ITTO990163A1 - Cuscinetto a rulli conici. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Cuscinetto a rulli conici"

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un cuscinetto a rulli del tipo definito nel preambolo della rivendicazione 1.

Tradizionalmente, come illustrato nella figura 1 allegata che rappresenta una sezione assiale e parziale di un cuscinetto a rulli di tipo noto, su ciascuno dei due semianelli radialmente interni 10 si forma un gradino 11 in prossimità dell'estremità che viene a trovarsi nella parte centrale del cuscinetto. Tale gradino serve ad evitare che, durante le fasi di trasferimento che precedono l'assemblaggio dei sottogruppi costituiti dalle corone di rulli 12 con le relative gabbie 13 sui rispettivi semianelli interni prima dell'inserimento di tali sottogruppi nell'anello di rotolamento esterno 14, i rulli possano accidentalmente fuoriuscire dalla pista di rotolamento nel senso indicato dalle frecce A e A' in figura 1.

La realizzazione del gradino sopra menzionato comporta un primo svantaggio per il fatto che la sua forma radialmente sporgente rispetto al piano di rotolamento dei rulli richiede la realizzazione di un sovrametallo di spessore t notevole sull'anello grezzo fucinato, il cui contorno è indicato in tratteggio in figura 2. Inoltre,.la massa notevole di materiale costituente il sovrametallo da asportare comporta tempi lunghi per le operazioni di tornitura e rettifica (in misura proporzionale alla quantità di sovrametallo da asportare); in aggiunta, il peso del pezzo grezzo stampato risente negativamente della parte di sovrametallo. Tale tecnica nota è quindi svantaggiosa da un punto di vista produttivo per quanto riguarda sia tempi per le lavorazioni di finitura e sia il peso del componente, che influisce negativamente sulle sue operazioni di trasferimento.

Il gradino suddetto comporta un secondo inconveniente per il fatto che, una volta ultimato il semianello interno, il sottogruppo costituito dai rulli premontati nella loro gabbia deve essere inserito sul semianello scavalcando il gradino; tale sottogruppo viene montato spingendo i rulli e la gabbia nei versi opposti a quelli indicati dalle frecce A e A' in figura 1.

Nella formazione di semianelli ottenuti per stampaggio di elementi ottenuti da barre, è vantaggioso che la forma che viene impressa nella fase di stampaggio della fucinatura corrisponda sostanzialmente alla forma del prodotto finito che si ottiene successivamente lavorando per tornitura e rettifica il pezzo grezzo. Come si può osservare dalla figura 2, la presenza del gradino fa si che le superfici coniche C e C', rispettivamente relative al pezzo grezzo stampato e al pezzo finito non sono parallele. Nell'operazione di rettifica, quindi si ricava una superficie (C') orientata diversamente da quella (C) che era stata formata per stampaggio.

Pur senza volersi vincolare ad alcuna teoria in proposito, la Richiedente ha ragione di ritenere che si sfrutterebbe meglio la resistenza strutturale dei semianelli se la forma impressa dallo stampaggio corrispondesse alla forma che dovrà durante l'esercizio sopportare i carichi. In altre parole, si otterrebbe una resistenza maggiore e di conseguenza una vita utile più lunga per il cuscinetto se le suddette superfici coniche fossero parallele.

Facendo ancora riferimento alla figura 1, la superficie cilindrica interna dei semianelli va inoltre lavorata in modo da formare gole di aggancio 16 per un anello di trattenimento provvisorio 17, solitamente di materiale plastico o metallico. Questo, vincolando tra di loro i due semianelli interni nella direzione assiale, impedisce che ciascuno di essi possa accidentalmente scivolare fuori dall'anello esterno 14, prevenendo così la fuoriuscita dei rulli. Questa soluzione, pur essendo efficace, si rivela costosa per il fatto che richiede la realizzazione dell'anello di trattenimento provvisorio 17 - il quale, una volta assemblato il cuscinetto, perde la propria funzione - e per il fatto che occorre inoltre ricavare le suddette gole di aggancio 16.

Uno scopo della presente invenzione è di realizzare un cuscinetto a rulli conici in cui gli anelli radialmente interni siano privi del tradizionale gradino sopra discusso, così da evitare gli inconvenienti sopra citati.

Un altro scopo dell'invenzione è di realizzare un cuscinetto privo del tradizionale anello di trattenimento provvisorio e degli inconvenienti ad esso associati.

Questo ed altri scopi, che saranno compresi meglio in seguito, sono raggiunti in accordo con la presente invenzione da un cuscinetto avente le caratteristiche enunciate nella rivendicazione 1.

