IT201900013689A1 - Unita’ cuscinetto con gabbia di ritenzione - Google Patents

Unita’ cuscinetto con gabbia di ritenzione Download PDF

Info

Publication number
IT201900013689A1
IT201900013689A1 IT102019000013689A IT201900013689A IT201900013689A1 IT 201900013689 A1 IT201900013689 A1 IT 201900013689A1 IT 102019000013689 A IT102019000013689 A IT 102019000013689A IT 201900013689 A IT201900013689 A IT 201900013689A IT 201900013689 A1 IT201900013689 A1 IT 201900013689A1
Authority
IT
Italy
Prior art keywords
bearing unit
cage
rolling
contact
diameter
Prior art date
Application number
IT102019000013689A
Other languages
English (en)
Inventor
Philip Engelen
Marco Gemello
Francesco Lamboglia
Giorgio Missiaggia
Original Assignee
Skf Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Skf Ab filed Critical Skf Ab
Priority to IT102019000013689A priority Critical patent/IT201900013689A1/it
Priority to DE102020209567.1A priority patent/DE102020209567A1/de
Priority to CN202010764512.0A priority patent/CN112303109A/zh
Priority to US16/983,067 priority patent/US11365761B2/en
Publication of IT201900013689A1 publication Critical patent/IT201900013689A1/it

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/38Ball cages
    • F16C33/3837Massive or moulded cages having cage pockets surrounding the balls, e.g. machined window cages
    • F16C33/3843Massive or moulded cages having cage pockets surrounding the balls, e.g. machined window cages formed as one-piece cages, i.e. monoblock cages
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/02Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
    • F16C19/14Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load
    • F16C19/18Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with two or more rows of balls
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60BVEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B27/00Hubs
    • B60B27/0005Hubs with ball bearings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/38Ball cages
    • F16C33/3887Details of individual pockets, e.g. shape or ball retaining means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/38Ball cages
    • F16C33/41Ball cages comb-shaped
    • F16C33/418Details of individual pockets, e.g. shape or ball retaining means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/58Raceways; Race rings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/02Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
    • F16C19/04Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly
    • F16C19/06Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly with a single row or balls
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/02Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
    • F16C19/14Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load
    • F16C19/18Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with two or more rows of balls
    • F16C19/181Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with two or more rows of balls with angular contact
    • F16C19/183Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with two or more rows of balls with angular contact with two rows at opposite angles
    • F16C19/184Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with two or more rows of balls with angular contact with two rows at opposite angles in O-arrangement
    • F16C19/186Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with two or more rows of balls with angular contact with two rows at opposite angles in O-arrangement with three raceways provided integrally on parts other than race rings, e.g. third generation hubs
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2326/00Articles relating to transporting
    • F16C2326/01Parts of vehicles in general
    • F16C2326/02Wheel hubs or castors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)

