ITTO20130741A1 - Tappo terminale di bloccaggio per un cuscinetto di rotolamento e dispositivo di supporto per un assale ferroviario con esso equipaggiato - Google Patents

Tappo terminale di bloccaggio per un cuscinetto di rotolamento e dispositivo di supporto per un assale ferroviario con esso equipaggiato

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ITTO20130741A1 IT000741A ITTO20130741A ITTO20130741A1 IT TO20130741 A1 ITTO20130741 A1 IT TO20130741A1 IT 000741 A IT000741 A IT 000741A IT TO20130741 A ITTO20130741 A IT TO20130741A IT TO20130741 A1 ITTO20130741 A1 IT TO20130741A1
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Description

Descrizione a corredo di una domanda di brevetto per invenzione industriale dal titolo: TAPPO TERMINALE DI BLOCCAGGIO PER UN CUSCINETTO DI ROTOLAMENTO E DISPOSITIVO DI SUPPORTO PER UN ASSALE FERROVIARIO CON ESSO EQUIPAGGIATO.
D E S C R I Z I O N E
Settore Tecnico dell’Invenzione
La presente invenzione è relativa ad un tappo terminale di bloccaggio assiale per un cuscinetto di rotolamento. L’invenzione è inoltre relativa ad un dispositivo di supporto per un assile ferroviario, dotato di boccole equipaggiate con tale tappo.
Tecnica Nota
Come è noto, ad esempio da US3741614, un veicolo ferroviario è supportato da una serie di assili ferroviari o sale, ciascuno dei quali è composto da un assale su cui sono calettate le ruote; ciascuna estremità dell’assale è supportata da un dispositivo comprendente una boccola ferroviaria vincolata mediante opportune sospensioni alla carrozza ferroviaria. Ciascuna boccola comprende un cuscinetto di rotolamento montato su una estremità di diametro ridotto dell’assale, detta fusello. L’anello interno del cuscinetto di rotolamento è montato assialmente bloccato sul fusello dell’assale tra uno spallamento portato integrale dall’assale ed un tappo di bloccaggio, che viene vincolato integrale alla estremità libera del fusello, in particolare ad una sua superficie frontale, mediante viti.
Il tappo di bloccaggio è sottoposto a sollecitazioni relativamente elevate che ne possono produrre la deformazione elastica per flessione. Il centro del tappo di bloccaggio, che è solitamente realizzato come un disco concavo, si inflette verso il fusello, mentre un bordo perifericamente esterno del tappo si inflette in modo da allontanarsi assialmente dal cuscinetto. Queste deformazioni, seppure molto piccole, possono però creare numerosi inconvenienti a causa degli spazi ristretti e della eventuale presenza di dispositivi di rilevazione della rotazione delle ruote. Di conseguenza, il tappo di bloccaggio viene attualmente realizzato come un elemento relativamente rigido, in modo da limitarne o evitarne la deformazione, a prezzo, però, di un peso elevato del tappo, oggigiorno sempre meno accettabile.
Sintesi dell’Invenzione
Scopo della presente invenzione è quello di fornire un tappo terminale di bloccaggio assiale per un cuscinetto di rotolamento, in particolare per il montaggio in una boccola ferroviaria di un dispositivo di supporto di un assale ferroviario che presenti al contempo scarsa propensione alla deformazione e peso ridotto anche in presenza di sollecitazioni di flessione relativamente elevate.
In base all’invenzione vengono dunque forniti un tappo terminale di bloccaggio assiale per un cuscinetto di rotolamento, ed un dispositivo di supporto di un assale ferroviario, aventi le caratteristiche enunciate nelle rivendicazioni annesse.
Breve Descrizione dei Disegni
L’invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui:
- la figura 1 illustra schematicamente una vista in elevazione ed in sezione radiale di una estremità di un assale ferroviario e del relativo dispositivo di supporto realizzato secondo l’invenzione;
- la figura 2 illustra una vista frontale in elevazione di un tappo terminale di bloccaggio per un cuscinetto di rotolamento facenti parte del dispositivo di supporto dell’assale di figura 1;
- la figura 3 illustra una vista in sezione radiale ottenuta secondo un piano di traccia III-III del tappo terminale di bloccaggio di figura 2; e - la figura 4 illustra in scala ingrandita un dettaglio della vista sezionata di figura 3 del tappo terminale di bloccaggio secondo l’invenzione.
Descrizione Dettagliata
Con riferimento alla figura 1, è indicato nel suo complesso con 1 un dispositivo di supporto di un assale 2 ferroviario illustrato solo in parte per semplicità e facente parte di un assile noto e non illustrato per semplicità.
L’assale 2 presenta rispettive estremità 3 di diametro ridotto, delle quali solo una è illustrata per semplicità, anche note con il termine di fuselli, ciascuna delle quali è portata da un dispositivo 1.