Altre caratteristiche importanti sono richiamate nelle rivendicazioni dipendenti.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione risulteranno maggiormente dalla descrizione dettagliata di un suo esempio di realizzazione, fatta con riferimento ai disegni allegati dati a titolo indicativo e non limitativo, in cui:

la figura 1 è una vista in sezione assiale e parziale di un cuscinetto a rulli conici secondo la tecnica nota,·

la figura 2 è una vista in sezione assiale parziale di un semianello interno realizzato secondo la tecnica nota,·

la figura 3 è una vista in sezione assiale parziale di un cuscinetto a rulli conici secondo la presente invenzione,· e

la figura 4 è una vista in sezione assiale parziale di un semianello interno per il cuscinetto di figura 3.

Facendo riferimento alla figura 3, un cuscinetto a rulli conici comprende un anello di rotolamento esterno 14, una coppia di anelli (o semianelli) radialmente interni 10a e 10b assialmente affiancati, due serie di rulli conici 12a, I2b interposti tra l'anello esterno 14 e gli anelli interni 10a, 10b, rispettivamente, ed una coppia di gabbie di trattenimento 13a, I3b per le rispettive serie di rulli 12a, 12b. Con 18 e 19 sono indicati dispositivi di tenuta di tipo noto fissati all'anello di rotolamento esterno 14 ed interposti tra .questo e ciascuno dei semianelli interni 10a, 10b in prossimità dei lati esterni del cuscinetto.

Come usati qui, i termini "assialmente interno" e "assialmente esterno" dovrebbero essere interpretati con riferimento al piano di mezzeria X del cuscinetto, a meno di annotazioni differenti.

Facendo anche riferimento alla figura 4, secondo l'invenzione la superficie radialmente esterna di ciascuno dei semianelli 10a, 10b è conformata in modo tale da presentare una rispettiva gola 20a, 20b in prossimità delle estremità assialmente interne dei semianelli. Le gole 20a, 20b raccordano le superfici coniche di rotolamento C' con bordi 2la, 2lb sporgenti radialmente verso l'esterno e situati alle estremità assialmente interne dei semianelli .

Come si potrà osservare dal paragone delle figure 2 e 4, nella soluzione della presente invenzione risulta eliminato il gradino 11 di figura 2 e la gola 16 destinata a permettere l'aggancio del tradizionale anello di trattenimento provvisorio,· anche questo elemento viene eliminato, come sarà discusso più avanti.

Facendo riferimento alla figura 3, le gabbie 13a, 13b di trattenimento per i rulli presentano, in corrispondenza delle loro estremità assialmente interne, rispettive porzioni radialmente sporgenti verso l'interno, preferibilmente in forma di denti o alette flessibili 22a, 22b. Una volta assemblate le gabbie con rulli sui semianelli interni, le estremità libere delle alette 22a, 22b (in condizione indeformata) sono distanziate dall'asse centrale di rotazione Y del cuscinetto di una distanza D22 leggermente minore della distanza D21 presente tra l'asse centrale Y e la parte radialmente più esterna dei bordi o rilievi 21a, 2lb.

Nella forma di realizzazione preferita, illustrata in figura 3, le alette flessibili delle gabbie sono arrotondate nelle loro porzioni 23a, 23b rivolte verso i lati esterni del cuscinetto così da facilitare lo scavalcamento dei rilievi 2la, 21b quando i due sottogruppi costituiti rispettivamente dai rulli 12a con gabbia 13a e dai rulli 12b con gabbia 13b, vengono spinti in sensi opposti a quelli indicati dalle frecce A e A', per posizionare i rulli sulle rispettive piste di rotolamento interne C' . Nel superare i rilievi 21a, 21b, le alette flessibili si impegnano a scatto nelle gole 20a, 20b. In questo modo le gabbie trattengono i rulli sui rispettivi anelli interni durante le fasi di trasferimento e montaggio che precedono l'assemblaggio di ciascun sottogruppo comprensivo di anello interno con relativa gabbia e rulli nell'anello esterno.

Una volta accoppiati i rulli ai rispettivi semianelli interni come sopra discusso, ciascuno dei due sottogruppi così costituiti viene inserito nell'anello esterno 14 come indicato dalle frecce A e A'. L'assemblaggio del cuscinetto viene completato fissando sull'anello esterno i dispositivi di tenuta 18 e 19.

Sempre secondo l'invenzione, i dispositivi di tenuta 18 e 19 vengono fissati sull'anello esterno 14 in posizioni assiali tali da determinare un gioco assiale ridotto e prestabilito d tra ciascun dispositivo di tenuta e le estremità assialmente esterne 24a, 24b delle gabbie. Il gioco assiale d è preferibilmente compreso nel campo 0,5-2 mm, e sarà comunque scelto in modo tale da impedire ai sottogruppi di spostarsi troppo verso l'esterno (nei versi opposti a quelli indicati dalle frecce A e A') e raggiungere posizioni in cui i rulli potrebbero accidentalmente fuoriuscire dal cuscinetto durante le fasi di trasferimento che precedono il montaggio del cuscinetto completo sull'autoveicolo.

