I cuscinetti ruota · 3.5 Come funziona il cuscinetto ruota 16 3.6 Il gioco dei cuscinetti ... I cuscinetti ruota della Generazione 2 ... i cuscinetti ruota FAG sono disponibili sul

I cuscinetti ruotaTecnologiaSviluppo e panoramica sui prodotti

1 Introduction

Copyright ©Schaeffler Automotive Aftermarket GmbH & Co. KG Luglio 2017

Le informazioni contenute in questa brochure rivestonopuro scopo informativo e non costituiscono vincololegale. Nei limiti imposti dalle norme vigenti,Schaeffler Automotive Aftermarket GmbH & Co. KGdeclina qualsiasi responsabilità derivante dall’utilizzodi questa brochure.Tutti i diritti sono riservati. La riproduzione, totale o parziale, la distribuzione e la pubblicazionedella presente brochure senza il previo consenso scrittodi Schaeffler Automotive Aftermarket GmbH & Co. KGsono vietate.

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Schaeffler Automotive Aftermarket –più innovazione, più qualità, più servizi.

Schaeffler Automotive Aftermarket –quattro marchi, una garanzia.Per l’officina scegliere i ricambi e le soluzioni di riparazione offerti da Schaeffler Automotive Aftermarket significa avere a disposizione componenti di prima scelta. Il gruppo Schaeffler si distingue a livello globale nel settore della componentistica per automobili, veicoli commerciali pesanti o leggeri e trattori, attraverso la commercializzazione dei prodotti a marchio LuK, INA, FAG e Ruville.

Che si tratti di cambio, motore o telaio, tutti i prodotti sono basati su un approccio complessivo. Innovazione, esperienza e l’eccellente qualità dei materiali e dell’assemblaggio ci rendono non soltanto uno dei maggiori partner delle case costruttrici, ma anche fornitori di parti di ricambio e di soluzioni di riparazione complete di qualità primo impianto. Il nostro vastissimo catalogo comprende prodotti e soluzioni di riparazione per sistemi frizione, applicazioni per motori, cambi e telai. Tutti i componenti dei diversi sistemi sono progettati per lavorare insieme tra loro e consentono una sostituzione veloce e professionale.

FAG offre tutto ciò che serve per la sostituzione professionale dei cuscinetti ruota. I suoi affidabili cuscinetti e le sue innovative soluzioni di riparazione spaziano dall’ormai classico FAG WheelSet al FAG WheelPro per la sostituzione completa dei cuscinetti dell’assale, passando per le soluzioni dedicate ai veicoli commerciali e alle unità preassemblate per camion e rimorchi, come FAG RIU e il nuovo FAG SmartSet.

Schaeffler REPXPERT– La nuova dimensione dei servizi per l’autofficina.REPXPERT è il portale dedicato agli autoriparatori e a tutti i professionisti del settore, che offre numerosi servizi per rendere più facile il lavoro di tutti i giorni. • Informazioni tecniche di prodotto, istruzioni

di montaggio, informazioni sulla diagnosi dei danni • Catalogo ricerca prodotti • Informazione tecniche dettagliate sulla gamma

prodotti Schaeffler a marchio LuK, INA, FAG, e Ruville. • Tutti gli aggiornamenti più recenti relativi ai prodotti

e alle soluzioni di riparazione.

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Sommario

Pag

1. Storia e introduzione 6

1.1 FAG, le origini 7

1.2 Perché scegliere i cuscinetti ruota FAG 8

1.3 Come si riconosce la qualità 9

2. La versatilità del cuscinetto ruota 10

3. Struttura e funzionamento dei cuscinetti a rotolamento 12

3.1 Tipi di cuscinetti 12

3.2 La progettazione dei cuscinetti a sfere 13

3.3 Vantaggi e svantaggi dei cuscinetti a sfere e a rulli conici 14

3.4 Composizione delle unità cuscinetto compatte 15

3.5 Come funziona il cuscinetto ruota 16

3.6 Il gioco dei cuscinetti 18

3.7 La lubrificazione 20

3.8 Sistemi di tenuta 21

3.9 Lettura del segnale della velocità di rotazione 22

4. Le generazioni di cuscinetti ruota 24

4.1 Generazione 1 26



5. Soluzioni di riparazione per le officine 33

6. Brevetti e innovazioni 34

6.1 Chiusura a deformazione orbitale 34

6.2 Anello elastico 35

6.3 La dentatura frontale 36

6.4 Le tenute interne a ridotto attrito (LFT) 37

7. La visione e la forza innovativa di FAG 38

Sommario

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1 Storia e introduzione

1883È l’anno di nascita della società: Friedrich Fischer costruisce la prima macchina rettificatrice che permette di produrre sfere d’acciaio perfette in grandi quantità. Grazie a questa innovazione, la diffusione del cuscinetto a sfere diventa

mondiale.

1905Viene registrato il nome “FAG”, Fischer Aktien-Gesellschaft: nasce così il brand FAG.

1990I cuscinetti ruota della Generazione 3 vengono usati nella produzione di serie dell’industria Automotive.

2003INA, FAG e LuK formano il “Gruppo Schaeffler”.

2000Il London Eye, la ruota panoramica della capitale inglese, entra in servizio utilizzando due cuscinetti FAG delle dimensioni di un metro.

1899Il 2 ottobre Friedrich Fischer muore improvvisamente all’età di 50 anni senza lasciare eredi. La scomparsa del fondatore della società lascia 400 lavoratori senza guida.

1896Friedrich Fischer

presenta la richiesta per costruire un nuovo

impianto con una capacità produttiva

di 10 milioni di sfere alla settimana.

1948Georg e Otto

Schäfer tornano alla guida della

società per farla rinascere

dalle rovine della guerra.

1980I cuscinetti ruota della Generazione 2 vengono usati nella produzione di serie di alcuni tipi di veicoli selezionati.

1965Le case automobilistiche utilizzano per la prima volta i cuscinetti ruota della Generazione 1 sui loro modelli di serie.

1993FAG mette a punto e brevetta la tecnologia della formatura orbitale, rivoluzionando così la modalità di sostituzione dei cuscinetti ruota in officina.

2001FAG Kugelfischer Georg Schäfer AG, Schweinfurt viene acquisita da INA-Holding Schaeffler KG. INA e FAG diventano i secondi produttori al mondo di cuscinetti.

1994FAG equipaggia lo Space Shuttle con nuovi tipi di cuscinetti.

2005Nel centenario della fondazione, FAG debutta nell’Aftermarket Automotive con il suo programma di sostituzione dei cuscinetti ruota.

2007Il treno ad alta velocità

V150, che fissa il nuovo record mondiale a

574,8 chilometri orari, monta cuscinetti FAG

(cuscinetti a rulli cilindrici, a quattro punti di contatto e

cuscinetti a rulli conici nei motori e nelle

trasmissioni).

1943 – 194515 bombardamenti

aerei distruggono l’85% dell’impianto

di Schweinfurt. Dopo la fine della guerra,

vengono smantellate oltre 4000 unità

di macchina.

