ottenuta con un metodo che si distingue nettamente da quelli noti nello stato dell’arte.
In particolare, il metodo di formatura per deformazione plastica secondo il trovato della dentatura 5 comprende le fasi di:
- formare l’anello intero 3 del mozzo ruota 1 come la giunzione del fuso 7 e dell’anello 8 e successivamente bloccare assialmente l’anello 8 sul fuso 7 mediante la formatura del colletto 10 per deformazione plastica della estremità 9; questa fase à ̈ eseguita in modo noto, ad esempio con il processo cosiddetto di “formatura orbitale†; e la fase di
- imprimere frontalmente sul colletto 10, da banda opposta all’anello 8, la dentatura frontale 5.
Secondo il metodo del presente trovato, tuttavia, la fase di impressione della dentatura frontale 5 sul colletto 10 viene eseguita solo successivamente alla fase di formatura vera e propria del colletto 10 ricalcato, in sequenza dopo il termine di tale fase di formatura del colletto 10, direttamente sul colletto 10 ricalcato finito.
In combinazione con questa selezione di una sequenza particolare di fasi, la fase di impressione della dentatura 5 frontale viene eseguita mediante un utensile creatore unico 11 (figura 3) provvisto verso il colletto 10 di una dentatura 12 complementare a quella da ottenere, formata da una pluralità di denti 13 disposti a raggiera secondo una corona circolare, simmetricamente rispetto ad un primo asse A1 definente l’asse di simmetria dell’utensile 11.
Secondo un importante aspetto del trovato, i denti 13 sono stati conformati (figura 4) in modo da essere delimitati alle loro sommità da rispettive creste 14 che sono state conformate con un profilo arrotondato avente un raggio di curvatura R variabile in una direzione radiale rispetto al primo asse A1.
In particolare, le creste 14 dei denti 13 della dentatura complementare 12 sono state conformate con un profilo arrotondato avente un raggio di curvatura che diminuisce progressivamente verso l’asse A1, ovvero lungo la direzione radiale contrassegnata con D in figura 4. Ancora più in particolare, le creste 14 sono state conformate con un profilo arrotondato il cui raggio di curvatura R varia linearmente in modo proporzionale alla distanza di ciascun punto del profilo dall’asse A1, misurata in direzione radiale, ovvero che varia linearmente lungo la direzione D. Secondo un aspetto del travato, i denti 13 e l’utensile 11 vengono dimensionati in modo che le creste 14 abbiano un profilo a raggio R variabile proporzionalmente lungo la direzione D, tale per cui il raggio di curvatura R va a zero in corrispondenza del primo asse A1.
Secondo un altro aspetto del trovato, in combinazione con la caratteristica prima descritta (variabilità del raggio R lungo la direzione D), la fase di impressione della dentatura frontale 5 viene eseguita usando un utensile creatore 11 di tipo massiccio (cioà ̈ un utensile pieno, dotato di una massa relativamente elevata) comprendente un gambo 15 ed una testa 16 entrambi simmetrici rispetto al primo asse A1 definente l’asse di simmetria dell’utensile 11 ed intorno al quale l’utensile 11 viene in uso fatto ruotare nella direzione della freccia (figura 2).
La testa 16 à ̈ costituita da un blocco metallico pieno, nella fattispecie illustrata di forma cilindrica, provvisto verso il colletto 10 di un risalto anulare frontale 17 portante la dentatura 12 complementare alla dentatura 5 da ottenere, ed il gambo 15 à ̈ realizzato anch’esso di forma cilindrica, ma avente diametro tale da presentare in direzione trasversale all’asse A1, dimensioni inferiori a quelle (del diametro) della testa 16; durante la fase di impressione, che à ̈ schematicamente illustrata in figura 2, l’utensile creatore 11 viene fatto ruotare mantenendo il primo asse A1 inclinato rispetto all’asse A di simmetria del mozzo ruota 1 e viene contemporaneamente spinto contro il colletto 10 nella direzione del primo asse A1 (quindi in direzione obliqua rispetto al colletto 10), in modo da imprimere sul colletto 10, in sequenza, uno o più denti 13 della dentatura complementare 12 fino a completare la formatura della dentatura frontale 5 sul colletto, secondo il metodo noto di “formatura orbitale†.
