ITUB20153384A1 - Ruota fonica per gruppo cuscinetto - mozzo in materiale polimerico - Google Patents

Description

Descrizione a corredo di una domanda di brevetto per invenzione industriale dal titolo: RUOTA FONI CA PER GRUPPO CUSCI N ETTO -MOZZO I N MATERI ALE POLI M ERI CO

0 D ESCRI Z I ON E

Settore tecnico dell’invenzione

La presente invenzione è relativa ad una ruota tonica per un gruppo cuscinetto - mozzo interamente realizzata in materiale polimerico, cioè priva di qualsiasi supporto strutturale m etallico. La 5 presente invenzione è particolarmente idonea, anche se non esclusivamente, per i gruppi mozzo-ruota per autoveicoli provvisti di un cuscinetto a rotolamento. Tali applicazioni com prendono sia il caso in cui l’anello esterno del cuscinetto è rotante mentre l’anello interno del cuscinetto è tisso, sia il caso opposto in cui l’anello interno ruota e l’anello 0 esterno è tisso. L’invenzione è altresì idonea per qualsiasi tipologia di corpi di rotolamento (stere, rulli, rulli conici, ecc.) .

Tecnica nota

La ruota tonica la parte di un dispositivo di rilevamento della velocità di rotazione dell’anello rotante del cuscinetto. Tali dispositivi 5 comprendono anche un sensore, norm almente un sensore di giri, atto ad acquisire un segnale generalo dalla ruota fonica che permette di monitorare i parametri cinematici di funzionamento del gruppo cuscinetto - mozzo. La trattazione che segue farà riferimento, a titolo di esempio, a queste specifiche applicazioni senza per questo perdere in generalità. 5 Sono noti i dispositivi di rilevamento della velocità del tipo suddetto, comprensivi di una ruota fonica in forma di disco anulare o di schermo cilindrico in plastica o gomma magnetizzata, angolarmente solidale all'anello rotante del cuscinetto. Nelle soluzioni note, la ruota fonica comprende un inserto metallico, solidale alla porzione in plastica o 0 gomma magnetizzata, ad esempio per incollaggio, piantalo forzatamente sull'anello rotante del cuscinetto o su di un elemento ad esso solidale.

Le soluzioni note di ruota fonica sono quindi realizzale utilizzando gomma magnetizzata o plasto-ferrite, rispettivamente co-vulcanizzata o costampata su di un inserto metallico di spessore pari a 0,6 - 0,8 mm, 5 avente funzione strutturale.

L’utilizzo dell’inserto metallico, oltre a provocare un incremento di costo dell’intera ruota fonica presenta ulteriori inconvenienti: rischio di corrosione con conseguente necessità di trattamenti anti-corrosivi implicanti un ulteriore aggravio dei costi ed eccessivo strido di 0 lavorazione.

Sintesi dell’invenzione

Scopo della presente invenzione è quello di realizzare una ruota fonica di un gruppo cuscinetto-mozzo per applicazione su ruota di un autoveicolo, il quale sia esente dagli inconvenienti sopra descritti. In 5 particolare la soluzione ha per obiettivo l’eliminazione dell’inserto metallico, ovvero l'utilizzo di solo materiale plastico per la realizzazione della ruota tonica sia nella sua porzione magnetica, sia nella sua porzione strutturale.

Secondo la presente invenzione è descritta una ruota tonica di un gruppo cuscinetto-mozzo, avente le caratteristiche enunciate nella rivendicazione indipendente annessa.

Ulteriori modi di realizzazione del l’invenzione, preteriti e/o particolarmente vantaggiosi, sono descritti secondo le caratteristiche enunciate nelle rivendicazioni dipendenti annesse.

Breve descrizione dei disegni

L’invenzione verrà ora descritta con riterimento ai disegni annessi, che ne illustrano alcuni esempi di attuazione non limitativi, in cui:

la tigura 1 è una sezione assialsimmetrica di un gruppo cuscinetto - mozzo provvisto di una ruota tonica,

la tigura 2 è una vista prospettica della ruota tonica secondo la presente invenzione,

la Figura 3 è dettaglio di una prima torma di attuazione della ruota tonica di Fig. 2,

la tigura 4 è un dettaglio di una torma di attuazione alternativa della ruota tonica di Fig. 2.

Descrizione dettagliata

Facendo ora riterimento alla tigura 1 , un gruppo cuscinetto-mozzo secondo una torma preterita di attuazione dell'invenzione, è indicato nel suo insieme con 10. Come detto in premessa, l’invenzione è applicabile non soltanto alla contigurazione di seguito descritta ma più in generale a qualsiasi gruppo cuscinetto - mozzo per autoveicoli.

