ITTO20130841A1

ITTO20130841A1 - Mozzo per una ruota di un veicolo a motore

Info

Publication number: ITTO20130841A1
Application number: IT000841A
Authority: IT
Inventors: Aurelio Nervo; Davide Antonio Olivieri; Laura Sguotti
Original assignee: Skf Ab
Priority date: 2013-10-17
Filing date: 2013-10-17
Publication date: 2015-04-18
Also published as: US20150108826A1; US9457619B2; CN104553606B; EP3001055A1; EP2863082A1; EP3001055B1; CN104553606A; EP2863082B1

Description

MOZZO PER UNA RUOTA DI UN VEICOLO A MOTORE

D E S C R I Z I O N E

Settore Tecnico dell’Invenzione

La presente invenzione si riferisce ad un mozzo per una ruota di un veicolo a motore.

Tecnica Nota

Nell’industria automobilistica vi è una domanda sempre crescente in termini di riduzione di peso della componentistica degli autoveicoli al fine di ridurre i consumi di carburante e le emissioni di scarico. Al fine di ridurre il peso complessivo della ruota e, in particolare della massa rotante, in anni recenti sono state proposte diverse soluzioni. Ad esempio, sono stati proposti gruppi cuscinetto-mozzo aventi un anello flangiato girevole composto da due materiali diversi, congiunti insieme in un pezzo singolo. In tali anelli, un nucleo tubolare fatto di un primo materiale a tenacità elevata, quale l’acciaio per cuscinetti, forma le piste di rotolamento; un secondo materiale leggero, quale un metallo leggero, forma la parte restante dell’anello, inclusa una flangia esterna per il montaggio della ruota. In generale, le soluzioni note sono afflitte da costi relativamente elevati, sia per quanto riguarda i materiali utilizzati che per le lavorazioni previste.

Sintesi dell’Invenzione

Uno scopo dell’invenzione è pertanto quello di ridurre il peso complessivo di un mozzo.

Un altro scopo è quello di ridurre il costo dei materiali di partenza ed i costi produttivi di un mozzo.

Per il conseguimento degli scopi sopra enunciati, l’invenzione propone di realizzare un mozzo avente le caratteristiche definite nella rivendicazione 1. Secondo un altro aspetto, l’invenzione realizza un gruppo cuscinetto-mozzo per la ruota di un veicolo a motore comprendente un mozzo come definito dalla rivendicazione 1 o dalle rivendicazioni da essa dipendenti. Forme di attuazione preferenziali dell’invenzione sono definite nelle rivendicazioni dipendenti.

Breve Descrizione dei Disegni

Alcune forme di realizzazione preferenziali dell’invenzione sono descritte qui di seguito facendo riferimento ai disegni allegati, in cui: � la figura 1 è una vista prospettica di un gruppo cuscinetto-mozzo che incorpora un mozzo secondo una forma di realizzazione esemplificativa della presente invenzione;

� la figura 2 è una vista prospettica parzialmente sezionata del gruppo della figura 1;

� la figura 3 è una vista in sezione assiale del gruppo cuscinettomozzo della figura 1;

� le figure da 4a a 4c sono viste rispettivamente in sezione assiale, in prospettiva da un lato ed in prospettiva dal lato opposto di un nucleo del mozzo della figura 1;

� le figure da 5a a 5c sono viste rispettivamente in sezione assiale, in prospettiva da un lato ed in prospettiva dal lato opposto di un nucleo di un mozzo secondo una seconda forma di realizzazione esemplificativa della presente invenzione;

� le figure da 6a a 6c sono viste rispettivamente in sezione assiale, in prospettiva da un lato ed in prospettiva dal lato opposto di un nucleo di un mozzo secondo una terza forma di realizzazione esemplificativa della presente invenzione;

� le figure da 7a a 7c sono viste rispettivamente in sezione assiale, in prospettiva da un lato ed in prospettiva dal lato opposto di un nucleo di un mozzo secondo una quarta forma di realizzazione esemplificativa della presente invenzione;

� le figure 8 e 9 sono viste rispettivamente in prospettiva ed in sezione assiale di un mozzo secondo una quinta forma di realizzazione esemplificativa della presente invenzione; e

� la figura 10 è una vista prospettica di un nucleo del mozzo delle figure 8 e 9.