I denti 13 della dentatura complementare 12 sono disposti in direzione radiale rispetto all’asse A1 lungo tutta l’ampiezza radiale del risalto anulare 17 frontale in modo da rastremarsi progressivamente, in direzione circonferenziale, verso l’asse A1 (figure 3 e 4); ed il risalto anulare frontale 17 viene ricavato a partire da un bordo perifericamente esterno 18 della testa 16 e per una ampiezza radiale inferiore a quella della testa 16, in modo da delimitare centralmente sulla testa 16, dalla parte della dentatura complementare 12, un bassofondo circolare 19.
Inoltre, il gambo 15 viene ricavato coassiale con la testa 16 ed in modo da presentare in direzione trasversale all’asse asse A1 dimensioni (diametro) maggiori di quelle (del diametro) del bassofondo 19, in modo che la testa 16 sporge radialmente a sbalzo dal gambo 15 per una sua porzione anulare radialmente esterna occupata da solo una parte perifericamente esterna (figure 3 e 4) P1 della dentatura complementare 12; mentre una rimanente parte perifericamente interna P2 della dentatura complementare 12 rimane entro l’ingombro trasversale del gambo 15, dunque allineata con lo stesso.
In questo modo, durante la fase di impressione illustrata in figura 2, la parte anulare esterna della testa 16, che à ̈ disposta a sbalzo tutto intorno al gambo 15, il quale à ̈ anch’esso realizzato come un elemento metallico pieno, preferibilmente ricavato di pezzo con la testa 16, può “flettere†elasticamente in modo infinitesimale determinando, insieme al profilo a raggio variabile delle creste 14 una formatura molto più precisa della dentatura 5.
Secondo un altro aspetto del trovato, il primo asse A1 viene orientato durante la fase di impressione di figura 3 in modo da presentare rispetto all’asse di simmetria A del mozzo ruota 1, una inclinazione α (illustrata fuori scala in figura 2) compresa tra 2° e 7° ed in modo da intercettare l’asse di simmetria A del mozzo ruota 1 sostanzialmente in corrispondenza della faccia terminale frontale 10a del colletto 10.
Infine, per assicurare un corretto rapporto tra rigidezza e flessibilità della struttura dell’utensile 11 nel suo complesso, il blocco metallico costituente la testa 16 dell’utensile creatore 11 presenta in direzione assiale, misurata lungo il primo asse A1, uno spessore pari a circa due volte l’estensione in direzione radiale del risalto frontale anulare 17.
Per spingere l’utensile creatore 11 contro il colletto 10 viene utilizzata una apparecchiatura 30, illustrata solo schematicamente ed a tratteggio in figura 2 in quanto nota, che à ̈ la medesima usata in precedenza per ottenere il colletto 10 per formatura orbitale.

Claims (10)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Metodo per la formatura per deformazione plastica di una dentatura frontale (5) su un anello interno di un mozzo ruota (1), comprendente le fasi di: - formare l’anello intero (3) del mozzo ruota come la giunzione di un fuso (7) e di un anello di riporto (8) piantato sul fuso, dalla parte di una prima estremità (9) del fuso; - bloccare assialmente l’anello di riporto (8) sul fuso deformando plasticamente la prima estremità (9) del fuso in modo da formare con essa un colletto (10) ricalcato che sporge assialmente rispetto all’anello di riporto; e - imprimere frontalmente sul colletto (10), da banda opposta all’anello di riporto (8), la dentatura frontale (5); caratterizzato dal fatto che la fase di impressione della dentatura frontale (5) sul colletto viene eseguita solo successivamente alla fase di formatura del colletto (10) ricalcato, in sequenza dopo il termine della fase di formatura del colletto (10), direttamente sul colletto ricalcato finito; e dal fatto che, in combinazione, la fase di impressione della dentatura frontale viene eseguita mediante un utensile creatore unico (11) provvisto verso il colletto di una dentatura (12) complementare a quella da ottenere, formata da una pluralità di denti (13) disposti a raggiera secondo una corona circolare, simmetricamente rispetto ad un primo asse (A1) definente l’asse di simmetria dell’utensile, i denti (13) essendo stati conformati in modo da essere delimitati alle loro sommità da rispettive creste (14) che sono state conformate con un profilo arrotondato avente un raggio di curvatura (R) variabile in una direzione radiale (D) rispetto al primo asse.
