ITTO20120198U1 - Gruppo cuscinetto con coperchio protettivo per un encoder - Google Patents

Gruppo cuscinetto con coperchio protettivo per un encoder

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ITTO20120198U1
ITTO20120198U1 IT000198U ITTO20120198U ITTO20120198U1 IT TO20120198 U1 ITTO20120198 U1 IT TO20120198U1 IT 000198 U IT000198 U IT 000198U IT TO20120198 U ITTO20120198 U IT TO20120198U IT TO20120198 U1 ITTO20120198 U1 IT TO20120198U1
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Andrea Serafini
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Description

Descrizione a corredo di una domanda di brevetto per modello di utilità dal titolo: GRUPPO CUSCINETTO CON COPERCHIO PROTETTIVO PER UN ENCODER
DESCRIZIONE
La presente invenzione si riferisce ad un gruppo cuscinetto con coperchio protettivo per un encoder.
Per rilevare la velocità di rotazione relativa tra l’anello rotante e l’anello stazionario di un gruppo del tipo suddetto, tradizionalmente si usano dispositivi di rilevamento comprensivi di una ruota fonica, o encoder magnetico, montato su un anello rotante del cuscinetto, e di un sensore magnetico che viene installato su una parte stazionaria in una posizione affacciata alla ruota fonica ad una distanza prefissata. I segnali elettrici generati dal sensore per effetto della rotazione della ruota fonica vengono trasmessi ad un’unità di elaborazione montata a bordo del veicolo che rende disponibili informazioni sulla velocità delle ruote.
In US 6 939 050 è descritto un gruppo cuscinetto con un encoder montato su un dispositivo di tenuta a cassetta. Un coperchio protettivo è montato sull’anello stazionario esterno del cuscinetto per proteggere l’encoder e chiudere il cuscinetto dal lato assialmente interno (o lato inboard).
La presente invenzione ha lo scopo di proteggere un encoder del tipo suddetto e garantirne il corretto funzionamento nel tempo.
Questo ed altri scopi e vantaggi, che saranno compresi meglio in seguito, sono raggiunti secondo l’invenzione da un gruppo avente le caratteristiche definite nelle rivendicazioni annesse.
Grazie a tali caratteristiche, e in particolare alla forma e disposizione del coperchio protettivo, si ottiene un grado elevato di protezione dell’encoder nei confronti sia di agenti contaminanti e sia rispetto ad urti derivanti da pietre e altri corpi estranei. La tenuta a labirinto esercitata dal coperchio impedisce ad agenti contaminanti quali acqua, polvere, fango e particelle metalliche di depositarsi sull’encoder e peggiorare la lettura degli impulsi magnetici generati dall’encoder mentre ruota. Il coperchio impedisce che l’encoder possa essere colpito da piccoli sassi e altri corpi estranei. Si evita così che l’encoder venga spostato accidentalmente rispetto alla sua posizione ideale. Di conseguenza si mantiene inalterata nel tempo la distanza assiale predeterminata tra encoder e sensore, con qualità costante nella lettura degli impulsi magnetici e nella generazione dei segnali elettrici generati dal sensore.
Verrà ora descritto un gruppo cuscinetto secondo una forma di realizzazione preferita ma non limitativa dell’invenzione; si fa riferimento ai disegni allegati, in cui:
la figura 1 è una vista in sezione assiale parziale di un gruppo cuscinetto provvisto di un encoder e di un coperchio protettivo;
la figura 2 è una vista in sezione assiale del coperchio della figura 1; la figura 3 è una vista ingrandita di un dettaglio indicato con III nella figura 2; e
la figura 4 è una vista frontale del coperchio secondo la freccia IV nella figura 2.
Facendo inizialmente riferimento alla figura 1, con 10 è indicato nel suo insieme un gruppo cuscinetto che comprende un anello di cuscinetto esterno stazionario 11, definente un asse di rotazione centrale (indicato con A nella figura 2), ed un anello di cuscinetto interno 12, girevole attorno all’asse di rotazione. L’anello esterno 11 è fissabile ad un montante (non illustrato) della sospensione di un veicolo a motore, mentre l’anello interno 12 è fissato ad un mozzo girevole radialmente interno 13, illustrato solo in parte. Il mozzo 13 viene fissato in modo noto ad una ruota (non illustrata) del veicolo.
In questo esempio, l’anello interno 12 del cuscinetto è fissato al mozzo 13 dal lato assialmente interno, o lato inboard, mediante rullatura di un bordo 14 del mozzo. L’anello esterno 11 forma, dal lato inboard, una pista di rotolamento radialmente esterna 15 per una corona di elementi di rotolamento 16, in questo esempio sfere; una pista di rotolamento radialmente interna 17 è formata rispettivamente dall’anello interno 12. La forma specifica del cuscinetto, così come la scelta del tipo di elementi di rotolamento (sfere, rulli conici, ecc.) non è rilevante ai fini del trovato. In tutta la presente descrizione e nelle rivendicazioni, termini ed espressioni che indicano posizioni e direzioni, quali "radiale" e "assiale", sono da intendersi riferiti all'asse di rotazione del gruppo cuscinetto.