Description

Descrizione a corredo di una domanda di brevetto per invenzione industriale dal titolo: UNI TA’ CUSCI NETTO CON GABBI A DI RI TENZI ONE
DESCRIZIONE
Settore Tecnico dell’Invenzione
La presente invenzione attiene ad una unità cuscinetto provvista di gabbia di ritenzione. La gabbia ritenzione presenta caratteristiche innovative nella sua forma cosiddetta a scalini ed è idonea per unità cuscinetto, in specie cuscinetti a rotolamento. La presente invenzione è particolarmente idonea, anche se non esclusivamente, per i gruppi mozzo ruota di autoveicoli, gruppi provvisti di un’unità cuscinetto. Tali applicazioni comprendono sia il caso in cui l’anello esterno dell’unità cuscinetto è rotante mentre l’anello interno dell’unità cuscinetto è fisso, sia il caso opposto in cui l’anello interno ruota e l’anello esterno è fisso. Questa invenzione è applicabile, vantaggiosamente ma non esclusivamente, ad unità cuscinetto aventi una doppia corona di sfere.
Tecnica Nota
Una gabbia convenzionale per corpi di rotolamento, in particolare sfere, di un’unità cuscinetto è formata da una nervatura di base circolare e una pluralità di dita distanziate circonferenzialmente che si estendono da un lato della nervatura. La nervatura di base e le dita presentano superfici concave parzialmente sferiche, definenti insieme una pluralità di tasche o cavità parzialmente sferiche per trattenere rispettive sfere.
La nervatura è un elemento strutturale continuo che si estende circonferenzialmente lungo la gabbia e costituisce una base solida in modo da dare alla gabbia nel suo insieme la rigidità necessaria per trattenere le sfere di ciascuna corona circonferenzialmente equidistanziate lungo le piste di rotolamento di un cuscinetto.
Il contatto che si verifica tra la sfera e la gabbia è generalmente realizzato nella regione equatoriale della sfera che viene in contatto con opportuni risalti realizzati sulla gabbia. Per effetto del moto di rotolamento delle sfere rispetto alle piste di rotolamento degli anelli interno ed esterno dell’unità cuscinetto, il moto relativo tra sfera e gabbia è un moto pressoché di strisciamento, ovvero di traslazione della zona equatoriale della sfera rispetto ai risalti della gabbia. La superficie di contatto tra i due componenti realizzata in corrispondenza della zona equatoriale della sfera risulta la massima realizzabile geometricamente. Inoltre, le velocità tangenziali dei punti di contatto della sfera sono anch’esse in grado di massimo in quanto tali punti assumono la massima distanza (pressoché pari al raggio della sfera) rispetto all’asse di rotazione della sfera medesima. Di conseguenza, un siffatto moto di strisciamento, implica l’insorgere di un attrito radente molto alto, teoricamente il massimo realizzabile. Un elevato attrito di scorrimento tra gabbia e sfera evidentemente implica una maggiore dissipazione di energia sotto forma di flusso termico.
Per ovviare a questi inconvenienti si è cercato di ottimizzare la zona di contatto tra sfera e gabbia. Ad esempio, il documento DE102008059571A1 mostra il disegno di una gabbia nella quale una parete di compartimentazione forma una superficie di supporto ottimizzata per la zona equatoriale della sfera.
Un altro esempio è illustrato dal documento JP2003004047(A) secondo il quale l'area di contatto tra la gabbia e le sfere è ridotta realizzando sulla gabbia una pluralità di protrusioni a contatto con le sfere.
Una soluzione similare è mostrata nel documento US4133588A secondo il quale la superficie interna della gabbia è provvista di sporgenze di diverse configurazioni che definiscono superfici di impegno per la sfera e che hanno un diametro efficace leggermente più grande di quello delle sfere per fornire un gioco minimo con le sfere.
Le soluzioni note, non risolvono comunque il problema tecnico evidenziato: prevedendo comunque un contatto tra gabbia e sfera nella zona equatoriale della sfera medesima, le velocità tangenziali relative sono comunque elevate così come le conseguenti dissipazioni energetiche.
La scrivente ha inoltre realizzato una gabbia configurata in modo tale che i punti di contatto tra sfere e gabbia si riducano e si spostino verso la regione polare della sfera, riducendo così le velocità relative di strisciamento dei punti di contatto della sfera rispetto alla gabbia e di conseguenza l'attrito radente. Questa soluzione, pur risolvendo il problema tecnico sopra esposto, necessita di ulteriori perfezionamenti. In particolare, necessita di ulteriori accorgimenti che evitino, durante le condizioni operative di funzionamento dell’unità cuscinetto, il contatto tra sfere adiacenti inserite nella gabbia, contatto che provoca un rumore non accettabile dagli utilizzatori finali e, naturalmente, anche una maggiore usura dei corpi di rotolamento medesimi.
Esiste pertanto l’esigenza di progettare una gabbia per corpi di rotolamento (in particolare, sfere) di unità cuscinetto che sia esente dagli inconvenienti suddetti. Occorre, in altre parole, ridurre la forza di attrito radente che si verifica tra la gabbia ed i corpi di rotolamento e, di conseguenza, ridurre anche il flusso termico dissipato, ma nello stesso tempo, evitare il contatto tra i corpi di rotolamento.
Sintesi dell’Invenzione