Descrizione Dettagliata

Facendo inizialmente riferimento alle figure da 1 a 3, con il numero 10 è indicato nel suo insieme un gruppo cuscinetto-mozzo per una ruota di un veicolo a motore. Il gruppo 10 definisce un asse centrale di rotazione x ed è destinato a montare girevolmente una ruota (non illustrata) di un veicolo a motore attorno all’asse x.

Il gruppo cuscinetto-mozzo comprende un anello di cuscinetto esterno 16 stazionario, che in uso viene connesso ad un montante (non illustrato) della sospensione del veicolo, e due anelli di cuscinetto radialmente interni 14, 15, affiancati o adiacenti assialmente l’uno all’altro e girevoli rispetto all’anello di cuscinetto esterno 16. Nell’esempio illustrato, il gruppo cuscinetto-mozzo è del tipo avente una doppia corona di elementi volventi, interposti tra rispettive piste di rotolamento interne 11, 12 ed esterne 13, presentate rispettivamente dagli anelli 14, 15 e 16.

In tutta la presente descrizione e nelle rivendicazioni, termini ed espressioni che stanno ad indicare posizioni e direzioni quali ad esempio "radiale", "assiale", “trasversale”, sono da intendersi riferiti all'asse di rotazione x. Espressioni quali "assialmente interno" (o “inboard”) e "assialmente esterno" (o “outboard”) si riferiscono invece alla condizione montata sul veicolo.

Il gruppo 10 comprende un mozzo 20, il quale comprende una porzione cilindrica 21 che si estende in una direzione assiale, ed una flangia 22 che si estende in una direzione radialmente esterna da un’estremità assialmente esterna 23 della porzione cilindrica 21. La costituzione del mozzo 20 verrà descritta in dettaglio più avanti.

La flangia 22 serve per montare una ruota (non illustrata) del veicolo. Nella flangia possono essere ottenuti quattro/cinque fori assiali 24 in posizioni angolarmente equidistanziate attorno all’asse x. I fori 24 sono atti ad accogliere una corrispondente pluralità di elementi di fissaggio (non illustrati), ad esempio viti, per il fissaggio della ruota. La flangia presenta una faccia radiale assialmente interna 25, destinata in uso ad essere rivolta verso il veicolo, ed una faccia radiale assialmente esterna 26, costituente una superficie d’appoggio piana per un rotore freno (non illustrato) e/o per la ruota del veicolo.

La porzione cilindrica o fusello 21 del mozzo 20 serve a supportare i due anelli di cuscinetto radialmente interni 14, 15. Nella forma di realizzazione qui illustrata, la porzione cilindrica 21 è di forma tubolare, e presenta, in questo esempio, una cavità cilindrica interna 27 estesa assialmente. Nella particolare forma di realizzazione illustrata, la cavità interna 27 è passante. In altre forme di attuazione, in funzione del tipo di ruota da montare (ad es. motrice o condotta), la cavità 27 può essere chiusa (si veda ad esempio figura 9). In forme di attuazione ancora diverse, la porzione cilindrica 21 può essere interamente piena, cioè priva di una cavità 27.

È indicata con 28 un’estremità tubolare assialmente interna della porzione cilindrica 21. La porzione cilindrica 21 presenta una superficie cilindrica radialmente esterna 30. Gli anelli di cuscinetto 14, 15 sono montati sulla superficie cilindrica esterna 30 della porzione cilindrica 21 del mozzo; su tali anelli sono sistemate le rispettive corone di elementi di rotolamento, e l’anello di cuscinetto radialmente esterno 16.

L’estremità tubolare 28 del mozzo può essere deformata in una direzione radialmente esterna ottenendo un bordo risvoltato 17 che blocca assialmente entrambi gli anelli di cuscinetto 14 e 15 in una condizione assialmente precaricata sul mozzo 20. Le modalità di montaggio dei cuscinetti sul mozzo sono di per sé note, e non formano oggetto della presente invenzione.

Il mozzo 20 può inoltre formare un’appendice assiale tubolare 29 che sporge dal lato assialmente esterno, atta a facilitare il centraggio della ruota.

