ITTO20130794A1 - Coperchio per un cuscinetto di un mozzo-ruota - Google Patents

Coperchio per un cuscinetto di un mozzo-ruota

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ITTO20130794A1
ITTO20130794A1 IT000794A ITTO20130794A ITTO20130794A1 IT TO20130794 A1 ITTO20130794 A1 IT TO20130794A1 IT 000794 A IT000794 A IT 000794A IT TO20130794 A ITTO20130794 A IT TO20130794A IT TO20130794 A1 ITTO20130794 A1 IT TO20130794A1
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IT
Italy
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bearing
cylindrical wall
cover
tubular
hub
Prior art date
Application number
IT000794A
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English (en)
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Fausto Morello
Marcello Rossi
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Skf Ab
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Publication date
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Description

COPERCHIO PER UN CUSCINETTO DI UN MOZZO-RUOTA
DESCRIZIONE
Settore Tecnico dell’Invenzione
La presente invenzione è relativa ad un coperchio per un cuscinetto di un mozzo-ruota. L’invenzione si riferisce inoltre ad un gruppo cuscinetto-mozzo per una ruota di un veicolo a motore.
Tecnica Nota
I coperchi di tipo noto sono realizzati di materiale plastico, e comprendono una parete di fondo, e una parete laterale cilindrica di interfaccia per il loro montaggio in un cuscinetto di un mozzo-ruota ai fini della protezione da agenti esterni sia del cuscinetto, sia di un dispositivo di rilevazione della velocità angolare della ruota associato al cuscinetto.
Il montaggio del coperchio nel cuscinetto di un mozzo-ruota avviene per interferenza tra la parete di interfaccia e un anello esterno del cuscinetto. La parete laterale di interfaccia è di solito provvista di un rinforzo di materiale metallico per irrigidire la parete laterale così come, ad esempio descritto in US 2006/159377 A1. Poiché tale rinforzo metallico comporta un considerevole incremento del costo di produzione dei coperchi sopra descritti, e può anche causare dei problemi di bimetallo qualora sia disposto a contatto con l’anello esterno del cuscinetto, sono state realizzate, ultimamente, alcune soluzioni più economiche, nelle quali il coperchio, privo del tradizionale inserto metallico di rinforzo, è montato a scatto su una appendice tubolare dell’anello esterno, grazie a mezzi di bloccaggio a scatto, i quali sono solidali alla parete laterale cilindrica di interfaccia del coperchio e si accoppiano a scatto in un recesso o sottosquadro formato in una cavità cilindrica presentata dall’appendice tubolare.
Poiché i coperchi del tipo sopra descritto sono interposti tra un sensore di rilevazione montato esternamente al cuscinetto e una ruota fonica montata internamente al cuscinetto, e poiché la capacità di lettura del sensore di rilevazione dipende anche dal corretto posizionamento del coperchio, il dimensionamento sia dell’appendice tubolare dell’anello esterno, sia dei mezzi di bloccaggio a scatto deve essere realizzato con estrema cura e con delle tolleranze di produzione molto ristrette per permettere un montaggio del coperchio molto preciso.
Tuttavia, tolleranze di produzione molto ristrette ed estrema precisione nel montaggio, per quanto di norma molto accurato, mal si combinano con le correnti e sempre più pressanti necessità di riduzione costi e tempi di produzione.
Sintesi dell’Invenzione
Scopo della presente invenzione è quello di realizzare un coperchio per un cuscinetto di un mozzo-ruota, il quale presenti dei costi di produzione e di montaggio ancora più ridotti degli attuali coperchi e, contemporaneamente, permetta di incrementare anche le proprie caratteristiche di protezione.
Secondo la presente invenzione viene realizzato un coperchio per un cuscinetto di un mozzo-ruota avente le caratteristiche enunciate nelle rivendicazioni annesse.
Breve Descrizione dei Disegni
Verranno ora descritte una forma di realizzazione preferenziale dell’invenzione, fornita a titolo esemplificativo e non limitativo, e facendo riferimento al disegno allegato, nel quale è illustrata una vista in sezione assiale, con parti asportate per chiarezza, di un gruppo cuscinetto-mozzo ruota che incorpora un coperchio porta-sensore.
Descrizione Dettagliata
Nella figura annessa, con 10 è indicato nel suo complesso un gruppo cuscinetto-mozzo ruota cosiddetto “di terza generazione”, il quale presenta un asse centrale X ed è atto ad essere interposto tra una ruota condotta (non illustrata) di un veicolo a motore e un montante di una sospensione (non illustrati) del veicolo stesso per permettere la rotazione della ruota rispetto al montante e attorno all’asse X.