Il dispositivo 1 comprende almeno una boccola ferroviaria 4 di tipo noto ed illustrata solo in parte per semplicità, comprendente a sua volta un cuscinetto di rotolamento 5 montato sul fusello 3 dell’assale 2 e comprendente un anello interno 6 suddiviso in due porzioni di anello 6b e 6c, un anello esterno 7 e, nell’esempio non limitativo illustrato, una doppia corona di corpi volventi 8.
L’anello interno 6 del cuscinetto di rotolamento 5, con le sue due porzioni di anello 6b e 6c, è montato assialmente bloccato sul fusello 3 dell’assale 2 tra uno spallamento 9 portato integrale dall’assale 2, nella fattispecie definito da un anello 10 ed un tappo terminale 11 di bloccaggio montato integrale sul fusello 3 da banda opposta all’anello 10 mediante una serie di viti 12, tre disposte a 120° nell’esempio illustrato.
Con riferimento anche alle figure 2 e 3, il tappo terminale di bloccaggio 11 per il cuscinetto 5 è conformato come un disco concavo delimitato da una parete laterale anulare 13 avente un asse di simmetria A coassiale in uso con un asse di simmetria B del cuscinetto 5 (figura 1), da una parete di fondo l4 disposta trasversalmente all’asse di simmetria A e da una porzione anulare 15 di raccordo conformata in sezione radiale a gomito e collegante la parete di fondo 14 con la parete laterale 13.
La parete di fondo 14 è provvista di una pluralità di fori 16 passanti per le viti 12 di fissaggio in uso del tappo 11 all’assale 2 e la parete laterale 13 termina da banda opposta alla parete di fondo 14 con una superficie anulare frontale 17 atta ad andare in uso in battuta contro l’anello 6 del cuscinetto 5.
Secondo un primo aspetto dell’invenzione, la parete di fondo 14 presenta uno spessore, misurato in una direzione parallela all’asse di simmetria A, variabile in direzione radiale in modo continuo tra un massimo spessore S1 situato in corrispondenza dell’asse A di simmetria ed un minimo spessore S2 disposto in corrispondenza di un bordo 18 radialmente esterno del tappo 11 definito dalla parete laterale 13.
In particolare, la parete di fondo 14 è delimitata tra una superficie frontale esterna 19, rivolta da banda opposta alla superficie anulare frontale 17 di battuta della parete laterale 13, ed una superficie frontale interna 20 rivolta dalla parte della superficie anulare frontale di battuta 17 della parete laterale 13 e delimitante, insieme alla parete laterale 13, una concavità o cavità interna 21 del tappo 11 atta ad accoppiare in uso, almeno in parte, su una estremità libera 22 del fusello 3 dell’assale 2.
Secondo l’invenzione, la superficie frontale esterna 19 e la superficie frontale interna 20 della parete di fondo 14 non sono tra loro parallele, ma convergenti in direzione radiale una verso l’altra dalla parte della parete laterale 13 e sono entrambe non perpendicolari all’asse di simmetria A. Inoltre, la superficie frontale esterna 19 e la superficie frontale interna 20 della parete di fondo 14 sono entrambe superfici curve, aventi preferibilmente centro di curvatura disposto sull’asse di simmetria A.
Secondo un ulteriore aspetto dell’invenzione, e con riferimento in particolare alla figura 4, la superficie frontale interna 20 della parete di fondo 14 presenta un raggio di curvatura R1 maggiore di almeno un ordine di grandezza ad un raggio di curvatura R2 della superficie frontale esterna 19 della parete di fondo 14. Inoltre, il raggio di curvatura R2 della superficie frontale esterna della parete di fondo è realizzato pari a 4 o 5 volte la misura di un diametro radialmente esterno De della parete laterale 13 (figura 3).
Secondo un preferito aspetto dell’invenzione, inoltre, la superficie frontale esterna 19 e la superficie frontale interna 20 della parete di fondo 14 presentano curvatura opposta. In altre parole, i raggi di curvatura R1 ed R2 sono tra loro opposti in quanto presentano centri di curvatura disposti da bande opposte rispetto alla parete di fondo 14. Il centro di curvatura del raggio R1 è disposto oltre la parete di fondo 14, dalla parte opposta alla superficie anulare frontale di battuta 17, mentre il centro di curvatura del raggio R2 è disposto dalla parte della superficie anulare frontale di battuta 17 ed oltre la concavità 21.
Sorprendentemente, realizzando il tappo 11 sulla base dei parametri dimensionali sopra descritti, anziché con una parete di fondo a spessore costante e superfici parallele, come nello stato dell’arte, si ottiene di ridurre il peso complessivo del tappo 11 a parità di resistenza a flessione, per cui il bordo radialmente esterno 18 non si deforma in uso in modo apprezzabile sotto la sollecitazione della pressione delle viti 12.