Come si può osservare nelle figure 2 e 3, il mozzo 20 comprende un nucleo 41 di materiale metallico che si estende nella porzione cilindrica 21 e nella flangia 22 del mozzo, e un corpo di rivestimento 45 di materia plastica applicato, ad esempio sovrastampato, sul nucleo 41. Nell’esempio delle figure 2 e 3, il nucleo 41 può essere di lamiera metallica.

Il nucleo 41 del mozzo forma, in un pezzo singolo, una porzione cilindrica di nucleo 42 che si estende in direzione assiale, ed una flangia di nucleo 43 che si estende in una direzione radialmente esterna da un’estremità assialmente esterna 44 della porzione cilindrica di nucleo 42. La porzione cilindrica di nucleo 42 e la flangia di nucleo 43 definiscono, come un’ossatura di supporto/rinforzo, rispettivamente la porzione cilindrica 21 e la flangia 22 del mozzo 20. Pertanto, la superficie cilindrica radialmente esterna 30 che supporta gli anelli di cuscinetto 14, 15 è resa disponibile grazie alla porzione cilindrica di nucleo 42, ed il bordo risvoltato 17 che trattiene gli anelli di cuscinetto è ricavato sulla porzione cilindrica di nucleo 42. Dall’altro lato, i fori 24 che servono al montaggio della ruota sono ricavati attraverso la flangia di nucleo 43.

Il corpo di rivestimento 45 è disposto in modo da rivestire una superficie radialmente interna della porzione cilindrica di nucleo 42; nelle forme di realizzazione in cui è previsto che la porzione cilindrica 21 del mozzo sia cava, il corpo di rivestimento 45 si estende radialmente verso l’interno di una misura tale da lasciare la cavità 27. Nelle forme di realizzazione in cui è previsto che la porzione cilindrica 21 del mozzo sia piena, il corpo di rivestimento 45 può essere disposto in modo da occludere interamente la cavità interna alla porzione cilindrica di nucleo 42. Secondo un ulteriore modo di realizzazione, anche il materiale stesso del nucleo 41 può essere disposto in modo da occludere tale cavità (si veda ad esempio figura 9).

Inoltre, il corpo di rivestimento 45 è disposto in modo da avviluppare completamente la flangia di nucleo 41. Il nucleo 41 risulta quindi rivestito, e quindi protetto dagli agenti esterni, lungo la maggior parte della sua superficie esterna, ad eccezione della superficie cilindrica radialmente esterna 30 della porzione cilindrica 21 e del bordo risvoltato 17, i quali sono previsti per il montaggio degli anelli di cuscinetto 14, 15.

Preferibilmente, la flangia di nucleo 43 presenta formazioni antiscorrimento sporgenti e/o ribassate assialmente rispetto alla flangia di nucleo 43, le quali sono atte ad impedire una rotazione relativa fra l’anima 41 ed il corpo di rivestimento 45; infatti, quando il corpo di rivestimento 45 viene applicato sull’anima 41, esse risultano annegate all’interno della materia plastica, ed in particolare intercalate, nella direzione circonferenziale, a rispettive porzioni del corpo di rivestimento 45. Le figure 4a-4c, 5a-5c, 6a-6c e 7a-7c illustrano rispettive diverse forme di realizzazione per tali formazioni anti-scorrimento. In tali figure, ad elementi corrispondenti sono stati assegnati gli stessi riferimenti numerici.

Nella forma di realizzazione delle figure 4a-4c, le formazioni antiscorrimento sono realizzate come bugne 43a ricavate sulla flangia di nucleo 43, le quali sono disposte circonferenzialmente attorno alla porzione cilindrica di nucleo 42, ed angolarmente intervallate con i fori 24. Tali bugne 43a da un lato della flangia di nucleo 43 formano quindi delle protuberanze che sporgono assialmente rispetto alla flangia di nucleo 43, mentre dall’altro lato della flangia di nucleo 43 formano dei recessi che sono ribassati assialmente rispetto alla flangia di nucleo 43. Nella forma di realizzazione delle figure 5a-5c, le formazioni anti-scorrimento sono realizzate come bugne 43b ricavate sulla flangia di nucleo 43, le quali sono disposte circonferenzialmente attorno alla porzione cilindrica di nucleo 42, e angolarmente allineate con i fori 24. Nella forma di realizzazione delle figure 6a-6c, le formazioni anti-scorrimento sono formate da due schiere di bugne 43a, 43b intervallate, realizzate secondo le forme di realizzazione precedentemente descritte. Nella forma di realizzazione delle figure 7a-7c, le formazioni anti-scorrimento sono realizzate come costole radiali 43c ricavate sulla flangia di nucleo 43, le quali sono disposte circonferenzialmente attorno alla porzione cilindrica di nucleo 42. Tali costole radiali 43c da un lato della flangia di nucleo 43 formano quindi delle protuberanze che sporgono assialmente rispetto alla flangia di nucleo 43, mentre dall’altro lato della flangia di nucleo 43 formano dei recessi che sono ribassati assialmente rispetto alla flangia di nucleo 43.