Il gruppo 10 comprende un cuscinetto 50 volvente, e un dispositivo 60 di rilevamento della velocità di rotazione della citata ruota associato al cuscinetto 50 stesso.
In tutta la presente descrizione e nelle rivendicazioni annesse, termini ed espressioni che indicano posizioni e direzioni quali “radiale” e “assiale” sono da intendersi riferite all’asse x di rotazione. Espressioni quali “assialmente interno” o “assialmente esterno” vanno invece riferite ad una condizione nella quale il gruppo cuscinetto mozzo è montato su un veicolo a motore.
Il cuscinetto 50 comprende, a sua volta:
- un mozzo centrale 11 girevole attorno all’asse X e provvisto esternamente di una pista 11a di rotolamento;
- un anello esterno 13 stazionario disposto radialmente all’esterno del mozzo 11, e provvisto internamente di due piste 13a e 13b di rotolamento affacciate verso il mozzo centrale 11;
- un anello interno 14, il quale presenta una rispettiva pista 11b di rotolamento assialmente affiancata alla pista 11a, ed è fissato sul mozzo centrale 11, in modo di per sé noto, mediante formatura a freddo di un bordo 21 di estremità del mozzo centrale 11 stesso; e
- una doppia corona di elementi volventi, in questo esempio sfere, 15a, 15b, disposti all’interno delle piste di rotolamento 11a, 11b e 13a e 13b per permettere la rotazione del mozzo centrale 11 rispetto all’anello esterno 13.
Il mozzo centrale 11 è un mozzo flangiato per il fissaggio della citata ruota (non illustrata), e l’anello esterno 13 è provvisto di una flangia 22 di montaggio radialmente esterna, atta ad essere montata al citato montante (non illustrato), e di un’appendice tubolare 23, che sporge dal lato assialmente interno del cuscinetto 50, cioè dal lato che in uso è rivolto verso l’interno del veicolo. L’appendice tubolare 23 è delimitata da una superficie radialmente esterna 24, di forma cilindrica, atta ad essere inserita in un foro di alloggiamento (non illustrato) ricavato nel citato montante, da una superficie radialmente interna 25 coassiale alla superficie radialmente esterna 24, e da una superficie piana terminale 26, la quale è trasversale all’asse X, e si estende radialmente all’estremità assialmente interna dell’appendice tubolare 23 stessa.
La superficie interna 25 comprende una porzione cilindrica assialmente intermedia 25a, e una porzione assialmente esterna 25b in sottosquadro, avente un diametro interno “D1” maggiore rispetto ad un diametro interno “D2” della porzione cilindrica assialmente intermedia 25a. La superficie interna 25 comprende, inoltre, una porzione cilindrica assialmente interna 25d, anch’essa in sottosquadro, avente un diametro interno “D3” maggiore rispetto al diametro interno “D2” della porzione cilindrica assialmente intermedia 25a. Le porzioni cilindriche 25a e 25b sono collegate da una porzione di collegamento 25c, preferibilmente rastremata in una direzione assialmente interna, ad esempio conica, mentre le porzioni cilindriche 25a e 25d sono collegate da una porzione di collegamento 25e, preferibilmente rastremata in una direzione assialmente esterna, ad esempio conica.
Il dispositivo 60 di rilevamento comprende:
- una ruota fonica 61, la quale è disposta in una intercapedine 62 anulare definita dall’appendice tubolare 23 e dall’anello interno 14, ed è montata su una superficie cilindrica esterna 14a dell’anello interno 14 stesso per ruotare attorno all’asse X unitamente al mozzo centrale 11; e - un coperchio porta-sensore 30 montato in posizione assialmente interna sull’appendice tubolare 23 dell’anello esterno 13.
Il coperchio 30, realizzato preferibilmente di materiale plastico, comprende una parete di fondo 31 sagomata disposta trasversalmente all’asse X, e una parete cilindrica 32 laterale, la quale si estende assialmente attorno all'asse X da un lato della parete di fondo 31 e forma con la parete di fondo 31 un incavo 33 all’interno del quale è disposto anche il bordo 21 di estremità del mozzo centrale 11.
Il coperchio 30 forma un risalto periferico 34 anulare, il quale sporge radialmente verso l'esterno dalla parete cilindrica 32 e costituisce una superficie di spallamento 38 estesa radialmente e rivolta in direzione assialmente esterna, la quale serve da spallamento assiale del coperchio 30 per garantirne un corretto montaggio sull’appendice tubolare 23.