11 gruppo 10 com prende un mozzo 20 girevole ed un’unità cuscinetto 30. Il mozzo 20 è contigurato per assumere anche la tunzione di anello di rotolamento interno del cuscinetto. 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. Espressioni quali “assialmente esterno” e “assialmente interno” sono, invece, riferite alla condizione montata, e nel caso di specie, preteribilmente, sono riferite ad un lato ruota e, rispettivamente, ad un lato opposto al lato ruota.

L’unità cuscinetto 30 comprende un anello radialmente esterno 31 , stazionario e due corone di corpi di rotolamento 32, 33, in questo esempio stere, interposte, rispettivamente, la corona di corpi di rotolamento assialmente esterna 32 tra l’anello radialmente esterno 31 e il mozzo 20 con tunzione di anello radialmente interno e la corona di corpi di rotolamento assialmente interna 33 tra l’anello radialmente esterno 31 e il un anello radialmente interno 34. Per semplicità di rappresentazione gratica i riterimenti 32 e 33 saranno attribuiti sia alle singole stere, sia alla corona di stere e in particolare con 32 si indicherà la corona di stere o la singola stera assialmente esterna, mentre con 33 si indicherà la corona di stere o la singola stera assialmente interna. Sempre per semplicità, si potrà utilizzare il termine “stera” in modo esempliticativo nella presente descrizione e negli allegati disegni al posto del termine più generico “corpo di rotolamento” {e si utilizzeranno altresì gli stessi riterimenti numerici). Si intenderà sempre che al posto delle stere potrà essere usato un qualsiasi altro copro di rotolamento {ad esempio, rulli, rulli conici, rullini, ecc.) . L’anello radialmente esterno 31 , preteribilmente sagomato in torma tubolare estesa assialmente, detinisce al proprio interno le piste di rotolamento 35, 36 per i corrispondenti corpi di rotolamento delle corone 32, 33.

L'anello radialmente esterno 31 presenta una superticie cilindrica radialmente esterna 31 a atta ad accoppiarsi con una sede cilindrica tormata in un elemento tisso del veicolo, ad esempio un montante di una sospensione, di tipo noto e non mostrato in tigura.

I corpi di rotolamento della corona 32 assialmente esterna ruotano, oltre che sull’anello radialmente esterno 31 , su una porzione tubolare centrale 21 del mozzo 20 che detinisce una pista di rotolamento 37; i corpi di rotolamento della corona 33 assialmente interna ruotano, oltre che sull’anello radialmente esterno 31 , sull’anello radialmente interno 34 che detinisce una pista di rotolamento 38. I corpi di rotolamento delle corone 32, 33 sono mantenuti in posizione da corrispondenti gabbie 39, 40, precisamente una prima gabbia 39, assialmente esterna, per i corpi di rotolamento 32 e una seconda gabbia 40, assialmente interna, per i corpi di rotolamento 33.

II mozzo 20 detinisce nella sua estremità assialmente interna un bordo rollato 22 che è contigurato per precaricare assialmente l’anello interno 34. Il mozzo 20 presenta, inoltre, una porzione a flangia 23 assialmente esterna. La porzione a flangia presenta una pluralità di tori assiali 24 di fissaggio. Tali tori sono le sedi per altrettanti mezzi di fissaggio {ad esempio bulloni prigionieri, non mostrati in figura) che collegano in modo nolo un elemento della ruota dell’autoveicolo, ad esempio il disco del treno {anch’esso di tipo noto e non mostrato in figura), al mozzo 20.

Il cuscinetto è dotato di un dispositivo per rilevare la velocità di rotazione dell'anello girevole dell’unità cuscinetto 30, ad esempio l’anello radialmente interno 34; tale dispositivo comprende una ruota fonica 50 montata sull'anello rotante ed un sensore {non illustrato), allacciato alla ruota fonica e montato su una parte fissa del veicolo.

Con riferimento alla figura 2 la ruota fonica 50 è del tipo a lettura assiale e comprende uno schermo cilindrico 51 , stabilmente fissato all’anello radialmente interno 34, ed un disco anulare 52. Lo schermo cilindrico 51 ed il disco anulare 52 sono tra loro solidali e sono realizzati in plastica o gomma magnetizzata che presenta polarità alternate in senso radiale sul disco anulare 52. Un esempio di materiale utilizzato per la ruota fonica 50 è la plasto-ferrite, materiale versatile composto dal 90% di ferrite di bario o di stronzio e il restante 10% di leganti termoplastici. La plasto-ferrite è un materiale inerte e flessibile, può essere isotropo o anisotropo e, a seconda dell'utilizzo finale, viene magnetizzato. Possiede flessibilità e resistenza agli agenti atmosferici di alto grado, data la sua componente termoplastica. La plasto-ferrite è magnetizzata in diversi modi, tra i quali la modalità multipolare, che può avere differente passo polare {ad esempio, 1 ,5 - 4 - 5 - 7 mm) .

