ITTO940596A1 - Disposotivo di trattenimento del semi-anello interno di un cuscinetto a sfera del tipo a contatto angolare. - Google Patents

Abstract

Un dispositivo di trattenimento (20) per l'applicazione su cuscinetti a sfere del tipo a contatto angolare comprendenti un anello esterno (12), una coppia di semi - anelli interni (10, 11) adiacenti e due corone di sfere (40), ciascuna interposta tra l'anello esterno ed uno dei due semi - anelli interni, atto a trattenere in posizione il semi - anello (11) rivolto verso l'interno del veicolo, durante le fasi di assemblaggio e trasferimento che precedono il montaggio del cuscinetto sul mozzo della ruota.Il dispositivo è costituito da un corpo (20) di forma sostanzialmente anulare da montare frontalmente nell'anello esterno (12) in prossimità del semi - anello interno, lato esterno (11) e comprende alette elastiche flessibili (23) per il montaggio rapido ed il fissaggio sull'anello esterno (12) e per fare da arresto assiale alle sfere (40). Il dispositivo (20) è in grado di impedire lo sfilamento del semi - anello esterno (11) arrestando le sfere (40) le quali restano bloccate tra le alette (23) e la sede concava di rotolamento (41) ottenuta nel semi - anello (11).

Description

Descrizione a corredo di una domanda di brevetto per Invenzione Industriale dal titolo: Dispositivo di trattenimento del semi-anello interno di un cuscinetto a sfera del tipo a contatto angolare.

Descrizione

La presente Invenzione si colloca nel settore dei cuscinetti a sfere per i mozzi delle ruote di veicoli, del tipo a contatto angolare in cui l'anello di rotolamento interno è scomposto in due semi-anelli, ciascuno agente su una corona di sfere; in particolare, l'invenzione si riferisce ad un dispositivo atto a trattenere in posizione il semianello interno rivolto in uso verso l'esterno del veicolo .

Nei cuscinetti del tipo suddetto è necessario assicurare che i semi-anelli interni non si scompongano durante i vari trasferimenti cui sono soggetti durante le fasi di assemblaggio e nell'operazione di montaggio con la quale vengono piantati sul mozzo della ruota.

Per una chiara comprensione dei problemi legati alla tecnica nota, si fa riferimento alle figure 1, 2 e 3, che sono rispettive sezioni assiali parziali di cuscinetti a due corone di sfere per mozzi ruota in cui sono illustrate tre diverse soluzioni attualmente in uso.

Nelle figure, con il numero di riferimento 10 è indicato il semi-anello affacciato sull'interno della vettura, che solitamente non comporta problemi di montaggio essendo trattenuto dall'anello esterno 12 del cuscinetto per mezzo di un tradizionale dispositivo di tenuta stagna 13 sul lato rivolto verso l'interno del veicolo. Il dispositivo di tenuta 13 è composto da due particolari, uno dei quali è vincolato all'anello esterno 12 mentre l'altro è solidale al semi-anello affacciato verso l'interno del veicolo. Uno schermo metallico 19 d invece piantato sull'anello esterno del cuscinetto dal lato opposto del cuscinetto, rivolto verso l'esterno del veicolo, e si proietta verso il semianello esterno 11 per realizzare una tenuta a labirinto con quest'ultimo.

Un primo accorgimento attualmente adottato per trattenere il semi-anello 11 affacciato verso l'esterno (FIG. 1), prevede che sulle superfici esterne del semi-anello Interno 10 e del semi-anello esterno 11 siano ottenute scanalature o gole circonferenziali affiancate 14 sulle quali viene montato a scatto un anello di plastica 15 con sezione sostanzialmente a forma di C che si impegna in entrambe le gole e trattiene così i due semianelli 10, 11.

Questa prima soluzione è svantaggiosa da un punto di vista strutturale, in quanto le gole che fanno da sedi di trattenimento dell'anello in plastica indeboliscono la sezione dei semi-anelli. Inoltre, questa configurazione è sfavorevole anche da un punto di vista economico, poiché l'esecuzione delle gole è un'operazione aggiuntiva che comporta un aumento nei costi di lavorazione. Infine non è possibile controllare, al montaggio, se l'aggancio sia avvenuto correttamente o meno.

Una seconda soluzione in uso (FIG. 2) realizza il trattenimento dei due semi-anelli mediante l'inserimento, nelle superfici interne di questi, di un trattenitore assialmente ondulato 16, solitamente in plastica. Il trattenitore 16 è montato con interferenza all'interno del semi-anelli ed è sviluppato in senso assiale per esercitare su di essi l'attrito necessario a garantirne l'unione. Di fatto, però, il carico di trattenimento che si riesce ad ottenere mediante questo componente è piuttosto modesto, se non insufficiente. Inoltre, al montaggio del cuscinetto completo sul mozzo, il trattenitore 16 deve essere espulso per lasciare posto al mozzo: è quindi necessario predisporre opportuni mezzi per la raccolta e l'eliminazione di questi pezzi.

In FIG. 3 è illustrata un'altra variante, secondo la quale si devono lavorare le superiici interne dei semi-anelli 10 e 11 per ottenere gole circonferenziali affiancate 17 analogamente a quanto fatto nella variante di FIG. 1, in cui si monta a scatto un elemento metallico aperto 18 con sezione a C, incurvato in contrasto alla propria forza elastica, che si impegna in entrambe le gole 17 e che tende ad allargarsi radialmente, bloccando insieme i due semi-anelli. Tale variante implica alcuni degli inconvenienti già elencati per la realizzazione di FIG. 1 (indebolimento della sezione dei semi-anelli, aumento dei costi di lavorazione), con l'aggiunta che il particolare metallico 18 è di per sé costoso, dovendo essere fatto di un acciaio per molle; in più, questo componente è molto difficile da smontare, qualora si renda necessario effettuare un controllo del cuscinetto.

Un altro problema che si riscontra con sui cuscinetti che montano uno schermo metallico come quello indicato con 19 nelle FIGG. 1-3, è che essendo metallico tale schermo corre il rischio di danneggiare la superficie del cuscinetto su cui si affaccia, qualora per qualche motivo (urto, difetto di fabbricazione o di montaggio) lo schermo vada ad interferire sul semi-anello opposto.

Scopo dell'invenzione è di realizzare un dispositivo di trattenimento efficace, in grado di eliminare gli inconvenienti citati legati alla tecnica nota.

Altro scopo dell'invenzione è di realizzare un dispositivo di trattenimento capace di essere facilmente e correttamente montato sul cuscinetto.

Altro scopo dell'invenzione à di realizzare un dispositivo di trattenimento che possa essere agevolmente rimosso dal cuscinetto senza subire danni .

Un ulteriore scopo dell'invenzione è di realizzare un dispositivo di trattenimento in grado di assolvere anche funzioni di elemento di tenuta del grasso contenuto all'interno del cuscinetto, conseguendo effetti di tenuta migliori rispetto a guanto fatto finora dai tradizionali schermi metallici che vengono piantati sulla faccia del cuscinetto rivolta verso l'esterno del veicolo.

Questi ed altri scopi e vantaggi sono raggiunti, secondo la presente invenzione, da un dispositivo di trattenimento per l'applicazione su cuscinetti a sfere del tipo a contatto angolare comprendenti un anello esterno, una coppia di semianelli interni adiacenti e due corone di sfere, ciascuna interposta tra l'anello esterno ed uno dei due semi-anelli interni, atto a trattenere in posizione il semi-anello rivolto verso l'esterno del veicolo, durante le fasi di assemblaggio e trasferimento che precedono il montaggio del cuscinetto sul mozzo della ruota; caratterizzato da fatto di essere costituito da un corpo di forma sostanzialmente anulare da montare frontalmente nell'anello esterno in prossimità del semi-anello esterno e comprendente mezzi di montaggio rapido sull’anello esterno e mezzi di arresto assiale delle sfere; il semi-anello esterno essendo in grado di assumere due configurazioni opposte: la prima, di posizionamento corretto in adiacenza al semi-anello interno e di non-intervento del dispositivo; la seconda, di sfilamento parziale, in cui il semi-anello esterno è spostato verso il dispositivo e le sfere sono spostate in contatto con i mezzi di arresto e bloccate tra questi e la sede concava di rotolamento ottenuta nel semi-anello, per cui ne arrestano lo sfilamento .

Verranno ora descritte le caratteristiche strutturali e funzionali di una forma di realizzazione preferita ma non limitativa del dispositivo di trattenimento secondo l’invenzione, in cui:

la FIG. 4 è una vista frontale del dispositivo secondo l'invenzione;

la FIG. 5 è una vista in sezione secondo la traccia V-V di FIG. 4;

la FIG. 6 è una vista in sezione assiale di parte di un cuscinetto su cui è montato il dispositivo secondo l’invenzione; e la FIG. 7 è una vista in scala ingrandita di un particolare di FIG. 6.

Facendo inizialmente riferimento alle FIGG. 4, 5 e 6, il numero 20 indica il dispositivo di trattenimento dei semi-anelli secondo l’invenzione, costituito da un corpo in plastica di forma sostanzialmente anulare con sezione radiale a forma di c. Il corpo 20 comprende una porzione cilindrica assiale interna e continua 21, raccordata ad una base frontale 22 dalla quale si estende, coassialmente alla porzione interna 21, una pluralità di alette esterne assiali 23 elasticamente flessibili.

Con particolare riferimento alla FIG. 7 ed al dettaglio di FIG. 6, il dispositivo 20 è adatto ad essere montato a scatto, mediante le proprie alette flessibili 23, nell'anello esterno 12 del cuscinetto. Per assicurare il corretto posizionamento del dispositivo 20 sull'anello esterno 12, il corpo 20 presenta un bordo radialmente sporgente o flangia esterna 24 atto ad andare a battuta contro un corrispondente attestamento assiale 25 già previsto negli anelli esterni 12 per il fissaggio del tradizionale schermo metallico di tenuta (FIGG. 1-3), che viene invece sostituito dal dispositivo di trattenimento 20 secondo l'invenzione, con il conseguimento di alcuni ulteriori vantaggi che saranno compresi meglio in seguito. La faccia cilindrica esterna 26 del corpo 20, formata in parte dalla base 22 ed in parte dal primo tratto 23a delle alette 23, ha sviluppo assiale corrispondente al tratto cilindrico 27 a sezione ristretta dell'anello esterno 12, che si allarga verso l'interno del cuscinetto formando una parete conica 32 che determina un angolo ottuso con il tratto 27. Le alette 23 formano ciascuna una superficie esterna inclinata 28 che copia detto angolo ottuso, proseguono con un tratto cilindrico 29 a sezione allargata e terminano con una punta rastremata 30 caratterizzata da una superficie inclinata 31 che converge verso l'asse centrale di rotazione del cuscinetto.

Questa particolare forma delle alette ha lo scopo di facilitare l'inserimento del dispositivo 20, trattenerlo nella posizione corretta durante l'uso, e consentire un agevole sfilamento dello stesso qualora sia necessaria un'ispezione del cuscinetto. Dopo aver montato i due semi-anelli 10, 11 con le relative corone di sfere 40 e gli altri accessori necessari, per applicare il dispositivo 20 lo si posiziona contro l'anello esterno 12 e si applica una spinta nel verso della freccia B (FIGG.

6 e 7). L'attestamento 25 è una superficie troncoconica che si rastrema nel senso di introduzione del dispositivo 20, per cui costituisce un invito per le superfici inclinate 31 delle alette 23, che sono così costrette a scivolare contro l'anello 12 convergendo elasticamente (FIG. 6) fino a divaricarsi di scatto per riprendere la loro configurazione indeformata quando il bordo 24 va a battuta contro l'attestamento 25. In FIG. 6 sono illustrate le deformazioni in fase di montaggio.

Nella posizione stabile montata, le superfici esterne inclinate 28 delle alette si impegnano contro l'anello esterno collaborando con il bordo 24 a trattenere assialmente il dispositivo 20 sulla sede di montaggio costituita dal tratto 27 a diametro ristretto dell'anello esterno 12.

Nella posizione di montaggio di FIG. 7, qualsiasi tentativo di sfilamento del semi-anello 11 verso l'esterno è impedito ad opera degli estremi delle alette 23 che arrestano il movimento assiale delle sfere (posizione spostata 40' illustrata in FIG. 6); le sfere stesse, grazie alla forma concava 41 della pista di rotolamento del semi-anello, vengono a trovarsi interposte ed in contatto diretto tra la sede concava 41 e le alette 23, per cui contrastano ed arrestano lo sfilamento assiale del semi-anello.

Il semi-anello 11 resta così trattenuto in modo stabile in adiacenza al semi-anello 10 ed all'interno dell'anello esterno 12; si possono quindi compiere le successive operazioni di assemblaggio che prevedono il montaggio sul mozzo della ruota (non illustrato).

La configurazione del dispositivo di trattenimento 20 è tale da opporsi a sfilamenti assiali accidentali prima del montaggio sul mozzo, ma permette ad un operatore di sfilarlo di proposito in modo agevole e senza danneggiarlo, qualora si renda necessario ispezionare le parti interne, grazie all'angolo ottuso formato dalle superfici 26 e 28. In questa eventualità, la superficie inclinata 32 collabora costringendo le alette a convergere, in modo simile a quanto fatto dalla superficie 25 per il movimento inverso di montaggio.

Inoltre, si potrà apprezzare che la configurazione sopra descritta consente un corretto centraggio e posizionamento assiale del dispositivo di trattenimento; in questo, l'operatore ha la conferma di avere eseguito correttamente il montaggio grazie al rumore provocato dallo scatto delle alette che si sente spingendo a fondo il trattenitore nell'anello esterno del cuscinetto.