La parete di fondo 31 presenta una porzione anulare 35 assialmente rientrata verso il cuscinetto 50 e disposta complanare al risalto periferico anulare 34 in posizione direttamente affacciata alla ruota fonica 61, ovvero assialmente interposta tra la ruota fonica 61 e un sensore (non illustrato) esterno al cuscinetto 50. Il citato sensore e altri componenti del dispositivo 60 di rilevamento della velocità di rotazione sono noti, e pertanto non richiedono di essere qui descritti in dettaglio. Basterà qui citare che la ruota fonica 61 è situata assialmente da banda opposta del citato sensore rispetto alla porzione anulare 35 assialmente rientrata della parete di fondo 31, presenta una forma anulare, ed è realizzata di gomma incorporante particelle di polvere magnetizzata, quale, ad esempio, la ferrite. La ruota fonica 61, che può essere fissata in svariati modi e posizioni all’anello interno 14 o ad un altro elemento solidale in rotazione al mozzo centrale 11, presenta generalmente poli magnetici nord e sud disposti in modo alternato attorno alla sua circonferenza. Nel presente esempio di realizzazione, il sensore è affacciato alla ruota fonica 61 in una direzione assiale. In altre forme di realizzazione, il sensore può essere montato in modo tale da affacciarsi alla ruota fonica in una direzione radiale. L’invenzione non è da intendersi limitata al tipo specifico di sensore di rilevamento e della relativa ruota fonica.
La parete cilindrica 32 del coperchio 30 è realizzata completamente di materiale plastico, ed è perciò priva di un tradizionale rinforzo metallico. Il montaggio del coperchio 30 sull’appendice tubolare 23 avviene mediante bloccaggio a scatto. A questo scopo, la parete cilindrica 32 presenta, dal lato assialmente opposto al risalto periferico 34, un gradino 39 assialmente distanziato dalla superficie di spallamento 38, e atto a cooperare a scatto con il sottosquadro formato dalle porzioni 25a e 25b nella superficie interna 25 dell’appendice tubolare 23. Nella forma di realizzazione preferita, il gradino 39 è circonferenzialmente continuo, in forma di cresta anulare, o alternativamente, può essere realizzato in modo circonferenzialmente discreto, ad esempio come una pluralità di bugne angolarmente distanziate tra loro. Il gradino 39 presenta una superficie 39a rastremata in una direzione assialmente interna, ad esempio conica, e sporgente in direzione radialmente esterna rispetto ad una superficie cilindrica 32a della parete cilindrica 32, e una superficie 39b rastremata in una direzione assialmente esterna, ad esempio conica, a partire dalla superficie 39a. La superficie 39a è disposta assialmente a ridosso della porzione di collegamento 25c, e le due superfici 39a e 39b formano tra loro una cuspide 39c anulare, il cui diametro “D4” esterno è di dimensioni superiori alle dimensioni del diametro “D2” della superficie radialmente interna 25.
Tradizionalmente, la distanza assiale L tra il gradino 39 e il risalto periferico 34, in funzione delle tolleranze di lavorazione, poteva essere al più uguale, se non minore, della distanza tra le due porzioni di collegamento 25c e 25e, in modo tale da massimizzare l’efficacia del montaggio a scatto del coperchio 50. Nell’esempio di attuazione illustrato, invece, la distanza assiale L tra il gradino 39 e il risalto periferico 34, è maggiore della distanza tra le due porzioni di collegamento 25c e 25e, e il coperchio 50 comprende, infine, un anello elastico 80, il quale è calzato sulla parete cilindrica 32 laterale, ed è inseribile all’interno della porzione cilindrica assialmente interna 25d, per disporsi a assialmente a ridosso della superficie di spallamento 38 onde essere compresso, a montaggio avvenuto, tra il risalto periferico 34 e la porzione di collegamento 25e.
Il gradino 39 scorre lungo la superficie 25, fino al raggiungimento della porzione cilindrica in sottosquadro 25b, quindi si inserisce all’interno della porzione cilindrica in sottosquadro 25b stessa disponendosi con la propria superficie 39a assialmente a ridosso della porzione di collegamento 25c. Lo scorrimento del gradino 39 lungo la superficie 25 resta sostanzialmente libero, se non per la necessità di vincere l’attrito generato dal contatto della cuspide 39c contro la superficie 25 stessa, fino a che l’anello elastico 80, disposto a ridosso della superficie di spallamento 38, non si dispone anche a ridosso della porzione di collegamento 25e: una volta che l’anello elastico 80 incontra la porzione di collegamento 25e, ai fini del completamento dell’innesto a scatto del gradino 39, occorre esercitare una ulteriore pressione assiale sul coperchio 30 che comporta una contemporanea compressione assiale dell’anello elastico 80.