La caratteristica principale secondo la presente invenzione è quella di produrre la ruota fonica utilizzando unicamente polimeri termoplastici, in altre parole, senza utilizzare alcun inserto metallico con funzione strutturale. La ruota tonica potrà essere prodotta per mezzo di stampaggio ad iniezione utilizzando totalmente o parzialmente plastoterrite, in quest’ultimo caso con l'aggiunta di un ulteriore polimero termoplastico.

5 Con riterimento alla tigura 3, si descrive una prima torma di attuazione della ruota tonica. Secondo questa soluzione, la ruota tonica è ottenuta per stampaggio a iniezione partendo unicamente da plastica magnetizzata (ad esempio, plasto-territe) . La ruota tonica 50 è pertanto realizzata in un pezzo unico e comprende lo schermo cilindrico 51 ed il 0 disco anulare 52, tra loro solidali. Trattandosi di una ruota tonica a lettura assiale, la tunzione magnetica è svolta dal disco anulare 52 mentre la tunzione strutturale è svolta contestualmente dallo schermo cilindrico 51 e dal disco anulare 52. Poiché la tunzione strutturale è attidata al materiale polimerico, è conveniente utilizzare spessori dello schermo cilindrico 51 5 variabili da 1 a 3 mm, ovvero spessori maggiori di quelli comunemente adottati per l’inserto metallico delle soluzioni note, avendo evidentemente il materiale plastico una resistenza strutturale interiore a quella dell’acciaio. Vantaggiosamente, la ruota tonica sarà anche provvista di nervature d’irrigidimento 53 stabilmente connesse sia allo schermo 0 cilindrico 51 che al disco anulare 52. Le nervature potranno assumere una torma adeguata, per esempio una torma triangolare come in Fig. 3. Lo spessore delle nervature 53 potrà variare anch’esso tra 1 e 3 mm. Le nervature potranno essere angolarmente equidistanti tra loro e il numero di nervature potrà variare tra 10 e 72, ovvero le nervature avranno una 5 corrispondente distanza angolare variabile tra 36° e 5°.

Con riferimento alla figura 4, si descrive una seconda forma di attuazione della ruota fonica. Secondo questa soluzione, la ruota fonica è ottenuta per stampaggio a iniezione partendo da plasto-ferrite e da altro polimero termoplastico privo di polvere di ferrite. In questo modo la ruota fonica 60 è sempre realizzata in un pezzo unico ma comprende due porzioni separate costampate assieme durante l’unico processo di stampaggio di entrambe. Una prima porzione della ruota fonica 60 sarà costituita da un primo disco anulare 62 in plasto-ferrite che consente la lettura assiale e quindi svolge la funzione magnetica della ruota fonica. La porzione strutturale della ruota fonica sarà realizzata con un polimero termoplastico privo di ferrite e comprenderà invece uno schermo cilindrico 61 ed un secondo disco anulare 64. L’unione delle due porzioni, magnetica e strutturale, è affidata al costampaggio del primo disco anulare 62 {contenente la ferrite) sul secondo disco anulare 64.

Questa configurazione alternativa presenta l’indubbio vantaggio di ridurre il quantitativo di ferrite, in altre parole, di utilizzare polvere di ferrite soltanto dove è necessario per adempiere alla funzione magnetica ovvero nel prim o disco anulare 61 .

Poiché la funzione strutturale è affidata al materiale polimerico, è conveniente anche in questo caso utilizzare spessori dello schermo cilindrico 61 variabili da 1 a 3 mm, ovvero spessori maggiori di quelli comunemente adottati per l’inserto metallico delle soluzioni note. Vantaggiosamente, anche in questa forma di attuazione la ruota fonica sarà provvista di nervature d’irrigidimento 63 stabilmente connesse sia allo schermo cilindrico 61 che al disco anulare 64. Le nervature potranno assumere una forma adeguala, per esempio una forma triangolare come in Fig. 4. Lo spessore delle nervature 63 pofrà variare anch’esso fra 1 e 3 mm. Le nervafure pofranno essere angolarmenfe equidistanti fra loro e il numero di nervafure pofrà variare fra 10 e 72, ovvero le nervafure avranno una corrispondente distanza angolare variabile fra 36° e 5°.