L’appendice assiale tubolare 29, che sporge dal lato assialmente esterno del mozzo, è vantaggiosamente anch’essa formata dal corpo di rivestimento 45.

Nelle figure da 8 a 10 è rappresentata un’ulteriore forma di realizzazione dell’invenzione. In tali figure, elementi corrispondenti a quelli delle forme di realizzazione precedenti sono stati designati con gli stessi riferimenti numerici. Tali elementi non verranno ulteriormente descritti.

Nella forma di realizzazione delle figure da 8 a 10 il nucleo 41 è un pezzo di materiale metallico preformato, ad esempio forgiato. La flangia di nucleo 43 ha una forma stellata, ed è formata da una pluralità di razze 50, le quali sono uniformemente distribuite attorno all'asse centrale di rotazione x e si estendono radialmente verso l'esterno a partire dalla estremità assialmente esterna 44 della porzione cilindrica di nucleo 42.

Ciascuna razza 50 presenta una radice 51 connessa direttamente all'estremità assialmente esterna 44 ed una porzione di estremità libera 52 connessa a sua volta alla relativa radice 51. Ciascuna radice 51 e ciascuna porzione di estremità libera 52 sono assialmente delimitate verso l'interno da rispettive superfici interne 51a e 52a trasversali all'asse x, di cui la superficie interna 51a della radice 51 è assialmente ribassata rispetto alla superficie interna 52a della porzione di estremità libera 52. Inoltre, ciascuna porzione di estremità libera 52 è assialmente delimitata verso l'esterno da una rispettiva superficie esterna 52b trasversale all'asse x e parallela alla relativa superficie interna 52a.

Ciascuna razza 50 presenta, inoltre, un rispettivo foro 24 ricavato passante attraverso le relative superfici 52a e 52b, le quali, così come meglio illustrato nella figura 8, risultano essere complanari ed esposte, rispettivamente, alla faccia radiale assialmente interna 25 e alla faccia radiale assialmente esterna 26 del corpo di rivestimento 45 di materia plastica applicato. L'esposizione delle superfici 52a e 52b rispetto al corpo di rivestimento 45 di materia plastica applicato permette di utilizzare le medesime superfici 52a e 52b come superficie di riferimento durante il montaggio del mozzo.

Rispetto alle forme precedentemente illustrate in cui la flangia di nucleo era a forma di disco o piastra piena, la forma di realizzazione testé descritta ha il vantaggio, in termini di riduzione di peso, che la flangia di nucleo 43 è alleggerita su sezioni non strutturali angolarmente interposte fra una razza e l’altra.

Naturalmente, elementi descritti in relazione a singole forme di realizzazione qui illustrate possono essere combinati, ove compatibili, con elementi descritti in relazione ad altre forme di realizzazione illustrate.

Il mozzo realizzato in materiale metallico e rivestimento plastico è vantaggioso in termini di peso, emissioni e consumi energetici; la parte più pesante in materiale metallico è disposta unicamente ove è richiesta una maggior resistenza agli sforzi. La parte in plastica permette di ridurre il peso complessivo del mozzo, e vantaggiosamente consente inoltre di proteggere le parti metalliche sottostanti dall’attacco degli agenti esterni, in particolare dalla corrosione. Da un punto di vista produttivo, quale materiale metallico per la realizzazione del nucleo 41 può essere preferibile utilizzare la lamiera metallica, che è lavorabile con tecnologie semplici ed economicamente vantaggiose; la plastica è applicabile con normali tecniche di stampaggio.