Per ottenere un risultato ottimale, inoltre, la porzione anulare di raccordo 15 conformata a gomito è delimitata, nella direzione dello spessore della parete di fondo 14, tra due superfici curve 22 e 23 che si raccordano con continuità con la parete di fondo 14 e con la parete laterale 13; una prima superficie curva 22, radialmente esterna, presenta un primo raggio di curvatura R3 ed una seconda superficie curva 23, radialmente interna, presenta un secondo raggio di curvatura R4; secondo un ulteriore aspetto dell’invenzione, il primo raggio R3 presenta un valore maggiore di quello del secondo raggio R4 e compreso tra il valore del secondo raggio R4 aumentato di metà dello spessore S della parete di fondo 14 in corrispondenza della porzione di raccordo 15 ed il valore del secondo raggio R4 aumentato del doppio dello spessore S della parete di fondo 14 in corrispondenza della porzione di raccordo 15, per cui valgono le disequazioni:
(1) R3 ≥ R4 1⁄2 S
(2) R3 ≤ R4 2S
Il tappo 11 ha la parete laterale 13 che è provvista radialmente sull’esterno di una flangia 24 ricavata in prossimità della superficie anulare frontale 17 della parete laterale 13, ma assialmente discosta dalla superficie anulare frontale 17 in modo da definire su una superficie laterale radialmente esterna 25 della parete laterale 13 e verso la superficie anulare frontale 17 un gradino anulare 26, il quale deve misurare in direzione assiale, secondo un ultimo aspetto dell’invenzione, una altezza H pari o superiore a 2 mm.
In definitiva, l’invenzione consiste nel realizzare la parete di fondo 14 del tappo 11 che riceve in uso la pressione delle viti 12 con uno spessore, misurato in una direzione parallela all’asse di simmetria A, variabile in direzione radiale in modo continuo tra un massimo S1 situato in corrispondenza dell’asse di simmetria A ed un minimo S2 disposto in corrispondenza del bordo radialmente esterno 18 del tappo 11 e nel delimitare tale parete di fondo 14 a spessore variabile tra una superficie frontale esterna 19, rivolta da banda opposta al cuscinetto 5, ed una superficie frontale interna 20, rivolta verso il cuscinetto 5, le quali sono tra loro non parallele ma sono due superfici curve convergenti in direzione radiale una verso l’altra dalla parte della parete laterale 13 ed aventi raggio di curvatura differente per almeno un ordine di grandezza, il raggio di curvatura della superficie frontale interna 20 essendo maggiore.
Infine, il tappo 11 presenta, solo in corrispondenza dei fori 12 e sulla superficie frontale esterna 19, degli inspessimenti che formano delle bombature spianate 27 atte a ricevere in battuta le teste delle viti 12. Tali bombature 27 sono ricavate sulla parete di fondo 14 in posizione radiale corrispondente alla transizione tra il termine della parete di fondo 14 e la porzione anulare di raccordo 15, in modo da distribuire meglio le sollecitazioni causate in uso dalle viti 12 su tutto il tappo 11.

Claims (11)

  1. R I V E N D I C A Z I O N I 1. Tappo (11) terminale di bloccaggio per un cuscinetto (5) di rotolamento, in particolare per il montaggio in una boccola ferroviaria di un dispositivo di supporto (1) per un assale (2) ferroviario, il tappo (11) essendo conformato come un disco concavo delimitato da una parete laterale anulare avente un asse di simmetria (A) coassiale in uso con un asse di simmetria (B) del cuscinetto, da una parete di fondo (14) disposta trasversalmente all’asse di simmetria (A) e da una porzione anulare di raccordo (15) conformata a gomito collegante la parete di fondo (14) con la parete laterale (13); la parete di fondo (14) essendo provvista di una pluralità di fori passanti (16) per rispettive viti di fissaggio (12) in uso del tappo all’assale (2) e la parete laterale (13) terminando da banda opposta alla parete di fondo con una superficie anulare frontale (17) atta ad andare in uso in battuta contro un anello (6) del cuscinetto; caratterizzato dal fatto che la parete di fondo (14) presenta uno spessore, misurato in una direzione parallela all’asse di simmetria (A), variabile in direzione radiale in modo continuo tra un massimo (S1) situato in corrispondenza dell’asse di simmetria (A) ed un minimo (S2) disposto in corrispondenza di un bordo radialmente esterno (18) del tappo definito dalla parete laterale (13).