Le soluzioni ora descritte e più in generale l’idea di soluzione di realizzare una ruota fonica interamente in materiale polimerico termoplasfico, ovvero priva di parli mefalliche di supporlo, consenfono di ottenere in d iscuf i bi li vantaggi tecnici e tecnologici. L’assenza di parli metalliche, evidenfemente elimina qualsivoglia rischio di corrosione e di conseguenza elimina la necessità di trattamenti anti-corrosivi per la proiezione superficiale deM’inserfo mefallico. I n olire, il dosaggio della plastica nel procedimento di stampaggio per iniezione è mollo preciso per cui si riduce quasi a zero l’ammontare di sfridi di lavorazione. Al confrario, l'ufilizzo di un inserfo mefallico, ollenulo per tranciatura da apposifo lamierino, implica la presenza di non trascurabili sfridi. Infine, l’eliminazione del componenfe mefallico e del suo procedimenfo di lavorazione implica una non trascurabile riduzione del costo dell’infera ruofa fonica.

Olire ai modi di affuazione dell’invenzione, come sopra descritti, è da infendere che esisfono numerose ulteriori variami. Deve anche infendersi che detti modi di attuazione sono solo esemplificafivi e non limitano l’oggetto dell’invenzione, né le sue applicazioni, né le sue configurazioni possibili. Al confrario, sebbene la descrizione sopra riporfafa rende possibile all’uomo di mesfiere l’affuazione della presenfe 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. RI VENDI GAZI ONI 1 . Ruota fonica {50, 60) di un dispositivo di rilevamento della velocità di un gruppo cuscinetto-mozzo (10) per autoveicoli, il gruppo (10) comprendente almeno un anello di rotolamento (34) girevole, la ruota tonica {50, 60) comprendente: uno schermo cilindrico {51 , 61 ), stabilmente tissato all’anello di rotolamento girevole {34), un disco anulare {52, 62) contigurato per la lettura assiale della ruota tonica e stabilmente connesso allo schermo cilindrico {51 , 61 ), la ruota fonica essendo caratterizzata dal tatto di essere interamente realizzata in materiale termoplastico e ferrite.
2. 2. Ruota fonica {50) secondo la rivendicazione 1 , caratterizzata dal tatto che lo schermo cilindrico {51 ) e il disco anulare {52) sono un componente unico.
3. 3. Ruota fonica {50) secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal tatto di essere realizzata in plastica magnetizzata.
4. 4. Ruota fonica {60) secondo la rivendicazione 1 , caratterizzata dal tatto di comprendere due porzioni separate e tra loro stabilmente connesse, una prima porzione costituita da un primo disco anulare {62) in plastica magnetizzata e una seconda porzione realizzata in un polimero termoplastico privo di territe e comprendente uno schermo cilindrico {61 ) ed un secondo disco anulare {64) .
5. 5. Ruota fonica {50, 60) secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal tatto che lo schermo cilindrico {51 , 61 ) ha uno spessore compreso tra 1 mm e 3 mm .
6. 6. Ruota fonica {50, 60) secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal tatto di comprendere una pluralità di nervature d’irrigidimento {53, 63) stabilmente connesse sia allo schermo cilindrico {51 , 61 ), sia al disco anulare {52, 64).
7. 7. Ruota fonica {50, 60) secondo la rivendicazione 6, caratterizzata dal tatto che le nervature d’irrigidimento {53, 63) hanno uno spessore compreso tra 1 mm e 3 mm .
8. 8. Ruota fonica {50, 60) secondo la rivendicazione 6 o 7, caratterizzata dal tatto che le nervature d’irrigidimento {53, 63) sono angolarmente equidistanti tra loro.
9. 9. Ruota fonica {50, 60) secondo la rivendicazione 8, caratterizzata dal tatto che il numero di nervature d’irrigidimento {53, 63) varia tra 10 e 72.
10. 10. Un gruppo cuscinetto-mozzo {10) per autoveicoli, comprendente: un anello radialmente esterno {31 ) provvisto di rispettive piste di rotolamento radialmente esterne {35, 36), un anello radialmente interno {20, 34), provvisto di rispettive piste di rotolamento radialmente interne {37 38), una pluralità di corpi di rotolamento {32, 33) posizionati tra le corrispondenti piste di rotolamento interne ed esterne, il gruppo essendo caratterizzato dal tatto di comprendere un ruota fonica {50, 60) di un dispositivo di rilevamento della velocità secondo una delle rivendicazioni precedenti.