Si intende che l'invenzione non è limitata alle forme di realizzazione qui descritte ed illustrate, che sono da considerarsi come esempi del mozzo; agli esperti del settore risulterà che potranno essere apportati diversi cambiamenti per ciò che riguarda forme, dimensioni, dettagli costruttivi e funzionali e le configurazioni degli elementi descritti nelle forme di realizzazione esemplificative, senza esulare dall'ambito dell'invenzione così come definito nelle rivendicazioni annesse e nei loro equivalenti.

Claims

R I V E N D I C A Z I O N I 1. Mozzo (20) per una ruota di un veicolo a motore, dove il mozzo presenta: una porzione cilindrica (21) che si estende in una direzione assiale, ed una flangia (22) che si estende in una direzione radialmente esterna da un’estremità assialmente esterna (23) della porzione cilindrica (21), caratterizzato dal fatto che il mozzo (20) comprende un nucleo (41) di materiale metallico che si estende nella porzione cilindrica (21) e nella flangia (22) del mozzo, e un corpo di rivestimento (45) di materia plastica applicato sul nucleo (41).
2. Mozzo secondo la rivendicazione 1, in cui il nucleo (41) forma in un pezzo singolo una porzione cilindrica di nucleo (42) che si estende in direzione assiale ed una flangia di nucleo (43) che si estende in una direzione radialmente esterna da un’estremità assialmente esterna (44) della porzione cilindrica di nucleo (42), la porzione cilindrica di nucleo (42) e la flangia di nucleo (43) definendo rispettivamente la porzione cilindrica (21) e la flangia (22) del mozzo.
3. Mozzo secondo la rivendicazione 2, in cui il corpo di rivestimento (45) avviluppa la flangia di nucleo (43).
4. Mozzo secondo la rivendicazione 3, in cui la flangia di nucleo (43) presenta formazioni anti-scorrimento (43a; 43b; 43c) sporgenti e/o ribassate assialmente rispetto alla flangia di nucleo (43), le quali sono atte ad impedire una rotazione relativa fra l’anima (41) ed il corpo di rivestimento (45).
5. Mozzo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 2 a 4, in cui il corpo di rivestimento (45) riveste una superficie radialmente interna della porzione cilindrica di nucleo (42).
6. Mozzo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il mozzo (20) presenta inoltre un’appendice assiale tubolare (29) che sporge dalla flangia (22) del mozzo dal lato opposto rispetto alla porzione cilindrica (21) del mozzo.
7. Mozzo secondo la rivendicazione 6, in cui l’appendice assiale tubolare (29) è formata dal corpo di rivestimento (45).
8. Mozzo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 7, in cui la flangia di nucleo (43) ha una forma stellata, ed è formata da una pluralità di razze (50) le quali sono uniformemente distribuite attorno ad un asse centrale di rotazione (x) del mozzo e si estendono radialmente verso l'esterno a partire dalla estremità assialmente esterna (44) della porzione cilindrica di nucleo (42).
9. Mozzo secondo la rivendicazione 8, in cui ciascuna razza (50) presenta una radice (51) connessa direttamente all'estremità assialmente esterna (44) ed una porzione di estremità libera (52) connessa alla relativa radice (51), ciascuna radice (51) e ciascuna porzione di estremità libera (52) essendo assialmente delimitate verso l'interno da rispettive superfici interne (51a, 52a) trasversali all'asse centrale di rotazione (x), di cui la superficie interna (51a) della radice (51) è assialmente ribassata rispetto alla superficie interna (52a) della porzione di estremità libera (52).
10. Mozzo secondo la rivendicazione 9, in cui ciascuna porzione di estremità libera (52) è assialmente delimitata verso l'esterno da una rispettiva superficie esterna (52b) trasversale all'asse centrale di rotazione (x) e parallela alla relativa superficie interna (52a).
11. Mozzo secondo la rivendicazione 10, in cui ciascuna razza (50) presenta un rispettivo foro (24) ricavato passante attraverso le superfici interna ed esterna (52a, 52b) della relativa porzione di estremità libera (52), le quali superfici risultano essere complanari ed esposte rispettivamente ad una faccia radiale assialmente interna (25) e ad una faccia radiale assialmente esterna (26) del corpo di rivestimento (45).
12. Gruppo cuscinetto-mozzo, comprendente un mozzo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti.