ITTO980035A1 - Cuscinetto di rotolamento con dispositivo di rilevamento della velocit a' di rotazione. - Google Patents

Cuscinetto di rotolamento con dispositivo di rilevamento della velocit a' di rotazione.

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ITTO980035A1
ITTO980035A1 IT98TO000035A ITTO980035A ITTO980035A1 IT TO980035 A1 ITTO980035 A1 IT TO980035A1 IT 98TO000035 A IT98TO000035 A IT 98TO000035A IT TO980035 A ITTO980035 A IT TO980035A IT TO980035 A1 ITTO980035 A1 IT TO980035A1
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Angelo Vignotto
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Description

Descrizione a corredo di una domanda di brevetto per Invenzione Industriale dal titolo: Cuscinetto di rotolamento con dispositivo di rilevamento della velocità di rotazione.
DESCRIZIONE
La presente invenzione si riferisce ad un cuscinetto di rotolamento, in particolare per il mozzo della ruota di un autoveicolo, del tipo dotato di un dispositivo di tenuta e di un dispositivo per il rilevamento della velocità di rotazione dell'anello esterno .
Sono noti dispositivi di rilevamento del tipo suddetto, comprensivi di una ruota fonica in forma di disco anulare in plastica o gomma magnetizzata, solidale in rotazione all'anello rotante del cuscinetto. In alcune soluzioni note, la ruota fonica è piantata forzatamente sull'anello rotante del cuscinetto o su di un elemento ad esso solidale. Si è riscontrato però che le ruote foniche di questo tipo sopportano male le tensioni a cui sono soggette quando vengono piantate; inoltre le ruote foniche montate in questo modo sono esposte all'azione di agenti contaminanti esterni quali acqua, polvere, fango, particelle metalliche provenienti dai vicini freni, ecc. che, depositandosi su di esse, tendono a diminuirne il rendimento o falsare il segnale prodotto da un sensore che capta le variazioni del flusso magnetico indotto dalla ruota fonica in rotazione.
In altre soluzioni, come descritto ad esempio nella domanda di brevetto italiana n° T097A000371 (non ancora accessibile al pubblico alla data di deposito della presente domanda), la ruota fonica è integrata nel dispositivo di tenuta del cuscinetto. In tale soluzione, vantaggiosa per alcuni aspetti, la ruota fonica è tuttavia disposta in modo da offrire una superficie di lettura poco estesa per il sensore.
Uno scopo della presente invenzione è di realizzare una configurazione robusta ed affidabile grazie alla quale la ruota fonica non rischi di essere danneggiata in fase di montaggio, di trasporto e di esercizio.
Un altro scopo della presente invenzione è di realizzare una configurazione che presenti un ingombro ridotto, accogliendo la ruota fonica entro le dimensioni assiali del cuscinetto.
Un altro scopo dell'invenzione è di ottenere la massima intensità del campo magnetico generato della ruota fonica, e di ottenere un'ampia superficie di lettura per il sensore affacciato in uso alla ruota fonica.
Un altro scopo ancora è di proporre una soluzione applicabile anche a cuscinetti di tipo tradizionale, senza doverli modificare per montare
su di essi una ruota fonica.
Un ulteriore scopo dell'invenzione è di realizzare una configurazione che protegga la ruota magnetizzata dagli sbalzi termici provocati dai freni della vettura situati in prossimità del mozzo.
Questi ed altri scopi e vantaggi, che saranno compresi meglio in seguito, sono raggiunti secondo la presente invenzione da uh cuscinetto di rotolamento, in particolare per il mozzo della ruota di un autoveicolo, comprensivo di un anello rotante radialmente esterno, di un anello stazionario radialmente interno, dì un dispositivo il tenuta tra detti anelli e di un dispositivo per il rilevamento della velocità di rotazione dell'anello esterno, in cui detto dispositivo di rilevamento comprende una ruota fonica in forma di disco anulare orientato radialmente e realizzato in plastica o gomma magnetizzata, caratterizzato dal fatto di comprendere un inserto anulare metallico atto a fissare la ruota fonica all'anello esterno, dove detto inserto forma:
una porzione cilindrica esterna per il piantaggio sulla superficie esterna dell'anello esterno; una parete radiale che contribuisce a formare una sede anulare per accogliere la ruota fonica e che si estende verso l'interno in direzione radiale in modo da cooperare con detto dispositivo di tenuta per chiudere lo spazio tra detti anelli;
una porzione di raccordo tra detta porzione cilindrica esterna e detta parete radiale, su cui esercitare una spinta assiale per detto piantaggio.
Verranno ora descritte le caratteristiche strutturali e funzionali di alcune forme di realizzazione preferite ma non limitative del cuscinetto secondo l'invenzione; si fa riferimento ai disegni allegati, in cui:
la FIG. 1 è una vista in sezione assiale di un cuscinetto dotato della ruota fonica secondo la presente invenzione;
la FIG. 2 è una vista in scala ingrandita del dettaglio della ruota fonica di FIG. 1, in una sua prima forma di realizzazione; e ' le FIGG. 3 e 4 sono viste simili alla FIG. 2 di due ulteriori varianti della ruota fonica secondo l'invenzione.
Facendo inizialmente riferimento alle FIGG. 1 e 2, un cuscinetto di rotolamento per il mozzo della ruota di un autoveicolo comprende un anello rotante radialmente esterno 10, un anello stazionario radualmente interno 11, e due serie di elementi di rotolamento 12, in questo esempio sfere, interposti tra gli anelli 10 e 11. Il cuscinetto è dotato di un dispositivo per rilevare la velocità di rotazione dell'anello rotante esterno 10; tale dispositivo comprende una ruota fonica 13, montata sull'anello rotante, ed un sensore (non illustrato), affacciato ala ruota fonica e montato su una parte fissa del veicolo .
La ruota fonica 13 è un disco anulare orientato radialmente e realizzato in plastica o gomma magnetizzata secondo polarità alternate in senso circonferenziale, montato sul lato assialmente interno dell'anello di rotolamento radialmente esterno 10.
Facendo riferimento in particolare alla FIG. 2, la ruota fonica 13 è vulcanizzata su di un inserto metallico 14 sostanzialmente anulare, la cui forma in sezione assiale è opportunamente sagomata in modo da individuare una porzione cilindrica esterna I4a ed una parete radiale interna 14b, raccordate tra loro da una porzione ripiegata a gomito 14c che sporge assialmente verso il lato interno del veicolo. La parete radiale 14b e la porzione di raccordo 14c individuano una sede anulare che ospita la ruota fonica.
La porzione a gomito 14c sporge assialmente di una distanza minima R rispetto al lato assialmente interno I3a della ruota fonica 13 per proteggere questa da eventuali urti provocati ad esempio da ghiaia che in condizioni di esercizio potrebbe colpire la ruota fonica (secondo la direzione indicata dalla freccia A), e per realizzare una superficie assialmente sporgente sulla quale esercitare una spinta assiale per montare la ruota fonica sul cuscinetto, secondo la direzione indicata dalla freceia B. In altre parole, la sede anulare in cui è ospitata la ruota fonica ha una dimensione assiale superiore a quella della ruota fonica.
La ruota fonica vulcanizzata sull'inserto 14 viene montata sull'anello rotante esterno 10 calzando la porzione cilindrica 14a attorno alla superficie cilindrica esterna lQa dell'anello 10, e spingendo assialmente sulla porzione a gomito 14c fino a portare la parete radiale 14b dell'inserto a battuta contro il lato assialmente esterno 10b dell'anello 10 e contro una parete radiale 15a di uno schermo 15 facente parte di un dispositivo di tenuta indicato nel suo insieme con 16, che chiude ermeticamente l'apertura tra l'anello esterno 10 e l'anello interno 11.
Con riferimento alla FIG. 3, è illustrata una variante che differisce da quella di FIG. 2 per il fatto che la porzione ripiegata occupa minore spazio nella dimensione radiale per aumentare la superficie della ruota fonica e quindi ottimizzare lo spazio di lettura per il sensore (non illustrato) affacciato alla ruota fonica.
Con riferimento alla FIG. 4, l'inserto anulare 14 che sopporta la ruota fonica 13 è conformato in modo tale da offrire una protezione esterna totale per la ruota fonica. A tale scopo, l'inserto forma una sede 14d con sezione assiale a forma di C, congruente alla sagoma della ruota fonica. In questa forma di realizzazione la ruota fonica, in plastica o gomma magnetizzata, può ancora essere vulcanizzata all'inserto 14 e magnetizzata unitamente all'inserto, come negli esempi precedenti, oppure magnetizzata separatamente e quindi semplicemente calzata nella sede costituita dalla parte 14d dell'inserto metallico 14 e vincolata all'anello esterno 10 piantando su questo l'inserto 14.
Quest'ultima variante che prevede la magnetizzazione separata è vantaggiosa in quanto permette di ottenere una magnetizzazione migliore e più semplice da un punto di vista pratico rispetto a quella che si ottiene magnetizzando la ruota fonica già vulcanizzata nell'inserto. Preferibilmente l'inserto 14 è realizzato in metallo non magnetico, ad esempio acciaio non magnetico o alluminio.
Nel caso in cui la ruota fonica non sia vulcanizzata all'inserto 14, per bloccare rotazionalmente la ruota fonica al proprio supporto si realizzano delle asperità assiali, in forma di bugne o scanalature, all'interfaccia tra la ruota fonica e la superficie radiale contro cui questa viene compressa all'atto del piantaggio dell'inserto 14 sull'anello rotante 10 del cuscinetto. Nell'esempio illustrato in FIG. 4, le asperità suddette sono realizzate formando recessi assiali 17a sul lato assialmente esterno, e più precisamente nella parte radialmente interna di questo lato, della ruota fonica 13, e rilievi 17b in un prolungamento radiale esterno 18a della gomma che forma il labbro 18 del dispositivo di tenuta 16, di tipo di per sé noto. Le asperità 17a, 17b formate nei due corpi a contatto hanno preferibilmente geometria diversa, in modo che il piantaggio determini una deformazione elastica degli elementi a contatto in punti distinti. Ad esempio, sul prolungamento 18a si potranno realizzare rilievi circonferenziali mentre nella ruota fonica le scanalature saranno spiraliformi, o viceversa, così da impedire la rotazione relativa tra questi due elementi. La gomma del labbro, essendo priva di particelle metalliche, è più cedevole della gomma magnetizzata di cui è costituita la ruota fonica, per cui in questo caso l'elemento che si deforma elasticamente è il prolungamento 18a.
Agli esperti del settore sarà evidente che si possono individuare numerose modifiche al fine di bloccare per deformazione elastica la ruota fonica rispetto all'anello rotante del cuscinetto. Ad esempio, si potranno formare protuberanze assiali nella ruota fonica e/o sulla parete radiale I5a dello schermo metallico 15 nel caso in cui il labbro 18 non formi il prolungamento 18a illustrato in FIG. 4; in tal caso sarà ovviamente la gomma magnetizzata della ruota fonica a deformarsi contro lo schermo metallico 15.
La forma di realizzazione di FIG. 4 è tuttavia vantaggiosa anche per il fatto che il prolungamento del labbro 18, oltre ad impedire rotazioni della ruota fonica nell'inserto 14, realizza una tenuta nei confronti di infiltrazioni di acqua ed altri contaminanti impedendo che questi possano giungere alla ruota fonica 13 passando tra l'inserto 14 e lo schermo 15.
Ancora con riferimento alla FIG. 4, l'accoppiamento tra la ruota fonica 13 e l'inserto di supporto 14 deve essere tale da non produrre deformazioni nella ruota fonica all'atto del piantaggio dell'inserto 14 sul cuscinetto. A tale scopo è preferibile che anche in questa forma di realizzazione la dimensione assiale della la sede anulare in cui è ospitata la ruota fonica sia superiore a quella della ruota fonica stessa in modo da lasciare, a ruota fonica montata, una luce assiale L tra la ruota e la superficie 10b dell'anello cui questa si affaccia. La spinta di piantaggio B, come discusso in precedenza, non deve essere esercitata sul magnete; per la forma di realizzazione di FIG. 4 la spinta sarà applicata sulla superficie radiale dalla porzione o zona di raccordo 14c. La luce assiale L sarà preferibilmente minore o uguale a 0,5 mm.
Oltre a permettere il raggiungimento degli scopi enunciati nella parte introduttiva della presente descrizione, tutte le forme di realizzazione descritte permettono inoltre di eliminare le tradizionali guarnizioni di tenuta esterne che vengono solitamente interposte tra la superficie cilindrica esterna dell'anello esterno e la ruota fonica, Nell'esempio di FIG. 4, come detto, la tenuta è assicurata sfruttando l'estensione 18a del labbro in gomma del dispositivo di tenuta 16; negli esempi delle FIGG. 2 e 3, la tenuta è garantita dal contatto tra la zona di diametro interno 14e dell'inserto 14 e la parte radialmente esterna 18b del labbro 18.
Ancora con riferimento alle FIGG. 2, 3 e 4, l'inserto 14 si prolunga nella direzione radialmente interna verso l'estremo libero 20a di uno schermo anulare non rotante 20, noto anche come centrifugatore o con il termine anglosassone " fl nger" , facente parte del dispositivo di tenuta 16 e costituente la superficie di strisciamento su cui agisce il labbro di tenuta 18. Prolungandosi verso io schermo centrifugatore 20, unitamente a questo l'inserto 14 definisce una tenuta a labirinto che collabora a perfezionare la tenuta di contatto sopra discussa. L'estremo libero 20a forma preferibilmente un bordo terminale ripiegato radialmente verso l'esterno per esaltare l'azione di tenuta a labirinto e per migliorare l'effetto centrifugo.
Come si potrà apprezzare, in tutte le varianti sopra descritte la forza di piantaggio non induce sforzi di entità rilevante nella ruota fonica, in quanto le sollecitazioni derivanti da questa operazione sono interamente assorbite dall'inserto di supporto 14. Si potrà inoltre notare che la presente invenzione permette di montare ruota fonica contenendola entro la dimensione assiale del cuscinetto, definita dal lato assialmente interno (a destra nelle figure) dell'anello interno 11. Infine, l'inserto della presente invenzione permette di attutire gli sbalzi termici cui sono soggette le ruote foniche poste in vicinanza dei freni della vettura.

Claims (9)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Cuscinetto di rotolamento, in particolare per il mozzo della ruota di un autoveicolo, comprensivo di un anello rotante radialmente esterno (10), di un anello stazionario radialmente interno (11), di un dispositivo di tenuta (16) tra detti anelli (10, 11) e di un dispositivo per il rilevamento della velocità di rotazione dell'anello esterno (10), in cui detto dispositivo di rilevamento comprende una ruota fonica (13) in forma di disco anulare orientato radialmente e realizzato in plastica o gomma magnetizzata, caratterizzato dal fatto di comprendere un inserto anulare metallico (14) atto a fissare la ruota fonica (13) all'anello esterno (10), dove detto inserto (14) forma: una porzione cilindrica esterna (14a) per il piantaggio sulla superficie esterna (10a) dell'anello esterno (10); una parete radiale (14b, 14d) che contribuisce a formare una sede anulare per accogliere la ruota fonica e che si estende verso l'interno in direzione radiale in modo da cooperare con detto dispositivo di tenuta (16) per chiudere lo spazio tra detti anelli (10, 11); una porzione (14c) di raccordo tra detta porzione cilindrica esterna (14a) e detta parete radiale (14b, 14d), su cui esercitare una spinta assiale per detto piantaggio.
  2. 2. Cuscinetto secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta superficie su cui esercitare detta spinta di piantaggio è costituita da una porzione a gomito (14c) che raccorda detta porzione cilindrica esterna (14a) a detta parete radiale (14b, 14d).
  3. 3. Cuscinetto secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta ruota fonica (13) è vulcanizzata in detta sede dell'inserto (14).
  4. 4. Cuscinetto secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta sede anulare ha dimensione assiale superiore a quella della ruota fonica (13).
  5. 5. Cuscinetto secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che almeno una parte (14e) della parete assiale (14b) dell'inserto (14) va a battuta contro un prolungamento radiale esterno (18b) di un labbro in gomma (18) del dispositivo di tenuta (16). <’>
  6. 6. Cuscinetto secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta parete radiale (14d) copre il lato assialmente esterno della ruota fonica (13).
  7. 7. Cuscinetto secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che la ruota fonica (13) è magnetizzata separatamente prima di essere accoppiata all'inserto (14), e che sono previsti mezzi elasticamente deformabili (17a, 17b) in senso assiale all'interfaccia tra ruota fonica (13) e la superficie (15a, 18a) contro cui la ruota fonica va a battuta, per bloccare rotazionalmente la ruota fonica rispetto all'anello rotante (10) del cuscinetto.
  8. 8. Cuscinetto secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che detti mezzi elasticamente deformabili sono costituiti da bugne e/o scanalature (17a, 17b) realizzate nella ruota fonica e/o in parete radiale (15a) di uno schermo metallico (15) del dispositivo di tenuta (16) e/o in detto prolungamento (18a) del labbro di tenuta (18).
  9. 9. Cuscinetto secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che almeno una parte del lato assialmente interno della ruota fonica (13) va a battuta contro un prolungamento radiale esterno (18a) di un labbro in gomma (18) del dispositivo di tenuta (16). caratterizzato dal fatto che l' inserto (14) è realizzato in metallo non magnetico. il. Cuscinetto secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta parete radiale (14b, 14d) dell'inserto (14) si prolunga nella direzione radialmente interna in prossimità di uno schermo anulare non rotante (20) del dispositivo di tenuta (16) per definire con questo una tenuta a labirinto .
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