ITCR20130013A1 - Boccola elastica perfezionata - Google Patents

Description

BOCCOLA ELASTICA PERFEZIONATA

DESCRIZIONE

L’invenzione riguarda una boccola elastica, particolarmente per impiego nel settore dei veicoli per il trasporto di merci.

Più in dettaglio, l’invenzione si rivolge a boccole elastiche che trovano impiego per collegare un asse o un perno, soggetto a rotazioni e/o vibrazioni, ad un telaio o supporto. Un tipico esempio à ̈ rappresentato dall’ancoraggio dell’occhio di balestra di ammortizzatori al telaio di veicoli commerciali, furgoni, autocarri, ecc...

Sono note ad esempio boccole comprendenti essenzialmente un elemento tubolare cilindrico interno in metallo, su cui à ̈ vulcanizzato un anello elastico in gomma, fissato a sua volta mediante vulcanizzazione o per interferenza ad un elemento tubolare cilindrico esterno, realizzato in metallo, coassiale al primo.

Il montaggio delle boccole, in questo caso, avviene associando per interferenza l’elemento tubolare cilindrico metallico esterno alla sede di montaggio, previa alesatura di quest’ultima.

Tale soluzione realizzativa presenta il rischio elevato di rottura a fatica torsionale dell’anello in gomma con conseguente riduzione della durata della boccola.

Inoltre, le boccole così realizzate, non eliminano gli inconvenienti legati alla necessità di predisporre sedi atte al montaggio per interferenza dell’elemento tubolare metallico esterno, con conseguenti costi elevati dovuti alle lavorazioni meccaniche, alla difficoltà del suddetto montaggio, al peso ed al costo elevato delle boccole stesse. Dalla domanda per modello di utilità n. CR97U000005 della stessa richiedente, à ̈ noto un tipo particolare di boccola comprendente essenzialmente un elemento tubolare cilindrico interno in materiale autolubrificante, su cui à ̈ applicato un anello in gomma o altro materiale elasticamente deformabile, la cui superficie cilindrica esterna à ̈ provvista di nervature in rilievo disposte longitudinalmente, sostanzialmente parallele all’asse della boccola.

Tali nervature consentono il collegamento per attrito mediante montaggio forzato della boccola entro la sede circolare predisposta sull’elemento da collegare, senza necessità di una lavorazione troppo precisa della sede stessa e senza dover applicare una forza eccessiva per il montaggio.

Il perno à ̈ libero di ruotare sulla superficie interna dell’elemento in materiale autolubrificante e, di conseguenza, non trasmette alcuna sollecitazione torsionale all’anello in gomma, che ha perciò il compito di assorbire solamente le spinte e le sollecitazioni in direzione radiale.

Tuttavia, questo tipo di boccole, pur non richiedendo lavorazioni meccaniche precise e tolleranze dimensionali restrittive, presentano alcuni limiti che si manifestano durante il montaggio delle boccole nelle rispettive sedi.

Tali nervature in rilievo sporgono dalla superficie laterale dell’anello in gomma in modo rilevante, costituendo un notevole ingombro in senso radiale estendendosi oltretutto in modo costante oltre alla dimensione della sede nella quale la boccola deve essere inserita: l’operazione di inserimento della boccola nella sede di montaggio risulta quindi comunque difficoltosa e richiede l’impiego di lubrificanti per facilitare lo scorrimento delle parti, rallentando così le operazioni di assemblaggio.

Essendo poi tali nervature di tipo puntuale, determinano un’aderenza discontinua tra la superficie laterale dell’anello in gomma e la parete interna della sede di montaggio.

Ulteriore inconveniente à ̈ dato dal fatto che, a causa della forza di montaggio elevata, l’anello in gomma à ̈ soggetto a sensibili deformazioni, che possono essere causa di espansioni e stiramenti della gomma stessa, che potrebbero anche rompere il collare dell’elemento tubolare cilindrico in materiale autolubrificante, costringendo alla sostituzione della boccola stessa.

Inoltre, qualora l’anello elastico in materiale deformabile fosse liberamente calzato sull’elemento autolubrificante e venissero raggiunti carichi elevati radiali durante il lavoro della boccola, l’elemento tubolare cilindrico potrebbe ruotare rispetto all’anello in materiale deformabile, provocando rumorosità e non assorbendo più nel modo corretto le spinte e le sollecitazioni radiali.

Scopo della presente invenzione à ̈ di eliminare gli inconvenienti menzionati in precedenza, e quindi ridurre il tempo necessario al montaggio, aumentando le prestazioni della boccola durante il lavoro, velocizzando ed economizzando tutte le operazioni di assemblaggio e garantendo maggiore affidabilità al collegamento nel tempo.

E’ anche scopo del trovato realizzare una boccola adatta a carichi di entità medio/alta, consentendo al materiale elastico di deformarsi senza provocare pressioni e rotture del collare dell’elemento tubolare cilindrico.

Ulteriore scopo à ̈ quello di realizzare un sistema che, utilizzando due boccole, possa permettere di effettuare un collegamento tra un organo oscillante ed uno fisso che sia particolarmente rapido da montare e resistente all’uso.

Tali scopi sono raggiunti con una boccola elastica perfezionata comprendente:

- un elemento tubolare cilindrico in materiale autolubrificante,

- un anello intermedio in materiale elasticamente deformabile, ove detto elemento tubolare e detto anello intermedio sono provvisti, ad una loro estremità, rispettivamente di collari di battuta, caratterizzata dal fatto che comprende ulteriormente un anello esterno di materiale plastico atto a deformarsi, al montaggio, per consentire il forzamento della boccola in una rispettiva sede di montaggio, ove detto anello esterno presenta lungo la sua parete laterale una porzione anulare ringrossata e almeno una superficie di raccordo graduale tra detta porzione anulare ringrossata e l’estremità di detto anello esterno opposta ai detti collari di battuta.

Secondo un primo aspetto dell’invenzione, detto anello esterno presenta lungo la sua parete laterale una seconda superficie di raccordo graduale tra detta porzione anulare ringrossata e l’estremità di detto anello esterno rivolta verso detti collari di battuta.

Alternativamente, dette superfici di raccordo graduale possono essere piane o convesse.

Secondo un ulteriore aspetto del trovato, detto anello esterno à ̈ provvisto, ad una sua estremità, di un collare di battuta.

Vantaggiosamente, detto anello esterno à ̈ realizzato in nylon.

Secondo una prima variante dell’invenzione, detto elemento tubolare cilindrico à ̈ fissato mediante vulcanizzazione a detto anello intermedio.

Ulteriormente, detto anello intermedio comprende un solco ricavato nel suo spessore lungo il bordo della sua estremità opposta ai detti collari di battuta.

Ancor più vantaggiosamente, detto anello esterno comprende una pluralità di aperture provviste in corrispondenza della linea di giunzione con il suo collare di battuta.

Secondo un’ulteriore variante preferita dell’invenzione, detto anello intermedio à ̈ liberamente calzato su detto elemento tubolare cilindrico e tra di essi à ̈ interposto un inserto di rinforzo anulare in materiale non cedevole radialmente su cui à ̈ vulcanizzato detto anello intermedio.

Vantaggiosamente, detto anello intermedio comprende due solchi anulari rispettivamente ricavati nel suo spessore lungo i bordi delle sue estremità.

Secondo ulteriori aspetti vantaggiosi del trovato, detto anello intermedio può comprendere una pluralità di fori ciechi provvisti lungo il solco ricavato lungo il bordo della sua estremità opposta ai detti collari di battuta, e/o una pluralità di aperture provviste in corrispondenza della linea di giunzione con il suo collare di battuta. In una variante particolarmente preferita dell’invenzione, detto inserto di rinforzo anulare può comprendere, lungo la sua superficie interna, una pluralità di cave e detto elemento tubolare cilindrico comprende corrispondenti sporgenze atte a cooperare con dette cave in modo da evitare la reciproca rotazione.

Forma oggetto dell’invenzione anche un sistema di giunzione tra un organo oscillante ed uno fisso tramite un perno, ove detto organo oscillante comprende una sede di montaggio circolare, all’interno della quale sono disposte, montate su detto perno, due boccole come sopra descritte.

La boccola elastica perfezionata secondo l’invenzione presenta numerosi vantaggi.

Il vantaggio principale deriva dalla conformazione dell’anello esterno plastico, ed in particolare dalle superfici di raccordo graduale, che favoriscono l’inserimento della boccola nella rispettiva sede di montaggio, evitando l’uso di lubrificanti e velocizzando l’intera operazione.

Ancor più vantaggiosamente, la porzione anulare ringrossata ricavata sulla parete laterale dell’anello plastico à ̈ conformata in modo da determinare una maggiorazione del diametro della boccola, che realizza un’efficace interferenza di montaggio, fornendo una resistenza ottimale allo sfilamento accidentale della boccola stessa dalla sua sede.

Si deve inoltre notare che il montaggio avviene per forzamento tra una superficie in materiale plastico e una in metallo, rappresentate rispettivamente dalla parete laterale dell’anello esterno e dalla parete interna della sede di alloggiamento (ad esempio l’occhio di balestra). Tale montaggio non richiede la precisione dimensionale e superficiale di un forzamento tra due superfici metalliche, e quindi riduce i costi di lavorazione.

La deformabilità, all’atto del montaggio, dell’anello esterno in materiale plastico, consente inoltre la pre-compressione dell’anello intermedio, senza la costosa lavorazione di trafilatura che à ̈ invece indispensabile per le boccole metalliche di tipo noto.

Il collare di battuta, realizzato all’estremità di detto anello esterno, funge da rinforzo per il collare di battuta dell’elemento tubolare in materiale autolubrificante che, qualora durante il montaggio o nell’uso venissero raggiunti carichi assiali elevati, tenderebbe invece a rompersi.

I solchi anulari e i fori ricavati nell’anello intermedio realizzano vantaggiosamente degli spazi liberi atti a riempirsi con il materiale stesso dell’anello elastico deformato soggetto a compressione.

La stessa funzione à ̈ assolta anche dalle aperture puntuali ricavate sull’anello esterno, atte ad essere riempite dal materiale elastico compresso dell’anello intermedio.

Nella variante dell’invenzione ove l’anello intermedio à ̈ liberamente calzato sull’elemento tubolare cilindrico, per evitare la rotazione reciproca tra le parti e la conseguente rumorosità, sono provvisti mezzi di centraggio e bloccaggio realizzati da cave e complementari sporgenze rispettivamente provviste su detto anello intermedio e su detto elemento tubolare, su cui à ̈ fissabile per vulcanizzazione detto anello intermedio, atto ad aumentare la resistenza a compressione radiale ed a torsione della boccola.

Nella stessa variante risulta vantaggiosa la presenza di un inserto di rinforzo anulare in materiale non cedevole radialmente, interposto tra detto anello intermedio e detto elemento tubolare.

Ancor più vantaggiosa risulta la scelta dei materiali impiegati: in particolare, l’anello esterno può essere realizzato in nylon, materiale resistente ma leggero, in grado di ridurre il costo e il peso della boccola stessa. Tale riduzione di peso può essere un vantaggio non trascurabile soprattutto per un veicolo commerciale, che monta numerose boccole di questo tipo.

I vantaggi dell’invenzione saranno maggiormente evidenti nel seguito, in cui vengono descritte modalità preferite di realizzazione, a titolo esemplificativo e non limitativo, e con l’aiuto delle figure, ove: la Figura 1 rappresenta, in sezione longitudinale, una boccola elastica secondo un prima variante dell’invenzione;

le Figure 2-3 rappresentano, rispettivamente in sezione longitudinale e in vista assonometrica, una boccola elastica secondo ulteriori varianti realizzative;

la Figura 4 rappresenta, in sezione longitudinale, una boccola elastica in una variante particolarmente vantaggiosa;

le Figure 5 e 6 rappresentano, rispettivamente in sezione longitudinale e in vista piana dall’alto, un componente della boccola secondo l’invenzione in una variante preferita;

la Figura 7 rappresenta, in vista laterale, due componenti di una boccola elastica in una variante particolarmente vantaggiosa;

la Figura 8 rappresenta, in sezione longitudinale, due boccole montate su un perno e pronte a realizzare un sistema di giunzione secondo l’invenzione;

le Figure 9 e 10 rappresentano, rispettivamente in vista laterale parzialmente sezionata e in sezione longitudinale, le boccole di Figura 8, prima del montaggio e dopo il forzamento in un occhio di balestra. Con riferimento a tutte le varianti realizzative, la boccola elastica 1 perfezionata comprende essenzialmente un elemento tubolare cilindrico interno 2 e un anello intermedio 3 in materiale elasticamente deformabile.

L’elemento tubolare cilindrico 2 à ̈ vantaggiosamente realizzato in materiale autolubrificante di tipo noto, in modo da permettere la libera rotazione del perno di fissaggio 200, su cui andranno montate le boccole 1, rispetto all’anello intermedio 2 senza aggiunta di lubrificante e senza trasmissione di sforzi tangenziali.

Detto anello intermedio 3 Ã ̈ vantaggiosamente realizzato in gomma o altro materiale elastomero, in modo da assorbire, deformandosi, eventuali forze radiali e di conseguenza evitare la trasmissione rigida di sollecitazioni attraverso la boccolo stessa.

L’elemento tubolare cilindrico 2 e l’anello intermedio 3 sono provvisti, ad una loro estremità, rispettivamente di collari di battuta 4 e 5, atti a permettere alla boccola 1 di sopportare sollecitazioni di compressione dirette parallelamente al suo asse longitudinale.

Detta boccola 1 comprende ulteriormente un anello esterno 6 di materiale plastico solidale al detto anello intermedio 3.

Detto anello esterno 6 à ̈ atto a deformarsi, al montaggio, per consentire il forzamento della boccola 1 nella rispettiva sede di montaggio 100, e precomprimere l’anello intermedio elastico 3.

Detto anello esterno 6 Ã ̈ di preferenza realizzato in nylon.

Come evidente dalle Figure, detto anello esterno 6 presenta lungo la sua parete laterale esterna una porzione anulare ringrossata 16, compresa tra due superfici di raccordo graduale 26, 36 con le sue estremità 6’’, 6’.

In corrispondenza della porzione anulare ringrossata 16, il diametro complessivo della boccola 1 risulta maggiore del diametro interno della sede di montaggio 100: questa maggiorazione di diametro permette il forzamento della boccola 1 nella sede di montaggio 100, aumentandone poi la resistenza a sfilamento.

Dette superficie di raccordo graduale 26, 36 possono essere alternativamente piane o convesse, e in ogni caso fungono da invito per l’inserimento della boccola 1 nella rispettiva sede di montaggio 100, evitando l’uso di qualsiasi lubrificante.

In possibili varianti del trovato, detta porzione ringrossata 16 potrà interessare, non solo la porzione mediana, ma anche la maggior parte della dimensione assiale dell’anello esterno 6 estendendosi fino alla sua estremità 6’ rivolta verso i collari di battuta 4, 5 dell’elemento tubolare 2 e dell’anello intermedio 3. In questo caso, l’anello esterno 6 comprenderà solo una superficie di raccordo 26 graduale rivolta in direzione opposta ai detti collari di battuta 4, 5.

Detto anello esterno 6 può essere anch’esso provvisto, ad una sua estremità 6’, di un collare di battuta 46 che si sovrappone ai collari di battuta 4, 5 dell’elemento tubolare 2 e dell’anello intermedio 3, cooperando con essi per una maggiore resistenza.

Nelle varianti di Figure 1-3, l’anello intermedio elastico 3 à ̈ vulcanizzato sull’elemento tubolare cilindrico 2: la boccola 1 à ̈ quindi realizzata per reagire a sollecitazioni di torsione, sfruttando la deformabilità dell’anello intermedio elastico 3.

Con particolare riferimento alle Figure 1 e 2, detto anello intermedio 3 comprende un solco 7 ricavato nel suo spessore, lungo il bordo della sua estremità 3’’ opposta al suoi collare di battuta 5.

Durante l’inserimento della boccola 1 nella rispettiva sede 100, l’anello intermedio 3 si deforma elasticamente e lo spazio creato da detto solco 7 ne permette la libera espansione.

Per lo stesso motivo, detto anello esterno 6 in plastica, può comprendere una pluralità di aperture 56 provviste in corrispondenza della linea di giunzione con il suo collare di battuta 46, che ricevono il materiale dell’anello elastico 3 deformato, come rappresentato in Figura 3.

Con particolare riferimento alla Figura 4, detto anello intermedio 3 à ̈ invece liberamente calzato su detto elemento tubolare cilindrico 2. In questa variante, sulla superficie cilindrica interna dell’anello intermedio 3 à ̈ fissato un inserto di rinforzo anulare 9, di opportuno spessore, realizzato in materiale non cedevole radialmente, quale ad esempio nylon caricato vetro. L’accoppiamento tra detto anello intermedio 3 e detto rinforzo anulare 9 à ̈ vantaggiosamente realizzato mediante processo di vulcanizzazione.

Come illustrato sempre in Figura 4, detto anello intermedio 3 comprende due solchi 7, 8 rispettivamente ricavati nel suo spessore lungo entrambi i bordi delle sue estremità 6’’, 6’.

Nelle Figure 5 e 6, à ̈ invece illustrata una variante preferita dell’anello intermedio 3 che, lungo il solco 7 ricavato su un suo bordo di estremità 6’’, comprende anche una pluralità di fori ciechi 10, aventi sempre la funzione di creare spazi atti a ricevere il materiale della sua espansione.

Con particolare riferimento alla Figura 7, à ̈ illustrata una possibile variante del trovato, ove detto inserto di rinforzo anulare 9, sul quale viene vulcanizzato l’anello intermedio 3, comprende lungo la sua superficie interna, una pluralità di cave 19 conformate a dente e detto elemento tubolare cilindrico 2 comprende corrispondenti sporgenze 21 atte a cooperare per interferenza con dette cave 19, in modo da evitare la reciproca rotazione delle parti.

Le Figure 8 e 9 rappresentano due coppie di boccole 1 montate su un perno 200 prima del loro forzamento all’interno della sede 100 di montaggio.

Il montaggio delle boccole 1 secondo il trovato avviene forzando gli anelli esterni plastici 6 nella sede 100 di alloggiamento.

Come evidente dalla Figura 9, le superfici di raccordo 26, 36 dell’anello 6 favoriscono e velocizzano l’inserimento delle boccole. Durante tale operazione, come illustrato nella sezione di Figura 10, la parete laterale esterna di tali anelli 6 si appiattisce contro la superficie interna della sede 100 di montaggio, diventando praticamente piana, mentre la parete laterale interna degli anelli stessi subisce un ingobbimento e si inarca verso l’asse delle boccole: il ringrosso 16 della parete esterna si trasmette, per effetto della deformazione di schiacciamento, alla parete interna provocando la compressione permanente dell’anello intermedio elastico 3, con la sua libera espansione all’interno dei solchi 7, 8 e dei fori 10.

Le boccole 1 risultano quindi fissate nella propria sede 100 dall’attrito presente tra le pareti laterali dell’anello esterno plastico 6 e la superficie interna della sede 100 di alloggiamento. Il perno 200 à ̈ montato libero di ruotare sulla superficie interna degli elementi tubolari autolubrificanti 2.

Durante il normale funzionamento, gli anelli intermedi 3 in gomma assorbono urti e sollecitazioni radiali trasmessi alle boccole 1 dal perno 200.

L’eventuale presenza del rinforzo anulare 9, in opportuno spessore, conferisce alle boccole la desiderata rigidità radiale, limitando lo schiacciamento e contenendo la deformazione longitudinale degli anelli intermedi 3 in gomma.

Claims (15)

1. RIVENDICAZIONI 1) Boccola elastica (1) perfezionata comprendente: - un elemento tubolare cilindrico (2) in materiale autolubrificante, - un anello intermedio (3) in materiale elasticamente deformabile, ove detto elemento tubolare (2) e detto anello intermedio (3) sono provvisti, ad una loro estremità (2’, 3’), rispettivamente di collari di battuta (4, 5), caratterizzata dal fatto che comprende ulteriormente un anello esterno (6) di materiale plastico atto a deformarsi, al montaggio, per consentire il forzamento della boccola (1) in una rispettiva sede di montaggio (100), ove detto anello esterno (6) presenta lungo la sua parete laterale una porzione anulare ringrossata (16) e almeno una superficie di raccordo graduale (26) tra detta porzione anulare ringrossata (16) e l’estremità (6’’) di detto anello esterno opposta ai detti collari di battuta (4, 5).
2. 2) Boccola elastica (1) perfezionata secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto anello esterno (6) presenta lungo la sua parete laterale una seconda superficie di raccordo graduale (36) tra detta porzione anulare ringrossata (16) e l’estremità (6’) di detto anello esterno rivolta verso detti collari di battuta (4, 5).
3. 3) Boccola elastica (1) perfezionata secondo le rivendicazioni 1 o 2, caratterizzata dal fatto che dette superfici di raccordo graduale (26, 36) sono piane o convesse.
4. 4) Boccola elastica (1) perfezionata secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto anello esterno (6) à ̈ provvisto, ad una sua estremità (6’), di un collare di battuta (46).
5. 5) Boccola elastica (1) perfezionata secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto anello esterno (6) Ã ̈ realizzato in nylon.
6. 6) Boccola elastica (1) perfezionata secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto elemento tubolare cilindrico (2) Ã ̈ fissato mediante vulcanizzazione a detto anello intermedio (3).
7. 7) Boccola elastica (1) perfezionata secondo la rivendicazione 6, caratterizzata dal fatto che detto anello intermedio (3) comprende un solco (7) ricavato nel suo spessore lungo il bordo della sua estremità (3’’) opposta ai detti collari di battuta (4, 5).
8. 8) Boccola elastica (1) perfezionata secondo le rivendicazioni 4 e 7, caratterizzata dal fatto che detto anello esterno (6) comprende una pluralità di aperture (56) provviste in corrispondenza della linea di giunzione con il suo collare di battuta (46).
9. 9) Boccola elastica (1) perfezionata secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto anello intermedio (3) à ̈ liberamente calzato su detto elemento tubolare cilindrico (2) e tra di essi à ̈ interposto un inserto di rinforzo anulare (9) in materiale non cedevole radialmente su cui à ̈ vulcanizzato detto anello intermedio (3).
10. 10) Boccola elastica (1) perfezionata secondo la rivendicazione 9, caratterizzata dal fatto che detto anello intermedio (3) comprende due solchi (7, 8) rispettivamente ricavati nel suo spessore lungo i bordi delle sua estremità (3’’, 3’).
11. 11) Boccola elastica (1) perfezionata secondo la rivendicazione 10, caratterizzata dal fatto che detto anello intermedio (3) comprende una pluralità di fori ciechi (10) provvisti lungo il solco (7) ricavato lungo il bordo della sua estremità (3’’) opposta ai detti collari di battuta (4, 5).
12. 12) Boccola elastica (1) perfezionata secondo le rivendicazioni 1 e 11, caratterizzata dal fatto che detto anello esterno (6) comprende una pluralità di aperture (56) provviste in corrispondenza della linea di giunzione con il suo collare di battuta (46).
13. 13) Boccola elastica (1) perfezionata secondo la rivendicazione 11, caratterizzata dal fatto che detto inserto di rinforzo anulare (9) comprende, lungo la sua superficie interna, una pluralità di cave (19) e detto elemento tubolare cilindrico (2) comprende corrispondenti sporgenze (21) atte a cooperare con dette cave (19) in modo da evitare la reciproca rotazione.
14. 14) Sistema di giunzione tra un organo oscillante ed uno fisso tramite perno (200), ove detto organo oscillante comprende una sede di montaggio circolare (100), all’interno della quale sono disposte, montate su detto perno (200), due boccole (1) secondo almeno una delle rivendicazioni precedenti.
15. 15) Autoveicolo, particolarmente per uso commerciale, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno un sistema di giunzione secondo la rivendicazione 14.