1909Georg Schäfer acquista la più vecchia

azienda del settore, la Erste Automatische Gußstahlkugelfabrik”, già Friedrich Fischer,

e le dà nuovo impulso.

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1.1 FAG, le origini

Friedrich Fischer era un uomo abile e intelligente. Dopo aver tentato per alcuni anni di produrre la sfera di metallo perfetta, nel 1883 imboccò la strada giusta. Sviluppò il primo mulino a biglie, inizialmente per produrre sfere di qualità per i cuscinetti degli assi delle biciclette. Ben presto migliorò la prima macchina e la ribattezzò “macchina per fresare le sfere”. Era la base per un’altra invenzione che ancora oggi viene utilizzata in tutto il mondo: il cuscinetto a sfere.Grazie alla macchina di Fischer, le sfere in acciaio temprato potevano raggiungere una precisione sferica inferiore a 0,02 millimetri, proprietà che rendeva i cuscinetti particolarmente scorrevoli e resistenti. Friedrich Fischer era ora in grado di produrre sfere pressoché perfette in quantità industriali. Questo segnava la nascita dell’industria automatizzata dei cuscinetti a sfere.

A grande richiesta: cuscinetti a lunga durataSebbene i cuscinetti a strisciamento fossero già stati utilizzati in precedenza, il processo di industrializzazione del XIX secolo fece crescere la domanda di cuscinetti efficienti anche a bassa velocità. Questo era un problema per i cuscinetti a strisciamento, che si consumavano molto velocemente e avevano sempre bisogno di una buona lubrificazione. Il cuscinetto a sfere funziona in modo molto più regolare perché contiene elementi volventi. Di conseguenza, il processo di industrializzazione prese un ritmo più veloce anche grazie ai nuovi cuscinetti. Oggi, i cuscinetti volventi sono lo standard in tutta l’industria Automotive e, naturalmente, la tecnologia introdotta da Friedrich Fischer è stata ulteriormente perfezionata. Da allora, l’obiettivo primario dello sviluppo dei componenti per veicoli è l’efficienza, sia in fase di produzione sia nella vita operativa.

I componenti che il mercato richiedeRidurre al minimo l’usura delle singole parti e incrementare al massimo l’efficienza energetica del veicolo. Schaeffler lavora ogni giorno per soddisfare queste richieste del mercato. Lo fa anche con FAG nel settore telai, sviluppando, producendo e commercializzando esattamente i componenti di cui le case costruttrici hanno bisogno per i loro modelli.

FAG ha sempre fornito cuscinetti particolarmente sicuri e affidabili. I suoi prodotti sono montati su auto e veicoli commerciali di tutto il mondo, e tutti i giorni danno prova delle loro qualità. In FAG il focus dello sviluppo prodotti è sempre la ricerca della perfetta interazione tra tutti i componenti. È così che facciamo girare il mondo.

1911Ray Harroun vince la prima 500 miglia di Indianapolis su una vettura equipaggiata con cuscinetti FAG.

1933Viene sviluppato

il “cuscinetto flangiato”,

il primo cuscinetto cilindrico,

utilizzato in larga scala sui carri

ferroviari pesanti.

1926Inizio della

produzione dei cuscinetti a rulli

conici.

1936A Wolverhampton, in Gran Bretagna,

nasce il primo impianto fuori

dalla Germania.

1940Fondazione degli

stabilimenti di Eltmann

ed Ebern, dove una parte della

produzione viene spostata nel

1943-1944.

2015Il 9 ottobre 2015 Schaeffler viene quotata con successo in borsa.

2011Nel sito di Schweinfurt FAG costruisce uno dei più grossi banchi prova del mondo per grandi cuscinetti: un investimento di molti milioni di euro.

Vengono brevettate le tenute interne a ridotto attrito (LFT), installate per la prima volta su cuscinetti ruota con dentatura frontale.

2009Il Gruppo Schaeffler completa l’acquisizione di Continental AG, con sede ad Hannover.

FAG mette a punto il cuscinetto con dentatura frontale, che viene usato per la prima volta da BMW su un modello di serie.

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1.2 Perché scegliere i cuscinetti ruota FAG

Dal 1883 FAG è lo specialista dei cuscinetti di precisione. La lunga esperienza nella produzione di cuscinetti ruota – un componente dei veicoli che deve sopportare carichi particolarmente elevati – si rivela un grande vantaggio per le officine, che possono valersi dell’expertise FAG. Dal 2005, i cuscinetti ruota FAG sono disponibili sul mercato dei pezzi di ricambio, e oggi sono tra i più apprezzati e venduti.

I tecnici delle officine apprezzano la qualità, ed è per questo che si affidano all’esperienza FAG. Per loro la durata e la precisione delle parti che installano è particolarmente importante perché i cuscinetti ruota sono fondamentali per la sicurezza. In FAG la qualità viene assicurata in ogni fase del processo produttivo: materie prime, sviluppo, realizzazione e test, tutto viene eseguito secondo rigidi parametri. Anche le case costruttrici si fidano di FAG, che infatti è un fornitore molto richiesto e apprezzato.

Soluzioni di riparazione: da esperti, per esperti

Con le sue innovazioni FAG apre la strada all’industria Automotive. Non ha soltanto inventato e brevettato la macchina per ottenere sfere perfette, ma anche, ad esempio, la tecnologia della formatura orbitale, che consente di stabilire e regolare il gioco dei cuscinetti. Questo ha reso molto più semplice e sicura la sostituzione dei cuscinetti ruota in officina.E dal momento che FAG garantisce che ogni riparazione venga effettuata nel modo più semplice possibile, i suoi pacchetti includono, insieme ai cuscinetti ruota, tutti gli accessori occorrenti per effettuare una riparazione professionale. FAG sa esattamente come si deve intervenire, così i set comprendono le parti che garantiscono ai tecnici di officina di portare a termine il lavoro senza inconvenienti.

L’anello elastico e la dentatura frontale facilitano l’assemblaggio dei cuscinetti ruota a partire dalla Generazione 2.1, assicurando maggiore sicurezza e riparazioni più veloci, mentre le tenute interne a ridotto attrito (LFT) proteggono efficacemente i moderni cuscinetti ruota FAG dalla contaminazione e assicurano una maggiore efficienza riducendo l’attrito. (Vedi capitolo 6).

FAG sa bene che il tempo è denaro. Ecco perché i suoi set contengono, dove possibile, istruzioni di installazione non verbali, con tutti i consigli per fare presto e bene. Se vi serve un supporto tecnico, trovate tutte le informazioni sui prodotti FAG sul portale REPXPERT per le officine.

I vantaggi dei cuscinetti ruota FAG

EsperienzaGli ingegneri FAG godono di un’ottima reputazione nel mondo dell’Automotive e rappresentano un’assoluta garanzia di affidabilità anche grazie a innovazioni che diventano standard, come la formatura orbitale.

La qualità Primo Impianto SchaefflerFAG collabora con le case costruttrici fin dalla fase di sviluppo. I suoi pezzi di ricambio garantiscono la stessa qualità di quelli di primo impianto, cioè installati sui veicoli nuovi.

L’esperienza insegnaFAG WheelSet e FAG WheelPro contengono esattamente le parti che occorrono per sostituire il cuscinetto: niente di più e di sicuro niente di meno! Lo diciamo perché è piuttosto comune che nella soluzione di riparazione vengano inseriti più accessori di quelli richiesti dalla casa costruttrice. I prodotti FAG sono messi a punto da tecnici che vantano anni di esperienza in officina e si basano su conoscenze specialistiche e approfondite ricerche. È la migliore garanzia di un servizio finalizzato a offrire assistenza ai professionisti della riparazione di veicoli.

SicurezzaLa qualità dei nostri cuscinetti ruota e dei relativi accessori è una parte essenziale del concetto di sicurezza FAG. Dal momento che le viti, i dadi e tutte le altre parti sono realizzate su misura per il cuscinetto e il veicolo, le nostre soluzioni di riparazione sono da considerare come un sistema olistico.

Grazie ai diversi sistemi di sicurezza degli accessori, il cuscinetto ruota• viene posizionato in modo sicuro nello snodo

dello sterzo• resta sotto precarico per tutta la sua vita

operativa• garantisce il mantenimento della precisione di

scorrimento sferico• non è soggetto a inutile usura e potenziali guasti

In conclusione, l’officina che utilizza le soluzioni di riparazione FAG può sentirsi pienamente garantita per quanto riguarda la sicurezza e l’affidabilità.

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1.3 Come si riconosce la qualità

I cuscinetti ruota sono componenti essenziali per la sicurezza di un veicolo! Quelli prodotti da FAG rispondono ai più elevati standard di sicurezza, e per questo sono apprezzati in tutto il mondo e offrono la qualità richiesta per una riparazione di prima classe. Ecco perché è importante conoscere le caratteristiche dei ricambi originali FAG.

PackagingAssicuratevi che le scatole siano sigillate e originali. Il packaging FAG ha sempre l’aspetto che vedete sotto.

Le parti nel packagingInsieme al cuscinetto ruota, tutte le soluzioni di riparazione FAG contengono una serie di parti, come viti e/o bulloni, un coupon di REPXPERT e, quando è il caso, istruzioni non verbali di installazione.

Qualità del prodottoAnche l’esame visivo del cuscinetto permette di apprezzare l’elevata qualità produttiva.

Ogni anno vengono bloccati alle dogane enormi volumi di prodotti contraffatti di qualità scadente che non rispondono ai requisiti di sicurezza dei moderni veicoli. Perciò assicuratevi sempre che i ricambi che state per utilizzare siano originali. Solo le officine che usano ricambi originali possono garantire la qualità delle loro riparazioni. Quelle che pensano di risparmiare sulle parti essenziali per la sicurezza mettono a rischio la vita dei loro clienti!

Guarnizione in gomma di alta qualità

Crosta di fusione

Tornitura di precisione

Doppia smussatura per facilitare l’inserimento ed evitare spigoli vivi

Colorazione che deriva dalla tempra a induzione

Smusso tornito

Tornitura di precisione

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2 La versatilità del cuscinetto ruota


Funzionamento

I cuscinetti ruota sono componenti essenziali del sistema telaio. Gli elementi portanti di un veicolo sono chiamati telaio o chassis. Devono supportare gli elementi funzionali, il cambio, la carrozzeria e il carico, e stabilizzare il veicolo contro le forze esterne e interne. il cuscinetto ruota trasferisce la forza della trasmissione alle ruote e dovrebbe perciò esercitare meno attrito possibile. Allo stesso tempo, sopporta il peso del veicolo per mezzo dei cuscinetti.

In aggiunta al semplice trasferimento di forze, i cuscinetti ruota sono coinvolti in varie funzioni dei moderni veicoli. In particolare, forniscono i segnali di velocità rotazionale ai sempre più numerosi sistemi di assistenza alla guida, come l’ABS e il controllo elettronico della stabilità (ESP), e li trasferiscono alle unità di controllo.

Le funzioni principali dei cuscinetti ruota:• Consentono la rotazione a bassa resistenza

delle ruote• Trasferiscono le forze assiali e radiali• Sostengono il mozzo ruota, la ruota e il disco

o il tamburo dei freni• Inviano segnali di velocità rotazionale (nei veicoli con

sistemi di assistenza alla guida come ABS, ESP ecc.)

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Oltre a tutto ciò, è aumentata anche la richiesta di prestazioni dei motori, e i cuscinetti ruota devono essere in grado di far fronte alle conseguenti velocità più elevate. Quando si progetta un cuscinetto ruota occorre valutare, oltre alla sicurezza, al comfort e alla vita operativa, anche altri fattori chiave come l’attrito e la temperatura.E naturalmente bisogna tener conto dove va montato il cuscinetto, se sull’assale anteriore o posteriore: in altre parole, sull’assale motore o meno.

Requisiti di un cuscinetto ruota:• Guida precisa delle ruote• Ridotto attrito• Peso ridotto per diminuire le emissioni di CO2

• Elevata rigidità (stabilità)• Riduzione di masse non sospese per contribuire a

migliorare la dinamica di guida• Assorbimento delle forze esterne• Maggiore comfort (ad es. minima rumorosità)• Alta qualità e sicurezza• Lunga vita utile• Stabilità termica• Resistenza alla corrosione• Bassa manutenzione• Facilità di montaggio/smontaggio• Sostenibilità (ambientale e di smaltimento)


Requisiti

I cuscinetti ruota dei veicoli sono soggetti a differenti carichi. Devono sopportare grossi stress in caso di superfici stradali irregolari, curve veloci, contatti con i cordoli, o peggio ancora, buche nelle curve. A tutto ciò si aggiunge il peso del veicolo. Lo sforzo delle case costruttrici di ridurre al massimo il peso utilizzando materiali più leggeri è controbilanciato dalle presenza dei sempre più numerosi dispositivi per il comfort e la sicurezza del guidatore. Alla fine il peso è aumentato, con la conseguenza che i cuscinetti ruota sono soggetti a un carico ancora maggiore.

y

x

Fs

FbFnSpinta

Forze attive

Forze assiali da:• Curve• Cordoli

Forze radiali da:• Accelerazione, frenata• Buche• Strade sconnesse• Peso del veicolo

Fs: Forze laterali in sterzata | Fb: Forza frenante | Fn: Forza normale (forza del peso del veicolo da fermo)

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3 Struttura e funzionamento dei cuscinetti a rotolamento


I cuscinetti a rotolamento, definizione generica di tutti i cuscinetti che contengono elementi volventi, sono presenti sul mercato in molti modelli. Fondamentalmente, la loro struttura è simile perché prevede due anelli con piste integrate.

Gli elementi volventi sono situati tra gli anelli, che ruotano nelle piste. Possono essere sfere, o avere forma cilindrica, ad aghi o rullini, conica, a botte. Una gabbia consente agli elementi volventi di rimanere in posizione.