L’anello esterno 11 ha una porzione di estremità 19, dal lato inboard del cuscinetto, che presenta una superficie cilindrica 20 radialmente esterna, una superficie cilindrica radialmente interna 21 coassiale alla superficie esterna 20, ed una superficie radiale o trasversale terminale 22 che unisce le superfici cilindriche coassiali 20 e 21.
L’anello interno 12 presenta una superficie cilindrica interna 23 affacciata radialmente alla superficie cilindrica interna 21 dell’anello esterno 11. Le due superfici affacciate 21 e 23 e definiscono tra loro un’intercapedine anulare 18, che nel presente esempio è sigillata ermeticamente da un tradizionale dispositivo di tenuta 24 a cassetta. Il dispositivo di tenuta 24 serve per impedire l’ingresso di agenti contaminanti esterni (acqua, polvere, fango) nelle parti interne del cuscinetto ed impedire la fuoriuscita del grasso lubrificante che è normalmente contenuto nell’ambiente interno del cuscinetto per lubrificare le superfici di rotolamento.
Il dispositivo di tenuta 24 comprende un primo inserto o schermo anulare metallico 25, noto come “flinger”, solidale all’anello interno rotante 12, ed un secondo inserto anulare metallico 26 solidale all’anello esterno 11. Il primo inserto 25 ha una sezione assiale sostanzialmente a forma di L con una porzione cilindrica 26 che si estende in una direzione assiale ed è calzata forzatamente sulla superficie cilindrica 23 dell’anello interno, ed una parete radiale o trasversale 27 che si estende in una direzione radialmente esterna verso l’anello esterno 11.
La parete radiale 27 supporta un encoder magnetico 28 in forma di disco anulare. Più in particolare la parete radiale 27 presenta una superficie radiale 29 rivolta in direzione assialmente interna sulla quale è applicato l’encoder magnetico 28. Questo si può estendere radialmente fino in prossimità dell’anello esterno 11.
Al secondo inserto 26 stazionario supporta è vulcanizzata o sovrastampata una guarnizione di tenuta 30 di materiale elastomerico dinamica con labbri di tenuta che si impegnano in contatto strisciante contro il flinger 25.
Con il numero 31 è indicato nel suo insieme un coperchio anulare applicato sul lato inboard del gruppo cuscinetto al fine di proteggere l’encoder 28, contribuire a sigillare l’intercapedine 18, e supportare un sensore magnetico 32 (figure 2 e 3) in posizione assialmente affacciata all’encoder 28. Il sensore magnetico, di per sé noto, serve a rilevare gli impulsi magnetici generati dalla rotazione della ruota fonica o encoder 28 quando l’anello interno 12 del cuscinetto ruota insieme al mozzo 13 rispetto all’anello esterno 11. Il sensore 32 è distanziato assialmente rispetto all’encoder 28 di una distanza prefissata e minima indicata con “d” nella figura 3. In generale, tanto minore è la distanza tra il sensore e la ruota fonica o encoder, quanto maggiore è l’intensità del flusso o segnale magnetico rilevato dal sensore con conseguente miglioramento della lettura.
Il coperchio 31 presenta una parete periferica radiale 33 attestata assialmente contro la superficie laterale 22 dell’anello esterno 11 affacciata verso il lato inboard, e un bordo cilindrico assiale 34 che calzato forzatamente sulla superficie cilindrica esterna 20 dell’anello esterno del cuscinetto. Il coperchio 31 presenta una parete radiale o trasversale 35 che si estende parallelamente all’encoder assialmente distanziata da esso. La parete radiale 35 è unita alla parete periferica radiale 35 per mezzo di una porzione di collegamento 36. Il coperchio anulare 31 forma inoltre un bordo periferico radialmente interno 37, di forma sostanzialmente cilindrica o debolmente troncoconica, che si estende da un’estremità radialmente interna 35a della parete radiale 35 e termina in adiacenza all’anello interno 12 del cuscinetto, formando con questo un sottile interstizio anulare “g”.
Si realizza così una tenuta a labirinto tra il coperchio anulare 31 e l’anello interno 12, impedendo a corpi estranei di urtare e spostare l’encoder. La tenuta a labirinto ostacola l’accesso ad agenti contaminanti quali acqua, polvere, fango, particelle metalliche, tenendole lontane dall’encoder magnetico 28. Allo stesso la parte attiva del sensore è affacciata direttamente (figura 3) e vicina all’encoder, consentendo una captazione ottimale degli impulsi magnetici generati dall’encoder in rotazione.