  2. 2. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che le creste (14) dei denti della dentatura complementare (12) sono state conformate con un profilo arrotondato avente un raggio di curvatura (R) che diminuisce progressivamente verso il primo asse (A1).
  3. 3. Metodo secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che le creste (14) dei denti della dentatura complementare sono state conformate con un profilo arrotondato il cui raggio di curvatura (R) varia linearmente in modo proporzionale alla distanza di ciascun punto del profilo dal primo asse (A1), misurata in direzione radiale (D).
  4. 4. Metodo secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che le creste (14) sono state conformate con un profilo il cui raggio di curvatura (R) va a zero in corrispondenza del primo asse (A1).
  5. 5. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la fase di impressione della dentatura frontale viene eseguita usando un utensile creatore (11) massiccio comprendente un gambo (15) ed una testa (16) entrambi simmetrici rispetto al primo asse (A1) definente l’asse di simmetria dell’utensile ed intorno al quale l’utensile (11) viene fatto ruotare, la testa (16) essendo costituita da un blocco metallico pieno, provvisto verso il colletto (10) di un risalto anulare frontale (17) portante la dentatura (12) complementare a quella da ottenere, ed il gambo (15) essendo realizzato in modo da presentare in direzione trasversale al primo asse (A1), dimensioni inferiori a quelle della testa (16); durante la fase di impressione l’utensile creatore venendo fatto ruotare mantenendo il primo asse (A1) inclinato rispetto ad un asse di simmetria (A) del mozzo ruota e venendo contemporaneamente spinto contro il colletto (10) nella direzione del primo asse (A1), in modo da imprimere sul colletto, in sequenza, uno o più denti (13) della dentatura complementare (12) fino a completare la formatura della dentatura frontale sul colletto (10).
  6. 6. Metodo secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che i denti (13) della dentatura complementare (12) sono disposti in direzione radiale rispetto al primo asse (A1) lungo tutta l’ampiezza radiale del risalto anulare frontale (17) in modo da rastremarsi progressivamente, in direzione circonferenziale, verso il primo asse; il risalto anulare frontale (17) venendo ricavato a partire da un bordo perifericamente esterno (18) della testa e per una ampiezza radiale inferiore a quella della testa (16), in modo da delimitare centralmente sulla testa, dalla parte della dentatura complementare, un bassofondo circolare (19).
  7. 7. Metodo secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto il gambo (15) viene ricavato coassiale con la testa (16) ed in modo da presentare in direzione trasversale al primo asse (A1) dimensioni maggiori di quelle del bassofondo (19), in modo che la testa (16) sporge radialmente a sbalzo dal gambo per una sua porzione anulare radialmente esterna occupata da solo una parte perifericamente esterna (P1) della dentatura complementare (12); mentre una rimanente parte perifericamente interna (P2) della dentatura complementare (12) rimane entro un ingombro trasversale del gambo (15).
  8. 8. Metodo secondo una delle rivendicazioni da 5 a 7, caratterizzato dal fatto che il primo asse (A1) viene orientato durante la fase di impressione in modo da presentare rispetto all’asse di simmetria (A) del mozzo ruota, una inclinazione compresa tra 2° e 7° ed in modo da intercettare l’asse di simmetria (A) del mozzo ruota sostanzialmente in corrispondenza di una faccia terminale frontale (10a) del colletto (10).
  9. 9. Metodo secondo una delle rivendicazioni da 5 a 8, caratterizzato dal fatto che la il blocco metallico costituente la testa dell’utensile creatore (11) presenta in direzione assiale, misurata lungo il primo asse (A1), uno spessore pari a circa due volte l’estensione in direzione radiale del risalto frontale anulare (17).
  10. 10. Metodo secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che per spingere l’utensile creatore (11) contro il colletto viene utilizzata la medesima apparecchiatura (30) usata in precedenza per ottenere il colletto (10) per formatura orbitale.
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