  2. 2. Tappo (11) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la parete di fondo (14) è delimitata tra una superficie frontale esterna (19), rivolta da banda opposta alla superficie anulare frontale (17) di battuta della parete laterale, ed una superficie frontale interna (20) rivolta dalla parte della superficie anulare frontale di battuta della parete laterale e delimitante, insieme alla parete laterale, una concavità (21) del tappo atta ad accoppiare in uso, almeno in parte, su una estremità libera (22) dell’assale; la superficie frontale esterna (19) e la superficie frontale interna (20) della parete di fondo (14) essendo tra loro non parallele, e convergenti in direzione radiale una verso l’altra dalla parte della parete laterale (13) ed essendo entrambe non perpendicolari all’asse di simmetria (A).
  3. 3. Tappo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che la superficie frontale esterna (19) e la superficie frontale interna (20) della parete di fondo sono entrambe superfici curve.
  4. 4. Tappo secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che la superficie frontale esterna e la superficie frontale interna (20) della parete di fondo hanno centro di curvatura disposto sull’asse di simmetria (A).
  5. 5. Tappo secondo la rivendicazione 3 o 4, caratterizzato dal fatto che la superficie frontale interna (20) della parete di fondo (14) presenta un raggio di curvatura (R1) maggiore di almeno un ordine di grandezza ad un raggio di curvatura (R2) della superficie frontale esterna (19) della parete di fondo.
  6. 6. Tappo secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che il raggio di curvatura (R2) della superficie frontale esterna (19) della parete di fondo è pari a 4 o 5 volte la misura di un diametro radialmente esterno (De) della parete laterale (13).
  7. 7. Tappo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 3 a 6, caratterizzato dal fatto che la superficie frontale esterna (19) e la superficie frontale interna (20) della parete di fondo (14) presentano curvatura opposta.
  8. 8. Tappo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la porzione anulare di raccordo (15) conformata a gomito è delimitata nella direzione dello spessore (S) della parete di fondo tra due superfici curve (22,23) che si raccordano con continuità con la parete di fondo e con la parete laterale; una prima superficie curva (22), radialmente esterna, presentando un primo raggio (R3) ed una seconda superficie curva (23), radialmente interna, presentando un secondo raggio (R4); il primo raggio (R3) presentando un valore maggiore di quello del secondo raggio (R4) e compreso tra il valore del secondo raggio (R4) aumentato di metà dello spessore (S) della parete di fondo in corrispondenza della porzione di raccordo (15) ed il valore del secondo raggio (R4) aumentato del doppio dello spessore (S) della parete di fondo in corrispondenza della porzione di raccordo.
  9. 9. Tappo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la parete laterale (13) è provvista radialmente sull’esterno di una flangia (24) ricavata in prossimità della superficie anulare frontale (17) della parete laterale, ma assialmente discosta dalla superficie anulare frontale della parete laterale in modo da definire su una superficie laterale radialmente esterna (25) della parete laterale e verso la superficie anulare frontale un gradino anulare (26), il quale misura in direzione assiale una altezza (H) pari o superiore a 2 mm .
  10. 10. Dispositivo (1) di supporto di un assale ferroviario (2) comprendente almeno una boccola ferroviaria (4) comprendente a sua volta un cuscinetto di rotolamento (5) montato su una estremità di diametro ridotto, o fusello (3), dell’assale, l’anello interno (6) del cuscinetto di rotolamento essendo montato assialmente bloccato sul fusello (3) dell’assale tra uno spallamento (19) portato integrale dall’assale ed un tappo terminale di bloccaggio (11) conformato come un disco concavo delimitato da una parete laterale anulare (13) avente un asse di simmetria (A) coassiale con un asse di simmetria (B) del cuscinetto, da una parete di fondo (14) disposta trasversalmente all’asse di simmetria e da una porzione anulare di raccordo (15) conformata a gomito collegante la parete di fondo con la parete laterale; la parete di fondo essendo provvista di una pluralità di fori passanti (16) per rispettive viti (12) di fissaggio del tappo all’assale e la parete laterale terminando da banda opposta alla parete di fondo con una superficie anulare frontale (17) che coopera in battuta contro l’anello interno del cuscinetto; caratterizzato dal fatto che la parete di fondo (14) del tappo presenta uno spessore, misurato in una direzione parallela all’asse di simmetria (A), variabile in direzione radiale in modo continuo tra un massimo (S1) situato in corrispondenza dell’asse di simmetria ed un minimo (S2) disposto in corrispondenza di un bordo (18) radialmente esterno del tappo definito dalla parete laterale.
  11. 11. Dispositivo secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che la parete di fondo (14) del tappo è delimitata tra una superficie frontale esterna (19), rivolta da banda opposta al cuscinetto (5) ed una superficie frontale interna (20) rivolta verso il cuscinetto (5), le quali superfici frontali esterna ed interna sono tra loro non parallele ma sono due superfici (19,20) curve convergenti in direzione radiale una verso l’altra dalla parte della parete laterale (13) ed aventi raggio di curvatura (R1,R2) differente per almeno un ordine di grandezza, il raggio di curvatura (R1) della superficie frontale interna (20) essendo maggiore.
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