3.1 Tipi di cuscinetti

Ogni tipo di cuscinetto possiede proprietà peculiari che lo rendono ideale per applicazioni particolari. Tuttavia, è difficile stabilire regole generali su come scegliere un tipo di cuscinetto piuttosto che un altro perché spesso bisogna tener conto di diversi aspetti. Ad esempio, oltre che le forze esercitate, bisogna

valutare la velocità, la temperatura, la lubrificazione, le vibrazioni, l’installazione e la manutenzione.Qui sotto sono illustrati in modo schematico i principali tipi di cuscinetti. Il nome di ciascun tipo è determinato dalla forma ed eventualmente dalla posizione degli elementi volventi.

Cuscinetto a rulli cilindrici

Cuscinetto a rulli conici

Cuscinetto a botte

Cuscinetto ad aghi o rullini

Cuscinetto a sfere a gola profonda

Cuscinetto magnetico

Cuscinetto a sfere a contatto obliquo

Cuscinetto orientabile a sfere

Anello interno Elemento volvente Gabbia Anello esterno

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Angolo di pressioneIn sostanza, ciascun elemento volvente di un cuscinetto a un certo punto viene a contatto con la pista interna ed esterna. La linea di collegamento del punto di contatto corre perpendicolare alle piste e passa per il centro della sfera. Gli sforzi esterni vengono trasferiti da una sfera del cuscinetto all’altra nella direzione di queste linee. È ciò che si chiama la linea di pressione del cuscinetto. L’angolo di pressione formato dalla linea di pressione e dal piano radiale, così come la spaziatura delle file degli elementi volventi, determina l’entità del carico che il cuscinetto è in grado di sopportare.

Base di supporto Allungando le linee di pressione di ciascun elemento rotante fino all’asse del cuscinetto, queste si incontrano in due punti. La distanza tra i due punti è definita base di supporto. Più lunga è la base di supporto, più efficacemente possono essere assorbite le forze assiali che si manifestano in curva.

Piano radialeLinea di pressione

Spazio tra le file di elementi volventi

Base di supporto

Asse del cuscinetto

Angolo di

pressione


3.2 La progettazione dei cuscinetti a sfere

Come abbiamo visto nel Capitolo 2, i veicoli sono sottoposti sia a forze radiali, sia a forze assiali. I cuscinetti ruota devono perciò essere progettati per sopportare entrambe. Per questa ragione risultano particolarmente adatti i cuscinetti a sfere a contatto obliquo. Nei casi in cui siano presenti elevati carichi assiali, spesso sono utilizzati i cuscinetti a rulli conici.

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3.3 Vantaggi e svantaggi dei cuscinetti a sfere e a rulli conici

La scelta di utilizzare i cuscinetti a sfere piuttosto che a rulli conici nei cuscinetti ruota dipende dalle proprietà dei due tipi. Quelli a sfere sono generalmente impiegate nelle autovetture. Quelli a rulli conici, soprattutto grazie alla loro capacità di assorbire elevate forze radiali, sono particolarmente adatti ai veicoli commerciali.

Cuscinetto a rulli conici

Vantaggi• Riesce a sopportare carichi elevati

grazie all’ampia superficie di contatto degli elementi volventi nelle gabbie

Svantaggi:• Non è adatto alle alte velocità• Surriscaldamento dovuto all’ampia

superficie di contatto

Cuscinetto a sfere

Vantaggi• È adatto alle alte velocità• Basso attrito grazie alla ridotta area

di contatto degli elementi volventi nelle gabbie

Svantaggi:• Elevata superficie di pressione

(il carico è concentrato nella piccola area di contatto delle sfere)

Ampia superficie di contatto

Piccola superficie di contatto

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I vantaggi dei cuscinetti ruota di ultima generazione:

• Integrazione di funzioni con i componenti circostanti (ad es. flangia, bersaglio per sensore velocità, guarnizioni)

• È ora più semplice realizzare cerchioni in alluminio. Anche nel caso di cuscinetti calettati a forza, questo non induce un problema

• Assemblaggio semplificato• Non occorre regolare il gioco del cuscinetto

(esente da manutenzione)• Riduzione degli eventuali errori di assemblaggio

e regolazione

La prima generazione, conosciuta come Generazione 1, di questo cuscinetto compatto è attualmente in declino nella produzione di serie, anche se viene ancora utilizzata, perfino in veicoli ad alte prestazioni.

Nel corso degli anni sono state sviluppate altre due generazioni, conosciute come Generazione 2 e 3. La Generazione 2 presenta una flangia che può prendere la forma di un mozzo ruota o di una flangia di montaggio sul fuso a snodo.

I cuscinetti ruota della Generazione 3 combinano entrambe le flange, il che significa che in caso di riparazione il cuscinetto ruota va semplicemente avvitato al fuso a snodo.


TenutaAnello interno

Elemento volvente

Elemento volvente

Anello esterno

GabbiaGabbia Anello interno

Tenuta

3.4 Composizione delle unità cuscinetto compatte

Fino agli anni Sessanta del secolo scorso, l’industria Automotive utilizzava esclusivamente cuscinetti a fila singola accoppiati. In seguito, sulla spinta delle richieste del mercato, entrarono in produzione le prime unità compatte.

È il tipo di cuscinetto che viene utilizzato praticamente in tutte le autovetture moderne. Questi “cuscinetti compatti”, composti da un unico elemento che comprende un anello esterno, due anelli interni, gli elementi volventi e una gabbia, sono già lubrificati, sigillati ed esenti da manutenzione.

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3.5 Come funziona il cuscinetto ruota

Assali motore

I cuscinetti ruota degli assali motore sono assicurati nel o sul fuso a snodo. Nella maggioranza dei cuscinetti di Generazione 1 e 2, l’anello esterno è inserito a pressione nel fuso a snodo. I cuscinetti di Generazione 3, invece, hanno un anello esterno avvitato sul fuso a snodo. Ciò significa che l’anello esterno è sempre fissato al suo supporto e forma una sola unità con il fuso a snodo.

Il mozzo e l’anello interno sono collegati a forza mediante inserimento a pressione. Attraverso un sistema di trasmissione, il semiasse impegna il mozzo. Quando il veicolo comincia a muoversi, il semiasse gira, e insieme ad esso il mozzo e il cuscinetto.

Gli elementi volventi posti tra gli anelli interno ed esterno ruotano nelle piste. La gabbia mantiene gli elementi volventi nella posizione predefinita gli uni rispetto agli altri, evitando sfregamenti. Il carico viene uniformemente distribuito nel cuscinetto.

Il grasso all’interno del cuscinetto riduce al minimo l’attrito e quindi l’aumento di temperatura, assicurando lunga vita utile agli elementi del cuscinetto. Guarnizioni supplementari proteggono dallo sporco e dall’umidità e impediscono fuoriuscite di grasso.

Assali non motore

La funzione primaria del cuscinetto ruota è la stessa. L’unica differenza sta nel fatto che il cuscinetto non è guidato da un semiasse. In questi casi, può essere posizionato su un fusello dell’assale oppure, nel o sul fuso a snodo. A seconda del modello, posono ruotare uno dei due tra l’anello interno e quello esterno, mentre l’altro rimane fisso.