Facendo ancora riferimento alle FIGG. 6 e 7, il dispositivo di trattenimento della presente invenzione costituisce un elemento di tenuta del grasso presente all'interno del cuscinetto in virtù della forma assialmente allungata della porzione cilindrica interna 21, il cui sviluppo in senso assiale è studiato in modo che tale porzione si proietti all'interno del cuscinetto. La porzione più avanzata o interna 2la del cilindro interno 21 si estende per un tratto di lunghezza "d" considerevole (FIG. 7) che si affaccia sulla superficie assiale 11a del semi-anello esterno 11. Com'è noto, data la viscosità del grasso usato in queste applicazioni, l'efficacia della tenuta dipende non solo dallo spessore radiale della sottile intercapedine individuata tra la superficie 11a e la porzione 21a, ma anche dallo sviluppo assiale di tale intercapedine. Come risulta evidente paragonando il minimo spessore assiale dello schermo metallico 19 della tecnica nota (FIGG. 1-3) con quello ben più consìstente realizzato dalla porzione 2la della presente invenzione, questa determina una tenuta decisamente maggiore rispetto al passato. Inoltre, essendo di plastica, la porzione di tenuta 2la non corre il rischio di danneggiare la superficie del cuscinetto su cui si affaccia, qualora per qualche motivo (urto, difetto di fabbricazione o dì montaggio) tale porzione vada ad interferire sul semianello opposto.

Claims (9)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo di trattenimento (20) per l'applicazione su cuscinetti a sfere del tipo a contatto angolare comprendenti un anello esterno (12), una coppia di semi-anelli interni adiacenti (10, 11) e due corone di sfere (40), ciascuna interposta tra l'anello esterno ed uno dei due semi-anelli interni, atto a trattenere in posizione il semi-anello (11), rivolto verso l'esterno del veicolo, durante le fasi di assemblaggio e trasferimento che precedono il montaggio del cuscinetto sul mozzo della ruota; caratterizzato da fatto di essere costituito da un corpo (20) di forma sostanzialmente anulare da montare frontalmente nell1anello esterno (12) in prossimità del semi-anello esterno (11) e comprendente mezzi (23) di montaggio rapido sull'anello esterno (12) e mezzi (23) di arresto assiale delle sfere (40); il semianello esterno (11) essendo in grado di assumere due configurazioni opposte: la prima, di posizionamento corretto in adiacenza al semi-anello interno (10) e di non-intervento del dispositivo (20); la seconda, di sfilamento parziale, in cui il semi-anello esterno (11) è spostato verso il dispositivo (20) e le sfere sono spostate (40') in contatto con i mezzi di arresto (23) e bloccate tra questi e la sede concava di rotolamento (41) ottenuta nel semianello (11), per cui ne arrestano lo sfilamento.
2. 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i mezzi (23) di montaggio rapido sono costituiti da alette assiali elasticamente flessibili disposte lungo la circonferenza esterna del dispositivo (20).
3. 3. Dispositivo secondo le rivendicazioni 1 e 2, caratterizzato dal fatto che i mezzi di arresto assiale delle sfere (40) sono costituiti dalle stesse alette (23) per il montaggio del dispositivo sull'anello esterno (12) del cuscinetto.
4. 4. Dispositivo secondo la rivendicazione 1# caratterizzato dal fatto di comprendere una porzione cilindrica assiale (21) interna e continua che si proietta assialmente all'interno del cuscinetto affacciandosi su una superficie (Ila) del semi-anello esterno (11) determinando con essa una sottile intercapedine assiale di lunghezza (d) sufficientemente estesa da effettuare una tenuta a labirinto per il grasso contenuto nelle parti interne del cuscinetto.
5. 5. Dispositivo secondo qualunque rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto di essere costituito da un corpo con sezione radiale a forma di C, comprendente una base frontale (22) da cui si estendono le alette assiali esterne (23) e, coassialmente a queste, la porzione assiale cilindrica interna e continua (21).
6. 6. Dispositivo secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che la base frontale (22) è provvista di una flangia radialmente sporgente (24) atta ad andare a battuta contro un corrispondente attestamento assiale (25) dell'anello esterno (12).
7. 7. Dispositivo secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il corpo (20) presenta una superficie cilindrica esterna (26) formata in parte dalla base (22) ed in parte dal primo tratto (23a) delle alette (23); detta superficie (26) avendo diametro e lunghezza assiale corrispondenti a quelli di un tratto cilindrico (27) a sezione ristretta dell'anello esterno (12); detta superficie (26) essendo assialmente delimitata dalla flangia (24) e da una superficie esterna inclinata (28) delle alette (23) che diverge verso l'interno del cuscinetto copiando una parete conica (32) dell'anello esterno (12) la quale determina un angolo ottuso con il tratto cilindrico (27).
8. 8. Dispositivo secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che gli estremi (30) delle alette elastiche (23) sono rastremati presentando superfici esterne (31) inclinate e convergenti verso l’asse centrale di rotazione del cuscinetto.
9. 9. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di essere realizzato in materiale plastico.