La parete radiale 35, unitamente al bordo periferico interno 37 e alla porzione di collegamento 36 definisce una camera anulare 38 aperta in direzione assialmente esterna, rivolta verso l’encoder. Il coperchio anulare 31 è fatto di materiale metallico, preferibilmente di materiale metallico amagnetico per non interferire con il segnale sviluppato della ruota fonica, o, alternativamente, di un materiale plastico ed entrambi i materiali dovranno essere sufficientemente rigidi per assicurare un montaggio stabile del coperchio anulare 31 sull’anello esterno 11 del cuscinetto.
Nella parete radiale 35 e/o nel bordo periferico interno 37 è ottenuta un’apertura passante e configurata per accogliere il sensore magnetico 32 in posizione assialmente affacciata all’encoder. L’apertura 39 è situata in una zona che, nella condizione montata, è posizionata in alto. In tale zona, la parete periferica radiale 33 è assialmente distanziata (figura 3) dalla superficie laterale 22 dell’anello esterno 11. Nella parte bassa del coperchio, in posizione circonferenzialmente distanziata dall’apertura 39, è formata almeno una apertura passante 40 (figura 4) atta a permettere lo scolo dell’acqua eventualmente accumulatasi nella camera anulare 38 formata dal coperchio. Nell’esempio illustrato sono previste due aperture di scolo 40 e 41, distanziate circonferenzialmente l’una dall’altra e situate in un zone pressoché diametralmente opposte all’apertura 39 del sensore, allo scopo di trovarsi posizionate, nella condizione montata, esattamente nella parte più bassa del coperchio, a seconda che questo sia montato sul cuscinetto di una ruota situata dal lato destro o dal lato sinistro di un veicolo.
Si intende che l'invenzione non è limitata alla forma di realizzazione qui descritta ed illustrata, che è da considerarsi come un esempio del gruppo; l’invenzione è invece suscettibile di modifiche relative a forma e disposizioni di parti, dettagli costruttivi e di funzionamento, come risulterà agli esperti del settore. Ad esempio, diversamente dall’esempio illustrato, l’encoder 28 può non essere supportato da un dispositivo di tenuta, ma da un supporto anulare. essere supportato da un supporto anulare di tipo diverso, non necessariamente associato ad una guarnizione di tenuta.

Claims (4)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Gruppo cuscinetto (10) per la ruota di un veicolo a motore, il gruppo comprendendo: - un anello di cuscinetto stazionario (11) radialmente esterno definente un asse di rotazione centrale (A) e presentante una superficie cilindrica radialmente esterna (20) ed una superficie radiale terminale (22) formata ad un’estremità assialmente interna dell’anello stazionario esterno (11); - almeno un anello di cuscinetto radialmente interno (12), girevole attorno all’asse di rotazione (A), - un’intercapedine anulare (18) definita ad un estremità assialmente interna del gruppo cuscinetto tra l’anello stazionario esterno (11) e l’anello girevole interno (12), - un encoder magnetico (28) a forma di disco anulare montato solidale all’anello girevole interno (12) ed estendentesi radialmente verso l’anello stazionario esterno (11) ad una estremità assialmente interna dell’intercapedine anulare (18), - un coperchio anulare protettivo (31) montato sull’anello stazionario esterno (11), e comprendente: - un bordo cilindrico assiale radialmente più esterno (34), montato forzatamente sulla superficie cilindrica radialmente esterna (20) dell’anello stazionario esterno (11), - una parete periferica radiale (33) attestata assialmente contro la superficie radiale terminale (22) dell’anello stazionario esterno (11), - una ulteriore parete radiale (35) che si estende parallelamente all’encoder (28) assialmente distanziata da esso; - un’ apertura (39) formata attraverso l’ulteriore parete radiale (35) e configurata per accogliere un sensore magnetico (32) in posizione assialmente affacciata all’encoder; caratterizzato dal fatto che il coperchio (31) è provvisto di un bordo periferico radialmente interno (37), di forma sostanzialmente cilindrica o debolmente troncoconica, che si estende da un’estremità radialmente interna (35a) dell’ulteriore parete radiale (35) e termina adiacente all’anello girevole interno (12) formando con questo un interstizio anulare (g) che realizza una tenuta a labirinto.
  2. 2. Gruppo cuscinetto secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l’ulteriore parete radiale (35) è unita alla parete periferica radiale (33) per mezzo di una porzione di collegamento (36) sostanzialmente cilindrica, per cui l’ulteriore parete radiale (35), insieme al bordo periferico radialmente interno (37) e alla porzione di collegamento (36) definisce una camera anulare (38) rivolta verso l’encoder (28).
  3. 3. Gruppo cuscinetto secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che nell’ulteriore parete radiale (35) e/o nel bordo periferico radialmente interno (37) è formata almeno una ulteriore apertura passante (40, 41), situata in almeno una posizione circonferenzialmente distanziata dall’apertura (39) atta ad accogliere il sensore (32).
  4. 4. Gruppo cuscinetto secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che comprende due di dette ulteriori aperture passanti (40, 41), distanziate circonferenzialmente l’una dall’altra e situate in un zona pressoché diametralmente opposte all’apertura (39) atta ad accogliere il sensore.
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