Cuscinetto con anello interno fisso Cuscinetto con anello esterno fisso

Albero motoreAnello esterno del cuscinettoAnello interno del cuscinetto

Elemento volventeFuso a snodo

Mozzo della ruota

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Elemento volventeFlangia rotante con mozzo ruota integrato: per montare disco freno e ruota

Lo stato dell’arte del collegamento con l’albero motore: la dentatura frontale

Flangia fissa per montare il fuso a snodo

Gabbia

Tenuta

Pista

Tenuta

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3.6 Il gioco dei cuscinetti

Nel caso di veicoli con due cuscinetti a rulli conici singoli montati in posizione speculare, il gioco deve essere controllato e se necessario regolato durante l’ispezione o durante la riparazione dei freni.Molto spesso questo tipo di cuscinetto viene montato su assali non motore. I dischi esterni sono inseriti a pressione nella sede del cuscinetto del mozzo ruota o del disco/tamburo del freno. Nel caso in cui venga rimosso dal fuso a snodo durante lo smontaggio, l’anello interno si rimuove con gli elementi volventi oppure rimane sul fuso a snodo. Prima dell’installazione, è dunque necessario pulire e ingrassare di nuovo tutto, e poi regolare il gioco del cuscinetto. Si raccomanda di seguire attentamente le specifiche indicate dalla casa costruttrice.

Con i cuscinetti compatti non è più necessario regolare il gioco durante la manutenzione. Tuttavia, se occorre sostituire il cuscinetto ruota, alla fine dell’installazione bisogna rispettare le specifiche riguardanti la coppia di serraggio dal momento che il gioco viene regolato una volta sola.

Perché bisogna regolare il gioco?Innanzitutto, bisogna fare una distinzione tra gioco libero e gioco sotto carico.Il gioco libero è la misura entro la quale un anello di un cuscinetto può essere compensato con un altro in senso radiale (gioco radiale) o assiale (gioco assiale) in assenza di carico, cioè prima dell’installazione. Questa misura è pre-regolata in fase di progettazione.

Gioco libero assialeGioco libero radiale

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Il gioco sotto carico del cuscinetto, invece, è la misura entro la quale l’anello interno si muove rispetto a quello esterno in direzione radiale e assiale quando è sotto carico.

Una volta installato il cuscinetto, il gioco libero varia a seconda dell’accoppiamento. Per assicurare che gli elementi volventi siano fin da subito nella posizione corretta, il gioco libero deve essere impostato. Dal momento che l’attrito e il calore generano un’ulteriore espansione durante la guida, è vitale che le specifiche adottate siano rigorosamente rispettate, pena una prematura usura del cuscinetto. Se il gioco sotto carico è insufficiente, l’attrito aumenta in modo significativo, e la vita operativa del cuscinetto si riduce di molto. Tuttavia, se il gioco sotto carico è troppo elevato, il carico non verrà distribuito uniformemente tra gli elementi volventi. L’appropriata rigidità del cuscinetto non è assicurata.


Regolazione del gioco sotto carico

Cuscinetti a rulli coniciDi norma, nel caso dei cuscinetti a rulli conici, la regolazione si effettua facendo girare la ruota e stringendo a mano i dadi dell’asse. Quindi i dadi vengono nuovamente allentati finché la rondella reggispinta si muove in direzione radiale. In alcuni casi la casa costruttrice ritiene necessario l’utilizzo di un comparatore.

Cuscinetti compattiDopo aver installato un nuovo cuscinetto compatto Generazione 1 o Generazione 2, i dadi o le viti dell’asse devono essere stretti fino a raggiungere la coppia di serraggio indicata dalla casa costruttrice. La connessione complessiva tra semiasse, cuscinetto ruota e mozzo ruota è precaricata e questo consente di regolare il gioco sotto carico.

Il gioco sotto carico è correttamente regolato. La forza è uniformemente distribuita tra tutte le sfere.

Se il gioco sotto carico è troppo elevato, la forza agisce soltanto su alcune sfere e quindi non è uniformemente distribuita.

kgkg

kgkg

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Perché è necessario un lubrificante?

Il compito primario del lubrificante di un cuscinetto a rotolamento è quello di ridurre al minimo l’attrito tra gli elementi volventi e la pista, con l’obiettivo di allungare la vita operativa del cuscinetto. Oltre a proteggere contro la corrosione, il lubrificante contribuisce a sigillare il cuscinetto. Il grasso assicura la lubrificazione del labbro di tenuta, riducendo l’attrito.

Prodotti specifici per ogni tipo di carico

FAG utilizza esclusivamente grassi che possano sopportare senza problemi le condizioni di esercizio più complesse e, in collaborazione con prestigiosi partner, sviluppa lubrificanti specifici per i cuscinetti a rotolamento. Ogni nuovo prodotto viene testato in uno speciale laboratorio per verificarne la validità in termini di vita operativa, attrito e usura con carichi elevati. Dal momento che ogni tipo di cuscinetto viene impiegato in molte applicazioni diverse, il grasso deve avere sempre le caratteristiche appropriate.

I cuscinetti ruota dalla Generazione 1 alla Generazione 3 sono già lubrificati e sigillati. Il grasso è progettato per svolgere pienamente il suo compito per tutta la vita operativa. I cuscinetti a rulli conici singoli, invece, devono essere lubrificati nuovamente ogni volta che vengono disinstallati e riutilizzati, ad esempio durante la riparazione dei freni. Seguendo queste procedure, è fondamentale che il grasso venga applicato nuovamente tra gli elementi volventi. In molte officine si utilizzano prodotti generici multiuso contrassegnati come “grasso per cuscinetti ruota”.

La scelta del grasso più appropriato dipende da diversi fattori:

• Temperatura• Attrito• Carico• Velocità• Vibrazioni• Funzione di supporto per la tenuta


3.7 La lubrificazione

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3.8 Sistemi di tenuta

La guarnizione di tenuta è uno dei componenti chiave dei sistemi cuscinetto ruota. Impedisce da un lato al lubrificante di fuoriuscire dal cuscinetto e dall’altro allo sporco e all’umidità di penetrarvi.

Nei cuscinetti ruota dalla Generazione 1 alla Generazione 3 le guarnizioni sono munite di labbri multipli che vengono a contatto con l’anello interno o esterno. Sono progettati in modo da far sì che il cuscinetto resti sigillato per tutta la sua vita operativa, riducendo al minimo anche l’attrito.

Nei veicoli che montano sistemi di assistenza alla guida, generalmente il cuscinetto ruota registra e trasferisce dei segnali digitali di velocità rotazionale attraverso un codificatore multipolare posizionato dietro la guarnizione. Un elemento è fissato all’anello di supporto, che di norma è in lamiera d’acciaio. Questo elemento viene reciprocamente magnetizzato durante il processo produttivo. Insieme al sensore, i vari poli inviano un segnale durante la guida che può essere elaborato come rotazione e velocità dai diversi strumenti di controllo.