Quando il gradino 39 si è innestato a scatto nella porzione cilindrica in sottosquadro 25b, l’anello elastico 80 resta elasticamente compresso esercitando una forza elastica di richiamo della superficie 39a del gradino 39 a ridosso della porzione di collegamento 25c e sia per effetto dell’impegno reciproco della superficie 39a e della porzione di collegamento 25c, sia grazie alla trazione elastica esercitata dall’anello elastico 80, la superficie 39a è mantenuta in battuta contro la porzione di collegamento 25c favorendo così il mantenimento della posizione assiale corretta del coperchio 10 sul cuscinetto 50. La scelta di realizzare le superfici di collegamento 25c e 25e come superfici rastremata in direzioni assialmente opposte favorisce ancora maggiormente l’annullamento di eventuali giochi assiali tra il coperchio 10 e l’anello esterno 13.
Grazie alla configurazione testé descritta, qualsiasi gioco assiale tra il coperchio 30 e l’anello esterno 13 è annullato, e il coperchio 30 non solo rimane montato stabilmente sull’anello esterno 13 stesso, ma resta in una posizione determinata e idonea alla lettura del citato sensore. La presenza dell’anello elastico 80 non solo permette di realizzare le dimensioni dei vari elementi con tolleranze non eccessivamente ristrette permettendo dei risparmi sia in termini di progettazione, sia in termini di produzione, ma consente anche un montaggio molto preciso del coperchio 30.
Tradizionalmente, ancora, le dimensioni dei diametri della superficie 32a della parere cilindrica 32 e della superficie radialmente interna 25 dovevano essere sostanzialmente simili in modo tale da far rimanere la superficie 32a in interferenza radiale rispetto alla superficie 25, lungo il tratto L in modo tale da impedire l’ingresso di impurità all’interno del cuscinetto 50. Nell’esempio di attuazione illustrato, invece, le dimensioni dei diametri della superficie 32a della parere cilindrica 32 e della porzione cilindrica assialmente intermedia 25a della superficie interna 25 non devono essere necessariamente simili: infatti, tra le due superfici 25a e 32a si forma un meato M cilindrico. Tale meato M è, però, completamente sigillato verso l’esterno del cuscinetto 50 dalla presenza dell’anello elastico 80, il quale impedisce l’ingresso di qualsiasi impurità all’interno del cuscinetto 50.
Preferibilmente, ma non necessariamente, nell’esempio di attuazione del coperchio 30 sopra illustrato, la porzione anulare 35 assialmente rientrata della parete di fondo 31 presenta un foro 85, il quale è ricavato passante attraverso la porzione anulare 35 stessa e permette di compensare eventuali differenze di pressione tra l’interno e l’esterno del cuscinetto 50 garantendo la stabilità del montaggio del coperchio 30.
Le dimensioni del diametro del foro 85 sono più piccole delle dimensioni di una goccia d’acqua, o di altre impurità che potrebbero entrare all’interno del cuscinetto 50 compromettendone la durata e l’affidabilità.
Nonostante siano state illustrate alcune forme di realizzazione esemplificative nella precedente descrizione dettagliata, si dovrà apprezzare che si può configurare una grande varietà di gruppi cuscinetto mozzo e coperchi porta-sensore conformati diversamente da quanto illustrato e descritto. Ad esempio, le porzioni di superficie 25a e 25b qui illustrate come cilindriche, potranno in alternativa essere coniche. Si dovrà anche apprezzare che le forme di realizzazione illustrate costituiscono solo degli esempi, e non sono da intendersi come limitative in alcun modo della portata, dell'applicabilità, o della configurazione. I disegni e la descrizione dettagliata che precede, invece, forniranno alle persone esperte nel settore una traccia conveniente per l'attuazione dell'invenzione, restando inteso che potranno essere apportati diversi cambiamenti ai valori descritti, senza esulare dall'ambito dell'invenzione così come definito nelle rivendicazioni annesse e nei loro equivalenti legali.

Claims (9)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Coperchio (30) per un cuscinetto (50) di un mozzo-ruota, il coperchio (30) essendo realizzato di materiale plastico e comprendendo: - una parete di fondo (31) disposta trasversalmente ad un asse centrale (X), - una parete cilindrica (32) di montaggio, la quale si estende assialmente da un lato della parete di fondo (31) attorno all’asse (X); - mezzi di bloccaggio a scatto (39) sporgenti in direzione radialmente esterna dalla parete cilindrica (32) per il bloccaggio del coperchio (30) su un’appendice tubolare (23) del cuscinetto (50); il coperchio (30) essendo caratterizzato dal fatto di comprendere, inoltre, mezzi elastici (80) interposti tra una porzione di spallamento anulare (34) del coperchio (30) e l’appendice tubolare (23) per esercitare un’azione di richiamo elastico sui detti mezzi di bloccaggio a scatto (39).