Grazie a questa disposizione, che permette di sfruttare vantaggiosamente gli stessi dispositivi di tenuta 18 e 19 come elementi di arresto assiale per trattenere i sottogruppi interni nell'anello esterno del cuscinetto, si può eliminare il tradizionale anello di trattenimento provvisorio 17 discusso con riferimento alla figura 1.

La superficie radiale del dispositivo di tenuta contro la quale si potranno attestare le estremità esterne 24a, 24b delle gabbie potrà essere indifferentemente presentata da una parte dell'inserto anulare metallico 25 (come illustrato dal lato destro in figura 3) o una parte della guarnizione in gomma 26 che viene normalmente vulcanizzata sull'inserto 25 (come illustrato dal lato sinistro di figura 3).

Si intende che l'invenzione non è limitata alle forme di realizzazione qui descritte ed illustrate, che sono da considerarsi come esempi di attuazione del cuscinetto; l'invenzione è invece suscettibile di modifiche relative a forma e disposizioni di parti, dettagli costruttivi e di funzionamento. Ad esempio, il gioco assiale d sopra discusso potrà essere realizzato dimensionando opportunamente la gabbie e/o i dispositivi di tenuta.

Claims (7)

1. RIVENDICAZIQNI 1. Cuscinetto a rulli conici per il mozzo della ruota di un autoveicolo, del tipo comprendente un anello di rotolamento radialmente esterno (14), una coppia di anelli di rotolamento radialmente interni (10a, 10b) affiancati nella direzione assiale, due gabbie (13a, 13b) interposte radialmente tra detti anelli interni e detto anello esterno per trattenere al loro interno due rispettive serie di rulli (12a, 12b), caratterizzato dal fatto che la superficie radialmente esterna di ciascuno degli anelli interni (10a, 10b) presenta, in prossimità dell'estremità rivolta verso il centro (X) del cuscinetto, una gola (20a, 20b) atta a ricevere una rispettiva pluralità di porzioni (22a, 22b) sporgenti radialmente verso l'interno dalle parti di dette gabbie disposte in prossimità del centro (X) del cuscinetto, per cui le gabbie (13a, 13b) trattengono i rulli (12a, 12b) sui rispettivi anelli interni {10a, 10b) durante le fasi di trasferimento e montaggio che precedono l'assemblaggio dei sottogruppi (10a, 13a, 12a,· 10b, 13b, 12b) comprensivi di anello interno, gabbia e rulli nell'anello esterno (14).
2. 2. Cuscinetto secondo la rivendicazione 1, comprendente inoltre una coppia di dispositivi di tenuta (18, 19) fissati all'anello di rotolamento esterno (14) ed interposti tra questo e ciascun anello interno (10a, 10b) in prossimità dei lati esterni del cuscinetto, caratterizzato dal fatto che ciascuno di detti dispositivi di tenuta presenta almeno una superficie di arresto assiale (25, 26) che individua con l'estremità assialmente esterna (24a, 24b) della rispettiva gabbia (13a, 13b) un gioco assiale ridotto e predeterminato (d) tale da impedire che un qualunque componente di detti sottogruppi possa fuoriuscire dal cuscinetto durante .le fasi di trasferimento che precedono il montaggio del cuscinetto sull'autoveicolo.
3. 3. Cuscinetto secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detto gioco assiale (d) è compreso nel campo di circa 0,5-2 mm.
4. 4. Cuscinetto secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che dette porzioni radialmente sporgenti della gabbie comprendono una pluralità di alette flessibili (22a, 22b) atte ad impegnarsi a scatto in dette gole (20a, 20b).
5. 5. Cuscinetto secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che dette alette flessibili (22a, 22b) presentano porzioni (23a, 23b) rivolte verso i lati esterni del cuscinetto conformate per facilitare il superamento di rispettivi rilievi (21a, 2lb) sporgenti radialmente verso l'esterno dalle estremità degli anelli interni (10a, 10b) rivolte verso il centro (X) del cuscinetto.
6. 6. Cuscinetto secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che dette porzioni {23a, 23b) rivolte verso i lati esterni del cuscinetto sono arrotondate.
7. 7. Cuscinetto secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti anelli interni (10a, 10b) presentano rispettive piste di rotolamento coniche (C') ottenute dalla lavorazione a macchina di pezzi grezzi presentanti corrispondenti superfici coniche (C) sostanzialmente parallele alle dette superfici coniche (C') da ottenere nei pezzi finiti.