Mozzo ruotaAnello esterno

Labbri della guarnizione di tenuta

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3.9 Lettura del segnale della velocità di rotazione

Come sottolineato nel capitolo 3.8, succede sempre più spesso che i cuscinetti ruota trasmettano i segnali della velocità di rotazione. A questo scopo, un codificatore multipolare viene integrato nella guarnizione di tenuta. Il segnale di velocità di rotazione è registrato dai corrispondenti sensori e utilizzato da vari strumenti di controllo.

Ma ci sono anche veicoli in cui il codificatore o l’anello attivo non si trova nel cuscinetto

ruota ma sull semiasse o addirittura sul mozzo ruota.

Invece, in alcuni cuscinetti Generazione 3 tutti i sensori sono posizionati nell’unità cuscinetto.Insomma, non ci sono limiti alle varianti: il tipo di sensore che viene utilizzato da una certa casa costruttrice dipende da esigenze specifiche e dalla disponibilità di spazio.

Il segnale di velocità rotazionale serve a vari sistemi di assistenza alla guida. Spesso, le case costruttrici usano nomi diversi per indicarli. Ecco qualche esempio:

• Sistema anti bloccaggio (ABS)• Antislittamento (ASR)• Controllo elettronico della stabilità (ESP)• Controllo dinamico della stabilità (DSC)• Controllo della stabilità del veicolo (VSC)

• Assistenza alla stabilità del veicolo (VSA)• Controllo della trazione (TRC)• Controllo dinamico della trazione (DTC)• Sistema di supporto al controllo della trazione

(TCSS)

Codificatore multipolare

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Cuscinetto ruota di Generazione 3 con sensori integrati

Codificatore incrementale


Anche i tipi di sensore utilizzati possono essere diversi. A questo proposito, si fa una distinzione tra sensori passivi e attivi. I sensori passivi, chiamati anche sensori a induzione, trasmettono un segnale a induzione, che su un oscilloscopio prende la forma di una linea a onda (sinusoidale).Per generare il segnale occorrono una bobina con un magnete permanente e un codificatore incrementale. Entrambi sono posizionati in modo che tra di loro vi sia il corretto traferro. Quando il codificatore incrementale, che è costituito da una ruota dentata, si muove, i pieni e i vuoti si muovono alternativamente sotto la bobina, che cambia il campo magnetico e crea tensione di induzione nella bobina.Una registrazione del segnale analoga è largamente utilizzata sui veicoli meno recenti dotati di ABS. Dato che il segnale può essere rilevato soltanto a velocità superiori ai 7 km/h circa, i sistemi complementari come il controllo della stabilità e i sistemi di trazione non possono usare efficacemente questo tipo di segnale.

I moderni sensori attivi sono in grado di trasmettere segnali fino al completo arresto del veicolo e riescono anche a rilevare la direzione di rotazione. Ciò consente un’ampia gamma di impieghi, compresi quelli per sistemi CAN, come parcheggio automatico, sistemi di navigazione, sistemi di trasmissione e sistemi motore.I sensori attivi possono funzionano ad esempio secondo l’effetto di Hall. Il segnale viene trasmesso da un codificatore multipolare, che è reciprocamente magnetizzato e posto all’interno o sopra il cuscinetto ruota. Il sensore è azionato da una tensione di alimentazione e trasmette un segnale di uscita digitale che può essere direttamente elaborato dall’unità di controllo. Questo segnale viene visualizzato sull’oscilloscopio come una serie variabile di onde quadre.

Sensore passivo

Segnale di induzione

Segnale di induzione

Sensore attivo

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4 Le generazioni di cuscinetti ruota


I cuscinetti a rulli conici singoli disposti a coppie stanno diventando sempre più rari perché vengono sostituiti da unità compatte di cuscinetti a sfere che, generazione dopo generazione, sono in grado di assicurare funzioni periferiche sempre più numerose. Questo trend è evidente anche nel lavoro di officina. Ad esempio, in passato, i garagisti dovevano lubrificare i cuscinetti a rulli conici durante il montaggio ed effettuarne regolarmente la regolazione. Tutto ciò non è più necessario con i cuscinetti compatti.

L’immagine qui sotto riassume lo sviluppo dei cuscinetti a sfera nel corso degli anni, con tutti i tipi di cuscinetti a sfera attualmente in uso nei moderni veicoli.

1

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1 Cuscinetto a rulli conici standard Cuscinetto a rulli conici smontabile

2 Generazione 1 Cuscinetto a due corone di sfere a contatto obliquo con/senza codificatore multipolare

3 Generazione 1T Cuscinetto a due corone di rulli conici a contatto obliquo con/senza codificatore multipolare

4 Generazione 1 Cuscinetto a due corone di sfere a contatto obliquo con anello elastico, con/senza codificatore multipolare

5 Generazione 2 Cuscinetto schermato a due corone di sfere a contatto obliquo, con/senza codificatore convenzionale

6 Generazione 2 Cuscinetto schermato a due corone di sfere a contatto obliquo, con/senza codificatore multipolare

7 Generazione 2D Cuscinetto schermato a due corone di rulli conici

8 Generazione 2.1 Cuscinetto schermato a due corone di sfere a contatto obliquo con chiusura a deformazione orbitale, codificatore multipolare e anello elastico

9 Generazione 2.1 Cuscinetto schermato a due corone di sfere a contatto obliquo con chiusura a deformazione orbitale, codificatore multipolare e anello elastico

10 Generazione 3 Cuscinetto schermato a due corone di sfere a contatto obliquo con chiusura a deformazione orbitale

11 Generazione 3 Cuscinetto schermato a due corone di sfere a contatto obliquo con chiusura a deformazione orbitale, codificatore multipolare e sensore

12 Generazione 3.2 Cuscinetto schermato a due corone di sfere a contatto obliquo con chiusura a deformazione orbitale e codificatore multipolare

13 Generazione 3.2 Cuscinetto schermato a due corone di sfere a contatto obliquo con chiusura a deformazione orbitale e codificatore multipolare, dentatura frontale e tenute interne a ridotto attrito (LFT)

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La Generazione 1 è stata la prima unità cuscinetto ruota ad apparire sul mercato. È disponibile con cuscinetti a sfere o a rulli conici.

Proprietà della Generazione 1 (cuscinetti a sfere):• Cuscinetti a due corone di sfere a contatto obliquo• Unità compatta, non può essere smontata• 1 anello esterno• 2 anelli interni• Già ingrassata ed esente da manutenzione• Sigillata• Gioco predefinito• Con e senza codificatore multipolare• Con e senza anello elastico per assicurarla al fuso

a snodo• Utilizzata su assale anteriore e posteriore

Proprietà della Generazione 1T (cuscinetti a rulli conici):• Cuscinetti a due corone di rulli conici a contatto

obliquo• Unità compatta, non può essere smontata• 1 anello esterno• 2 anelli interni• Già ingrassata ed esente da manutenzione• Sigillata• Gioco predefinito• Con e senza codificatore multipolare• Con e senza anello elastico per assicurarla al fuso

a snodo• Utilizzata per elevati carichi sull’assale• Spesso utilizzata nei veicoli commerciali leggeri

4.1 Generazione 1

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Note per la riparazione:I cuscinetti ruota di Generazione 1 non hanno flangia. Generalmente sono installati sul fuso a snodo quando utilizzati sull’assale anteriore, dove l’anello esterno è fissato nella sede del cuscinetto. È fondamentale effettuare un controllo prima di montare il nuovo cuscinetto, verificando i segni di usura.

Una diffusa presenza di macchie scure nella sede del cuscinetto indica ovalizzazione. In tal caso si raccomanda un’ispezione visiva e la misurazione della rotondità.Nel dubbio si consiglia di sostituire l’intero fuso a snodo, perché il fissaggio dell’anello esterno durante la marcia potrebbe non essere assicurato, con conseguenti danni alla sospensione dell’assale.

Quando viene infilato a pressione nel mozzo ruota, l’anello interno deve essere sostenuto da un idoneo fermo

Installazione, fase 2

Installazione, fase 1

Superficie di contatto

Mozzo ruota

Anello esterno del cuscinetto

Anello interno del cuscinetto

Fuso a snodo

Fuso a snodo

Superficie di contatto sull’anello interno

Attrezzo di fermo per il cuscinetto

Attrezzo per la pressa

Sede del cuscinetto

Attrezzo per la pressa

Il cuscinetto viene in genere infilato a pressione lungo l’anello fisso (di solito quello esterno). Per far ciò, è necessario utilizzare i corretti attrezzi per la pressa.

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Cuscinetto ruota con ABSIl codificatore multipolare deve essere controllato prima di procedere all’installazione. Il lato con il codificatore è quello rivolto verso l’interno (lato del sensore). Il codificatore va maneggiato con cura per evitare che si danneggi prima dell’installazione.

Note importanti

• Rispettare la coppia di serraggio indicata dalla casa costruttrice in modo da regolare correttamente il gioco del cuscinetto.

• Installare l’anello elastico con l’apertura verso il basso. Ciò consente di far defluire più efficacemente l’umidità.

• In caso di modelli di cuscinetto con anello elastico integrato, occorre assicurarsi che l’anello sia completamente inserito nella scanalatura del fuso a snodo (utilizzare l’utensile corrispondente o i manicotti di installazione).

• Seguire le istruzioni di montaggio sulla confezione.• Controllare la sede del cuscinetto sul fuso a snodo

e pulirla prima del montaggio.• Non lasciare i cuscinetti con codificatore multipolo

vicino a fonti magnetiche.• Se il cuscinetto viene sostituito utilizzando un

utensile speciale, il fuso a snodo non deve essere rimosso; ciò significa che potrebbe non essere necessario effettuare la convergenza.

• Utilizzare tutti le parti accessorie fornite per assicurare un fissaggio stabile e sicuro.

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I cuscinetti ruota della Generazione 2 sono unità compatte munite di una flangia che può prendere la forma di un mozzo ruota o di una flangia di montaggio. FAG ne produce di diversi tipi.

Proprietà della Generazione 2:• Cuscinetti a due corone di sfere a contatto obliquo (raramente: a due corone di rulli conici)• Unità compatta, non può essere smontata• Cuscinetti compatti con l’aggiunta di una flangia (mozzo ruota o flangia di montaggio)• Anello esterno o interno rotante• Già ingrassata ed esente da manutenzione• Sigillata• Con anello elastico (Generazione 2.1)• Il gioco viene regolato attraverso la coppia di serraggio della vite/dado del semiasse• Gioco del cuscinetto predefinito per cuscinetti ruota con chiusura a deformazione orbitale utilizzati su assali

anteriori non motore (ad esempio Mercedes-Benz, Sprinter, Vito, Viano, VW Crafter)• Con e senza chiusura a deformazione orbitale (vedi capitolo 6.1)• Con e senza codificatore multipolare• Codificatore multipolare dietro la guarnizione o codificatore convenzionale (codificatore incrementale)• Per assali motore e non motore• Con cuscinetto interno (per assali motore)

4.2 Generazione 2

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Note per la riparazioneL’anello esterno dei cuscinetti ruota della Generazione 2D è modellato come una flangia di montaggio. Se questo è il caso, è l’unica parte che dovrà essere serrata, seguendo le specifiche previste dalla casa costruttrice.

Il cuscinetto ruota della Generazione 2.1 con mozzo ruota e anello interno rotante va semplicemente spinto a pressione lungo l’anello esterno. Tuttavia, per assicurare la presa, occorrono degli utensili speciali (come le flange illustrate in basso) che permettono al cuscinetto di essere pressato nella sua sede usando l’anello esterno. Per i modelli con anello elastico (qui a fianco), l’anello esterno è ulteriormente bloccato nella scanalatura preposta del mozzo.

Nota: Il cuscinetto non deve essere mai pressato attraverso il mozzo ruota senza le flange perché si rischia di danneggiarlo! Solo con tali attrezzi si può avere la certezza che l’anello elastico sia completamente bloccato nella scanalatura del fuso a snodo. Senza questa procedura, il cuscinetto potrebbe lavorare fuori dalla sua sede, con rischi gravissimi!

1 Introduction

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Per prima cosa va applicata la doppia flangia

L’anello elastico deve bloccarsi nella scanalatura del fuso a snodo con un “clic” percepibile.

Bloccato nell’anello elastico

Bloccato nell’anello elastico

Mozzo ruota

Anello elastico


Doppia flangia

Anello esterno del cuscinetto

Fuso a snodo


Attrezzo di fermo internoAttrezzo per

la pressa esterno

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I cuscinetti ruota della Generazione 3 presentano due flange. Una serve da mozzo ruota, l’altra assicura l’unità cuscinetto al fuso a snodo.

Proprietà della Generazione 3:• Cuscinetti a due corone di sfere a contatto obliquo• Sigillata• Gioco del cuscinetto predefinito• Con o senza sensori completi ABS• Con chiusura a deformazione orbitale

(vedi capitolo 6.1)• Con cuscinetto sull’anello interno per ruote motrici• Con possibile dentatura frontale (vedi capitolo 6.3)• Con e senza codificatore multipolare• Codificatore multipolare dietro la guarnizione o

codificatore convenzionale (codificatore incrementale)• Per assali motore e non motore• Con cuscinetto interno (per assali motore)

Note per la riparazione: • Il montaggio è semplificato perché non occorrono

utensili speciali per la rimozione o l’installazione• Applicare la coppia di serraggio prevista

dalle specifiche della casa costruttrice• Utilizzare tutti le parti accessorie fornite per assicurare

un fissaggio stabile e sicuro

4.3 Generazione 3

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5 Soluzioni di riparazione per le officine

5 Soluzioni di riparazione per le officine

Che cosa può danneggiare un cuscinetto ruota?Tutti i cuscinetti ruota FAG sono progettati per garantire una lunga vita operativa, tuttavia la loro longevità può notevolmente ridursi per alcune gravi cause:• Fondo stradale dissestato• Condizioni meteorologiche avverse• Colpi presi sui cordoli• Scorretta installazione/errori di assemblaggio• Uso di utensili non adatti• Difetti associati a parti circostanti (ad esempio il fuso

a snodo)

Cuscinetto ruota difettoso?Nonostante la massima robustezza, i cuscinetti ruota possono guastarsi prematuramente per una delle cause appena citate. Ecco alcuni sintomi caratteristici:• Surriscaldamento del cuscinetto• Rumorosità insolita• Irregolarità di funzionamento• Spia dell’ABS o dell’ESP accesa• Colpi sul volante• Vibrazione sul pedale del freno• Instabilità del veicolo durante la guida rettilinea• Rumore breve e forte in fase di parcheggio o quando si

fanno curve strette a bassa velocità

La diagnosi più difficile è quella basata sulla rumorosità perché questa spesso dipende da un problema completamente diverso, ad esempio il paraurti, i cuscinetti dell’ammortizzatore, gli pneumatici o i giunti.