Uno scopo della presente invenzione è la riduzione dell'attrito tra corpi di rotolamento, ad esempio sfere, e gabbie per unità cuscinetto di gruppi mozzo ruota. Lo scopo si ottiene riducendo e spostando i punti di contatto tra sfere e gabbie ed in particolare spostando il punto di contatto verso la regione polare della sfera, riducendo così le velocità relative di strisciamento dei punti di contatto della sfera rispetto alla gabbia e di conseguenza l'attrito radente.
Secondo un altro scopo, la zona di contatto tra sfera e gabbia, che idealmente potrebbe coincidere con i poli della sfera, perché possa essere funzionalmente efficace al fine di assicurare la ritenzione delle sfere e industrialmente realizzabile, la suddetta zona di contatto dovrà essere limitata all’interno di un range predeterminato, definibile ad esempio come il range entro cui variano alcuni parametri dimensionali delle superfici di contatto in direzione radiale e assiale rispetto al centro della sfera o comunque di un generico corpo di rotolamento.
Anche le superfici di contatto ricavate sulla gabbia dovranno avere una geometria ben ottimizzata allo scopo di avere una superficie di contatto la più limitata possibile ma che allo stesso tempo ritenga efficacemente le sfere, eviti qualsiasi contatto tra le sfere pur mantenendo al minimo la distanza tra sfere adiacenti e sia industrialmente realizzabile.
Secondo un ulteriore scopo, il disegno complessivo della gabbia dovrà essere ottimizzato nella forma delle dita, in modo che lo stampaggio della gabbia risulti fattibile ed economicamente sostenibile.
Pertanto, secondo la presente invenzione è descritta una gabbia innovativa per corpi di rotolamento di un’unità cuscinetto, ad esempio, di un gruppo mozzo ruota, avente le caratteristiche enunciate nella rivendicazione indipendente, annessa alla presente descrizione.
Ulteriori modi di realizzazione dell’invenzione, preferiti e/o particolarmente vantaggiosi, sono descritti secondo le caratteristiche enunciate nelle rivendicazioni dipendenti annesse. .
Breve Descrizione dei Disegni
L’invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano alcuni esempi di attuazione non limitativi, in cui:
- la figura 1 è una sezione trasversale parziale di un’unità cuscinetto provvisto di due gabbie per contenimento e ritenzione di sfere,
- la figura 2 è una vista assonometrica di una gabbia per corpi di rotolamento, secondo la tecnica nota,
- la figura 3 è una vista assonometrica di una sfera per un’unità cuscinetto sulla quale sono mostrati i punti di contatto con una gabbia di ritenzione, secondo tecnica nota (regione equatoriale) e secondo la presente invenzione (regione polare),
- la figura 4 mostra in sezione trasversale parziale il dettaglio dei punti di contatto tra gabbia e sfera,
- la figura 5 è un dettaglio dell’alveolo della gabbia secondo la presente invenzione e mostra le superfici di contatto tra sfera e gabbia, - la figura 6 rappresenta la superficie di contatto superiore (figura 6a) e la superficie di contatto inferiore (figura 6b) con i parametri caratteristici per il corrispondente dimensionamento,
- la figura 7 è una vista assonometrica di una gabbia per corpi di rotolamento, secondo un aspetto della presente invenzione,
- la figura 8 è una vista frontale di un dettaglio della gabbia di figura 7 e della sua “cage bar”,
- la figura 9 è un primo dettaglio di un alveolo della gabbia di figura 7 che mostra il volume d’intersezione tra superficie esterna della sfera e superficie interna delle dita della gabbia,
- la figura 10 è un secondo dettaglio dell’alveolo della gabbia di figura 7 che mostra il dimensionamento della superficie sferica della gabbia, e - la figura 11 è un terzo dettaglio dell’alveolo della gabbia di figura 7 che mostra il dimensionamento dei bordi minimi d’ingresso di una sfera all’interno dell’alveolo medesimo.
Descrizione Dettagliata
A titolo puramente esemplificativo e non limitativo, la presente invenzione verrà ora descritta facendo riferimento ad un gruppo mozzo ruota per autoveicoli provvisto di cuscinetto a rotolamento.
Con riferimento alla figura 1, un gruppo mozzo ruota secondo una forma preferita di attuazione dell’invenzione, è indicato nel suo insieme con 10. La figura mostra un dettaglio della configurazione esemplificativa.
Il gruppo 10 presenta un asse di rotazione centrale X, e comprende un mozzo 20 preferibilmente, ma non necessariamente, stazionario, e una unità cuscinetto 30 a sua volta comprendente:
- un anello radialmente esterno 31, preferibilmente, ma non necessariamente, girevole,
- un anello radialmente interno 20 definito dal mozzo 20,
- un ulteriore anello radialmente interno 34 stazionario montato sul, e solidale al, mozzo 20;
- due corone di corpi di rotolamento 32, 33, in questo esempio sfere, interposte tra l'anello radialmente esterno 31 e gli anelli radialmente interni 20 e 34; e
- due gabbie 39 e 40 per mantenere in posizione i corpi di rotolamento delle corone di corpi di rotolamento 32, 33.
In tutta la presente descrizione e nelle rivendicazioni, i termini e le espressioni indicanti posizioni ed orientamenti quali “radiale” e “assiale” si intendono riferiti all’asse di rotazione centrale X dell’unità cuscinetto 30, se non diversamente specificato. Espressioni quali “assialmente esterno” e “assialmente interno” sono, invece, riferite alla condizione montata del gruppo mozzo ruota, e nel caso di specie, preferibilmente, sono riferite ad un lato ruota e, rispettivamente, ad un lato opposto al lato ruota.
L’anello radialmente esterno 31 è provvisto di due rispettive piste di rotolamento radialmente esterne 31’, mentre gli anelli radialmente interni 20, 34 sono provvisti di rispettive piste di rotolamento radialmente interne 20’, 34’ per permettere il rotolamento della corona di corpi di rotolamento assialmente esterna 32 interposta tra l’anello radialmente esterno 31 e il mozzo 20, e la corona di corpi di rotolamento assialmente interna 33 tra l’anello radialmente esterno 31 e l’anello radialmente interno 34. Per semplicità di rappresentazione grafica i riferimenti 32, 33 saranno attribuiti sia alle singole sfere, sia alle corone di sfere. Sempre per semplicità, si potrà utilizzare il termine “sfera” in modo esemplificativo nella presente descrizione e negli allegati disegni al posto del termine più generico “corpo di rotolamento” (e si utilizzeranno altresì gli stessi riferimenti numerici).
Per semplificare la trattazione che segue ed enfatizzare ancora meglio quanto le gabbie 39, e 40 siano innovative, si fa ora riferimento alla figura 2, nella quale è illustrata una gabbia 1 realizzata secondo la tecnica nota e comprendente una nervatura di base circolare 2 e una pluralità di dita 3 distanziate circonferenzialmente che si estendono da un lato della nervatura 2. La nervatura 2 di base e le dita 3 presentano superfici concave parzialmente sferiche, definenti insieme una pluralità di tasche 4 o cavità parzialmente sferiche per trattenere rispettive sfere per mezzo di zone di contatto 5.
Nella figura 3 si illustra schematicamente una sfera 33 per una unità cuscinetto, ad esempio l’unità cuscinetto 30 di figura 1. La sfera 33, così come tutte le sfere 33 dell'unità cuscinetto 30, per effetto del moto rotatorio relativo tra anello interno e anello esterno dell'unità cuscinetto 30, e quindi tra le rispettive piste di rotolamento, rotola attorno ad un proprio asse di rotazione Y nel verso indicato a tratto discontinuo in figura 3 con "rotation direction".
Nel caso in cui la sfera 33 sia posizionata in una gabbia 1 come illustrata nella figura 2, ovvero in una gabbia secondo la tecnica nota, la sfera 33 entra in contatto con la gabbia 1 secondo punti di contatto 41 posizionati lungo una regione equatoriale 331 disposta attorno all'asse Y e perpendicolare a tale asse Y. Al contrario, allorquando la sfera 33, così come tutte le sfere 33 dell'unità cuscinetto 30, è posizionata in una gabbia 39, 40 di ritenzione (non mostrata in figura) secondo la presente invenzione, la sfera 33 entra in contatto con la gabbia 39, 40 secondo superfici di contatto 41 posizionati lungo una regione polare 332 disposta attorno all'asse Y parallelamente regione equatoriale 331, ma prossima ad un polo 333 della sfera 33.
Infatti, come si è detto, l'idea alla base della presente invenzione è quella di ridurre l'attrito di strisciamento tra la gabbia e la sfera posizionando gli ideali punti di contatto (in realtà, superfici di contatto 41) nella regione polare 332 della sfera 33, ovvero in prossimità dei poli 333 della sfera 33.
Per comprendere la potenzialità della soluzione, si può definire un angolo α sotteso da una semiretta CA avente origine nel centro C della sfera 33 e passante per un punto A della superficie esterna della sfera e appartenente alla regione equatoriale 331 e da una semiretta CA avente origine nel centro C della sfera 33 e passante per un punto B della superficie esterna della sfera e appartenente alla regione polare 332. In altre parole, l’angolo α rappresenta una distanza angolare α delle superfici di contatto 41 rispetto ad un equatore dei corpi di rotolamento 32,33.
Con questa soluzione, la velocità tangenziale di strisciamento, relativa tra gabbia e sfera, è ridotta di un fattore corrispondente al coseno dell’angolo α, come di sopra definito. Nella stessa proporzione si riduce anche il conseguente attrito radente tra sfera e gabbia.
Per ottenere il massimo beneficio nella riduzione dall'attrito e, allo stesso tempo garantire le prestazioni di ritenzione delle sfere, la gabbia 40 dovrebbe presentare alcune specifiche caratteristiche.
Innanzitutto, il punto di contatto tra sfera e gabbia dovrebbe essere il più vicino possibile a uno dei due poli 333 della sfera. Per esigenze di realizzazione, tali punti di contatto devono nella realtà essere delle superfici di contatto. Tuttavia, per essere in grado di assorbire le forze nella direzione di rotazione del cuscinetto e mantenere la distanza tra ciascuna sfera durante il funzionamento, le superfici di contatto 41 e le conseguenti regioni polari 332 andranno posizionate al di sotto dei poli 333.
Con riferimento alle figure 4 e 5, le superfici di contatto 41 dovrebbero essere ridotti al minimo per garantire che il contatto avvenga solo nelle regioni polari 332 come predefinite. Il numero minimo di superfici di contatto 41 per contenere la sfera nella direzione di rotazione del cuscinetto ed assicurare il contatto solo nelle nella regione polare è pari a due per ciascuna sfera: una su ciascun emisfero dell’alveolo 45, come visibile in figura 5, ovvero una superficie di contatto superiore 41’ e una superficie di contatto inferiore 41”.
Vantaggiosamente, le superfici di contatto 41 sono simmetriche rispetto al piano equatoriale della sfera.
Con riferimento alla figura 6a, la superficie di contatto superiore 41’ può essere descritta dai parametri dimensionali D, E e F. Detti parametri possono essere relazionati al centro C del rispettivo corpo di rotolamento 32, 33 e al suo diametro Dw e rappresentano rispettivamente la distanza rispetto al centro C in direzione radiale esterna D, in direzione radiale interna E e in direzione assiale F. E’ da notare che in questo caso (così come anche per il dimensionamento della superficie di contatto inferiore, come verrà descritto nel seguito) le espressioni “direzione radiale esterna” e “direzione radiale interna” fanno riferimento al centro C del generico corpo di rotolamento e non all’asse X dell’unità cuscinetto. Pertanto, l’estensione della superficie di contatto superiore 41’ potrà essere così definita:
● in direzione radiale esterna il parametro D dovrà essere ≤ 0,5 x diametro Dw del corpo di rotolamento;
● in direzione radiale interna il parametro E dovrà essere ≤ 0,3 x diametro Dw del corpo di rotolamento;
● in direzione assiale il parametro F dovrà essere ≤ 0,5 x diametro Dw del corpo di rotolamento.
Con riferimento alla figura 6b, la superficie di contatto inferiore 41” può essere descritta dai parametri dimensionali G e H. Anche questi parametri possono essere relazionati al centro C del rispettivo corpo di rotolamento 32, 33 e al suo diametro Dw e rappresentano rispettivamente la distanza rispetto al centro C in direzione radiale interna G e in direzione assiale H. Quindi l’estensione della superficie di contatto superiore 41” potrà essere così definita:
● in direzione radiale interna il parametro G dovrà essere ≤ 0,41 x diametro Dw del corpo di rotolamento;
● in direzione assiale il parametro H dovrà essere ≤ 0,52 x diametro Dw del corpo di rotolamento.
La figura 7 mostra, in una vista tridimensionale, l’intera gabbia 40 secondo un modo di attuazione preferito della presente invenzione. La gabbia comprende una nervatura di base 44 e una pluralità di dita 43 distanziate circonferenzialmente che si estendono da un lato della nervatura. La nervatura di base e le dita presentano superfici concave parzialmente sferiche, definenti insieme una pluralità di tasche o cavità 45 parzialmente sferiche per trattenere rispettive sfere per mezzo delle superfici di contatto 41.
Per contenere la quantità massima di sfere, il materiale della gabbia viene rimosso intorno alla distanza minima tra due sfere adiacenti ed in questo modo la geometria delle dita 43 avrà una forma a “C”.
Per collegare le dita 43 della gabbia 40, si utilizzerà una nervatura 44 posta in direzione circonferenziale. Per facilità di fabbricazione e peso, la nervatura è posizionata sulla circonferenza interna della gabbia, come visibile in figura 6. Vantaggiosamente, per esigenze di robustezza strutturale, la gabbia è provvista anche di una nervatura esterna.
Le figure successive, dettagli della precedente figura 6, mostrano esempi di dimensionamento preferiti della nuova gabbia secondo l’invenzione.
La figura 8 mostra un importante accorgimento utile per evitare il contatto tra sfere adiacenti. Il materiale interposto tra sfere adiacenti, ovvero il materiale che costituisce le dita della gabbia, è incrementato per mezzo di una superficie 43’ inclinata di un angolo�. Il valore di tale angolo sarà vantaggiosamente compreso tra 10° e 20°.
La figura 9 mostra un dettaglio della gabbia che mette in evidenza il volume d’intersezione tra superficie esterna S33 della sfera 33 e superficie interna S43 delle dita 43 della gabbia. Per assicurare la ritenzione della sfera e, allo stesso tempo, evitare il contatto tra sfere adiacenti, una minima interferenza, ovvero un minimo volume d’intersezione tra sfera e gabbia è necessario. Il volume minimo di intersezione si realizza nella situazione ipotetica in cui le sfere entrano in contatto. Il volume di intersezione evita quindi il contatto tra le sfere. Il volume di tale figura d’intersezione dovrà essere comunque minimo, preferibilmente compreso tra 0,5 mm<3 >e 1 mm<3>.
Con riferimento alla figura 10, il diametro Ds della superficie sferica 46 inscritta nelle porzioni superficiali che costituiscono le superfici di contatto 41 – in pratica il diametro rilevante dell’alveolo (altresì chiamato anche cavità) 45 - sarà maggiore del diametro Dw della rispettiva sfera 33 inserita all’interno dell’alveolo 45, in modo da determinare un giogo variabile da 0,1 mm a 0,5 mm.
Infine e con riferimento alla figura 11, l’alveolo 45 presenta due corde 47 definite dalla distanza rispettivamente dei punti A e C e dei punti B e C che costituiscono i bordi d’ingresso in grado di estremo inferiore, utili per la ritenzione delle sfere. Le corde 47 potranno avere una lunghezza non superiore al diametro Dw della rispettiva sfera secondo un rapporto lunghezza corda / diametro sfera compreso tra 0,7 e 0,9.
Oltre ai modi di attuazione dell’invenzione, come sopra descritti, è da intendere che esistono numerose ulteriori varianti. Deve anche intendersi che detti modi di attuazione sono solo esemplificativi e non limitano l’oggetto dell’invenzione, né le sue applicazioni, né le sue configurazioni possibili. Al contrario, sebbene la descrizione sopra riportata rende possibile all’uomo di mestiere l’attuazione della presente invenzione almeno secondo una sua configurazione esemplificativa, si deve intendere che sono concepibili numerose variazioni dei componenti descritti, senza che per questo si fuoriesca dall’oggetto dell’invenzione, come definito nelle rivendicazioni allegate, interpretate letteralmente e/o secondo i loro equivalenti legali.

Claims (10)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Unità cuscinetto (30) comprendente almeno una corona di corpi di rotolamento (32, 33) e almeno una gabbia (39, 40) di ritenzione dei corpi di rotolamento (32, 33) comprendente, a sua volta: - almeno una nervatura di base (44); - una pluralità di dita (43) distanziate circonferenzialmente ed estendentisi da un lato della nervatura di base (44); e - una pluralità di cavità (45) parzialmente sferiche per trattenere i corpi di rotolamento (32, 33); l'unità cuscinetto (30) essendo caratterizzata dal fatto che - i corpi di rotolamento (32, 33) e le gabbie (39, 40) sono in contatto tra loro secondo superfici di contatto (41) posizionate nei pressi di una regione polare (332) dei corpi di rotolamento (32, 33), e dal fatto che - il numero minimo di superfici di contatto (41) per contenere i corpi di rotolamento (32, 33) nella direzione di rotazione del cuscinetto ed assicurare il contatto solo nella regione polare, è pari a due per ciascun corpo di rotolamento, ovvero una superficie di contatto superiore (41’) e una superficie di contatto inferiore (41”).
  2. 2. Unità cuscinetto (30) secondo la rivendicazione 1, laddove la nervatura di base (44) e le dita (43) presentano superfici concave parzialmente sferiche, definenti insieme la pluralità di cavità (45) parzialmente sferiche, sulle quali sono ricavate le superfici di contatto (41) tra corpi di rotolamento (32, 33) e gabbie (39, 40).
  3. 3. Unità cuscinetto (30) secondo la rivendicazione 1 o 2, laddove le superfici di contatto (41) sono simmetriche rispetto a un piano equatoriale del corpo di rotolamento (32, 33).
  4. 4. Unità cuscinetto (30) secondo la rivendicazione 1 o 2, laddove la superficie di contatto superiore (41’), riferita al centro (C) del corrispondente corpo di rotolamento (32, 33) si estende in una direzione radiale esterna del valore di un primo parametro (D) non superiore a 0,5 moltiplicato il diametro (Dw) del corpo di rotolamento (32, 33), in una direzione radiale interna del valore di un secondo parametro (E) non superiore a 0,3 moltiplicato il diametro (Dw) del corpo di rotolamento (32, 33) e in una direzione assiale del valore di un terzo parametro (F) non superiore a 0,5 moltiplicato il diametro (Dw) del corpo di rotolamento (32, 33).
  5. 5. Unità cuscinetto (30) secondo la rivendicazione 1 o 2, laddove la superficie di contatto inferiore (41”), riferita al centro (C) del corrispondente corpo di rotolamento (32, 33) si estende in direzione radiale interna del valore di un primo parametro (G) non superiore a 0,41 moltiplicato il diametro (Dw) del corpo di rotolamento (32, 33) e in direzione assiale del valore di un secondo parametro (H) non superiore a 0,52 moltiplicato il diametro (Dw) del corpo di rotolamento (32, 33).
  6. 6. Unità cuscinetto (30) secondo una delle rivendicazioni da 2 a 5, laddove detta pluralità di dita (43) presenta una superficie (43’) inclinata di un angolo (�) il cui valore è compreso tra 10° e 20°.
  7. 7. Unità cuscinetto (30) secondo una delle rivendicazioni da 2 a 6, laddove un volume d’intersezione, idoneo ad evitare il contatto tra corpi di rotolamento adiacenti e definito tra una superficie esterna (S32) dei corpi di rotolamento (32, 33) e una superficie interna (S43) delle dita (43) della gabbia (39, 40) è compreso tra 0,5 mm<3 >e 1 mm<3>.
  8. 8. Unità cuscinetto (30) secondo una delle rivendicazioni da 2 a 7, laddove il diametro (Ds) di una superficie sferica (46) che delimita la cavità (45) parzialmente sferica, è maggiore del diametro (Dw) del rispettivo corpo di rotolamento (32,33), inserito all’interno della la cavità parzialmente sferica (45), in modo da determinare un gioco variabile da 0,1 mm a 0,5 mm.
  9. 9. Unità cuscinetto (30) secondo una delle rivendicazioni da 2 a 8, laddove la cavità (45) parzialmente sferica presenta corde (47) che formano i bordi d’ingresso di estremo inferiore, per la ritenzione dei corpi di rotolamento, dette corde aventi lunghezza il cui rapporto rispetto al diametro (Dw) del rispettivo corpo di rotolamento (32, 33) varia tra 0,7 e 0,9.
  10. 10. Un gruppo mozzo ruota (10) per autoveicoli, comprendente un mozzo (20) ed un’unità cuscinetto (30) secondo una delle rivendicazioni da 1 a 9, a sua volta comprendente: - un anello radialmente esterno (31) provvisto di rispettive piste di rotolamento radialmente esterne (31’), - almeno un anello radialmente interno (20, 34) provvisto di rispettive piste di rotolamento radialmente interne (20’, 34’), - almeno una corona di corpi di rotolamento (32, 33) tra l’anello radialmente esterno (31) e l’anello radialmente interno (34) e - almeno una gabbia (39, 40) secondo una delle rivendicazioni da 1 a 9.
IT102019000013689A 2019-08-02 2019-08-02 Unita’ cuscinetto con gabbia di ritenzione IT201900013689A1 (it)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT102019000013689A IT201900013689A1 (it) 2019-08-02 2019-08-02 Unita’ cuscinetto con gabbia di ritenzione
DE102020209567.1A DE102020209567A1 (de) 2019-08-02 2020-07-29 Lagereinheit mit Haltekäfig
CN202010764512.0A CN112303109A (zh) 2019-08-02 2020-07-31 具有保持架的轴承单元
US16/983,067 US11365761B2 (en) 2019-08-02 2020-08-03 Bearing unit with retaining cage

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT102019000013689A IT201900013689A1 (it) 2019-08-02 2019-08-02 Unita’ cuscinetto con gabbia di ritenzione

Publications (1)

Publication Number Publication Date
IT201900013689A1 true IT201900013689A1 (it) 2021-02-02

Family

ID=68807291

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
IT102019000013689A IT201900013689A1 (it) 2019-08-02 2019-08-02 Unita’ cuscinetto con gabbia di ritenzione

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11365761B2 (it)
CN (1) CN112303109A (it)
DE (1) DE102020209567A1 (it)
IT (1) IT201900013689A1 (it)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT202100015803A1 (it) 2021-06-17 2022-12-17 Skf Ab Unita’ cuscinetto con innovativa gabbia di ritenzione

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4133588A (en) 1978-01-06 1979-01-09 Industrial Molding Corporation Ball separator for ball bearing
GB2132287A (en) * 1982-12-24 1984-07-04 Skf Kugellagerfabriken Gmbh Cage for ball bearings
JP2003004047A (ja) 2001-06-21 2003-01-08 Nsk Ltd 玉軸受
DE102008059571A1 (de) 2008-11-28 2010-06-02 Schaeffler Kg Wälzlager, sowie hiermit ausgestattete Laufrolle
FR3015600A1 (fr) * 2013-12-20 2015-06-26 Ntn Snr Roulements Cage de roulement a billes a contact oblique et roulement associe
EP3040565A1 (en) * 2013-08-30 2016-07-06 NTN Corporation Ball bearing retainer
DE102015215460A1 (de) * 2015-08-13 2017-02-16 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Schrägkugellager

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001116051A (ja) * 1999-10-18 2001-04-27 Nsk Ltd 玉軸受用保持器及び玉軸受
DE10164848B4 (de) * 2000-10-05 2006-02-02 Nsk Ltd. Wälzlager
JP4122474B2 (ja) * 2002-04-05 2008-07-23 ミネベア株式会社 保持器
EP1367277B1 (en) * 2002-05-30 2008-06-25 Minebea Co., Ltd. Retainer with rotationally symmetric pockets
US6799896B2 (en) * 2002-09-19 2004-10-05 Delphi Technologies, Inc. Separator grease retention and feed system for wheel spindle bearings
JP2006112584A (ja) * 2004-10-18 2006-04-27 Jtekt Corp ころ軸受用保持器
DE102005059033A1 (de) * 2005-12-10 2007-06-28 Schaeffler Kg Radialwälzlager, insbesondere einreihiges Rillenwälzlager
DE102005059032A1 (de) * 2005-12-10 2007-06-14 Schaeffler Kg Radialwälzlager, insbesondere einreihiges Rillenwälzlager
US20100183256A1 (en) * 2006-08-25 2010-07-22 Nsk Ltd. Angular ball bearing
US7934871B2 (en) * 2007-03-12 2011-05-03 Jtekt Corporation Double row ball bearing
JP2009058039A (ja) * 2007-08-31 2009-03-19 Jtekt Corp 転がり軸受用保持器
CN105765249B (zh) * 2013-11-29 2018-09-28 Ntn-Snr轴承公司 角接触滚动轴承保持架和包含该保持架的滚珠轴承
CN204025355U (zh) * 2014-08-13 2014-12-17 温州高德精密轴承有限公司 一种轴承保持架
CN204344689U (zh) * 2014-12-02 2015-05-20 浙江众达传动股份有限公司 非等宽七窗孔球笼式保持架
DE102015215244A1 (de) * 2015-08-11 2017-02-16 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Wälzlager
JP6651860B2 (ja) * 2016-01-14 2020-02-19 中西金属工業株式会社 アンギュラ玉軸受用合成樹脂製保持器、及び射出成形用金型、並びにアンギュラ玉軸受用合成樹脂製保持器の製造方法
JP7056080B2 (ja) * 2017-11-01 2022-04-19 日本精工株式会社 ハブユニット軸受
CN207935294U (zh) * 2017-12-19 2018-10-02 慈兴集团有限公司 一种轻量化球轴承尼龙保持架
US10690188B2 (en) * 2017-12-22 2020-06-23 Aktiebolaget Skf Flexible cage for rolling bearing
IT201800009709A1 (it) 2018-10-24 2020-04-24 Skf Ab Unita’ cuscinetto con gabbia di ritenzione

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4133588A (en) 1978-01-06 1979-01-09 Industrial Molding Corporation Ball separator for ball bearing
GB2132287A (en) * 1982-12-24 1984-07-04 Skf Kugellagerfabriken Gmbh Cage for ball bearings
JP2003004047A (ja) 2001-06-21 2003-01-08 Nsk Ltd 玉軸受
DE102008059571A1 (de) 2008-11-28 2010-06-02 Schaeffler Kg Wälzlager, sowie hiermit ausgestattete Laufrolle
EP3040565A1 (en) * 2013-08-30 2016-07-06 NTN Corporation Ball bearing retainer
FR3015600A1 (fr) * 2013-12-20 2015-06-26 Ntn Snr Roulements Cage de roulement a billes a contact oblique et roulement associe
DE102015215460A1 (de) * 2015-08-13 2017-02-16 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Schrägkugellager

Also Published As

Publication number Publication date
US11365761B2 (en) 2022-06-21
CN112303109A (zh) 2021-02-02
DE102020209567A1 (de) 2021-02-04
US20210033147A1 (en) 2021-02-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
IT201800009709A1 (it) Unita’ cuscinetto con gabbia di ritenzione
JP5766200B2 (ja) 多列式の玉軸受装置
KR101322086B1 (ko) 복열 앵귤러 콘택트 구형 롤러 베어링
US20120163748A1 (en) Cage for a rolling bearing and rolling bearing
JP5160538B2 (ja) ラジアルころ軸受、特に単列球面ころ軸受
IT201900013689A1 (it) Unita’ cuscinetto con gabbia di ritenzione
JP5123554B2 (ja) ベアリングボールケージ
JP2007285367A (ja) スラスト負荷対応転がり軸受
US20130202238A1 (en) Multi-row tapered roller bearing and transmission having such a bearing
JP2001317550A (ja) リニアベアリング
JP3584040B2 (ja) ころに正のスキュー角を与える手段を有するころ軸受
US10907686B2 (en) Flexible cage for rolling bearing
JP6550711B2 (ja) 転がり軸受用冠型保持器
RU2289730C1 (ru) Подшипник качения
JP6554772B2 (ja) 転がり軸受用保持器
JP3862228B2 (ja) 印刷機シリンダを支持するローラ軸受配置
JP2010196861A (ja) 転がり軸受
JP2010156439A (ja) 冠型保持器及び玉軸受
IT202100015803A1 (it) Unita’ cuscinetto con innovativa gabbia di ritenzione
JP2019116976A (ja) 転がり軸受用かご型保持器
CN220726871U (zh) 一种高负载注塑轴承保持架
JP2998626B2 (ja) アンギュラ型玉軸受用合成樹脂製保持器
JP7073214B2 (ja) 複列ころ軸受
IT201800004797A1 (it) Cuscinetto mozzo ruota attivo
WO2014189042A1 (ja) 円すいころ軸受