  2. 2. Coperchio secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la porzione di spallamento (34) sporge radialmente verso l'esterno dalla parete cilindrica (32) e presenta una superficie di spallamento (38) estesa radialmente e rivolta dal lato della parete cilindrica (32); il coperchio (30) essendo caratterizzato dal fatto che i mezzi di bloccaggio a scatto comprendono un gradino (39) formato su una superficie radialmente esterna (37) della parete cilindrica (32) in una posizione assialmente distanziata dalla superficie di spallamento (38); il gradino (39) essendo delimitato da una superficie rastremata (39a) ed essendo disposto a contatto con una prima superficie di collegamento (25c) dell’appendice tubolare (23) e richiamata elasticamente a contatto della prima superficie di collegamento (25c) dai detti mezzi elastici (80).
  3. 3. Coperchio secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che i detti mezzi elastici (80) sono calzati sulla parete cilindrica (32) e sono disposti a ridosso della superficie di spallamento (38) per essere elasticamente compressi tra la superficie di spallamento (38) stessa e una seconda superficie di collegamento (25e) dell’appendice tubolare (23); la prima e la seconda superficie di collegamento (25c)(25e) essendo rastremate in direzioni assialmente opposte.
  4. 4. Coperchio secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che i detti mezzi elastici (80) comprendono un anello elastico (80) montato sulla parete cilindrica (32) e inseribile all’interno di un sottosquadro (25d) dell’appendice tubolare (23).
  5. 5. Coperchio secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la parete cilindrica (32) è realizzata completamente di materiale plastico ed è priva di inserti metallici di rinforzo.
  6. 6. Coperchio secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la parete cilindrica (32), con l’appendice tubolare (23), definisce un meato (M) cilindrico sigillato verso l’esterno del cuscinetto (50) dai detti mezzi elastici (80).
  7. 7. Gruppo cuscinetto-mozzo (10) per una ruota di un veicolo, dove il gruppo (10) comprende: - un mozzo centrale (11) girevole attorno ad un asse (X) centrale; - un cuscinetto volvente (50) che include un anello stazionario (13) disposto radialmente all’esterno del mozzo (11), ed elementi di rotolamento (15a, 15b) interposti tra l’anello stazionario (13) e il mozzo (11), l’anello stazionario (13) formando un’appendice tubolare (23), la quale sporge da un lato assialmente interno dell’anello stazionario (13) e presenta una superficie radialmente interna (25) estesa in una direzione assiale e provvista di un primo sottosquadro (25b); - un coperchio (30) secondo una qualunque delle rivendicazioni da 1 a 6, montato sull’appendice tubolare (23) dell’anello stazionario (13), in modo tale per cui i mezzi di bloccaggio a scatto (39) del coperchio (10) sono impegnati nel primo sottosquadro (25b); il gruppo (10) essendo caratterizzato dal fatto di comprendere, inoltre, mezzi elastici (80) interposti tra una porzione di spallamento anulare (34) del coperchio (30) e l’appendice tubolare (23) per esercitare un’azione di richiamo elastico sui detti mezzi di bloccaggio a scatto (39).
  8. 8. Gruppo secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che i mezzi di bloccaggio a scatto comprendono un gradino (39) formato su una superficie radialmente esterna (37) della parete cilindrica (32) in una posizione assialmente distanziata dalla superficie di spallamento (38); il gradino (39) essendo disposto a scatto all’interno del detto primo sottosquadro (25b) ed essendo richiamato elasticamente a contatto del primo sottosquadro (25b) stesso dai detti mezzi elastici (80); il gradino (39) essendo delimitato da una superficie rastremata (39a) ed essendo disposto a contatto con una prima superficie di collegamento (25c) dell’appendice tubolare (23).
  9. 9. Gruppo secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che i detti mezzi elastici (80) sono calzati sulla parete cilindrica (32) a ridosso della superficie di spallamento (38) e sono inseriti in un secondo sottosquadro (25d) dell’appendice tubolare (23) per essere elasticamente compressi tra la superficie di spallamento (38) stessa e una seconda superficie di collegamento (25e) dell’appendice tubolare (23); la prima e la seconda superficie di collegamento (25c)(25e) essendo rastremate in direzioni assialmente opposte.
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