FAG WheelSet – da esperti, per esperti

FAG garantisce una riparazione semplice e veloce. Per questo i suoi kit e soluzioni di riparazione contengono tutte le parti accessorie che servono per eseguire un intervento professionale. Proprio qui sta la differenza.

I dadi e i bulloni sono dotati di vari sistemi di bloccaggio e perfettamente calibrati con il corrispondente cuscinetto ruota e veicolo.

Ogni soluzione di riparazione è ideale se lo sono anche i suoi singoli componenti, ecco perché questi devono essere della massima qualità e forniti insieme alle parti principali. Le soluzioni di riparazione Schaeffler assicurano che il cuscinetto ruota: • venga calettato correttamente nel fuso a snodo• rimanga fisso per tutta la durata della sua vita

operativa• funzioni nel modo più fedele possibile• sia munito di tutti i componenti per un montaggio

sicuro• sia protetto da usura non necessaria e da guasti

potenziali

I cuscinetti ruota e le loro parti accessorie costituiscono un tutt’uno. Qualità e accessori intelligenti sono gli elementi costitutivi del sistema di sicurezza firmato FAG. Un sistema sul quale potete sempre fare affidamento.

FAG WheelPro – La soluzione intelligente per i veicoli a lunga percorrenza

Con 60 articoli per circa 114 milioni di veicoli in Europa, questo prodotto è studiato su misura per garantire la sicurezza di tutti i veicoli, anche quelli con più chilometri, a un prezzo conveniente. Nei veicoli ad alte prestazioni può capitare che anche il secondo cuscinetto ruota sullo stesso assale si guasti dopo poco tempo.La soluzione di riparazione FAG WheelPro consente di mettere in atto una procedura di manutenzione preventiva sull’intero assale, facendo risparmiare tempo e denaro sul lungo periodo. Ed è un servizio che FAG mette a disposizione per circa un terzo dei veicoli circolanti in Europa!

1 Introduction

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6 Brevetti e innovazioni


Con più di 2000 domande di brevetto all’anno, Schaeffler si pone ai vertici dell’innovazione. A questo proposito, meritano un accenno alcuni sviluppi introdotti da FAG nel campo dei cuscinetti.

6.1 Chiusura a deformazione orbitale

Tutti i cuscinetti ruota devono essere regolati dopo l’installazione. Nel caso dei cuscinetti compatti, questa operazione consiste nel serrare il dado o la vite centrale immediatamente dopo il montaggio applicando la coppia di serraggio prevista dalla casa costruttrice. Durante la vita operativa del cuscinetto ruota molti fattori diversi possono incidere negativamente sul collegamento complessivo tra il cuscinetto stesso, il semiasse e il dado o la vite. Con la conseguenza che il gioco aumenta, provocando un guasto prematuro al cuscinetto.

La chiusura a deformazione orbitale assicura un solido collegamento tra il mozzo e gli anelli del cuscinetto, regolando il gioco richiesto in modo affidabile. Questo riduce significativamente i potenziali errori di assemblaggio. La chiusura a deformazione orbitale è ormai uno standard nella produzione mondiale dei cuscinetti ruota.

In fase di produzione, un punzone si muove per effettuare una deformazione plastica a freddo della sezione posteriore del mozzo ruota. Tramite questo procedimento si imposta anche il gioco richiesto, che rimane costante per tutta la vita operativa del cuscinetto. La chiusura a deformazione orbitale è presente nei cuscinetti compatti della Generazione 2 e 3.

Chiusura a deformazione orbitale lavorata a freddo

Chiusura a deformazione orbitale

Punzone

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6.2 Anello elastico

Nella maggior parte dei cuscinetti ruota della Generazione 1 la protezione contro il movimento assiale nel fuso a snodo è garantita da un anello elastico. Si usano anelli che possono essere montati e smontati con le pinze in una scanalatura del fuso a snodo.

I cuscinetti ruota della Generazione 2 presentano una flangia che spesso funge da mozzo. Ciò significa che non è possibile montare un anello elastico standard.

Quindi, per fissare in sicurezza i cuscinetti ruota al fuso a snodo, FAG ha sviluppato per la Generazione 2 dei cuscinetti ruota un anello elastico speciale che è fissato all’anello esterno e durante il montaggio si blocca nella corrispondente scanalatura del fuso a snodo.

Questo tipo di anello viene utilizzato in alcuni cuscinetti della Generazione 1 e nella maggior parte di quelli della Generazione 2.

Anello elastico

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6.3 La dentatura frontale

Di norma le forze vengono trasferite tra il semiasse e il mozzo ruota per mezzo di un sistema radiale di denti. Per venire incontro all’esigenza sempre più sentita da parte delle case costruttrici di ridurre le emissioni di CO2, è stata sviluppata una variante.

Con il brevetto della dentatura frontale, FAG ha creato un cuscinetto ruota che• semplifica il montaggio• incrementa del 50% la coppia trasferibile• risparmia il 10% del peso, riducendo così le emissioni

di CO2

• migliora la dinamica di marcia del veicolo

La dentatura assiale è allineata assialmente sul semiasse e sull’estremità del lato trasmissione del mozzo ruota. Ciò avviene grazie all’aumento del diametro della corona dentata. La dentatura assiale viene usata nei cuscinetti ruota della Generazione 3. Durante la produzione, la chiusura a deformazione orbitale e la dentatura assiale sono realizzati con un’unica operazione. Il punzone, che modella la chiusura con movimenti sfalsati, crea allo stesso tempo anche la dentatura.

Labbro della guarnizione che previene la corrosione nella dentatura assiale

Dentatura assiale sulla chiusura a deformazione orbitale

Dentatura assiale sulla campana incernierata del semiasse

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6.4 Le tenute interne a ridotto attrito (LFT)

Esistono numerosi varianti delle guarnizioni dei cuscinetti ruota. Tutte presentano labbri multipli che sigillano le superfici di contatto con l’anello rotante del cuscinetto. Quando queste si toccano si crea dell’attrito che da un lato è necessario e dall’altro è ostruttivo.FAG ha così sviluppato una guarnizione di coppia a basso attrito con meno labbri. Allo stesso tempo, ha disegnato una guarnizione che assomiglia a un labirinto.

Questa soluzione impedisce all’umidità esterna e allo sporco di avvicinarsi ai delicati labbri, rendendo così possibile ridurre il loro numero a due. Un piccolo dettaglio se si considera tutto l’insieme del componente, ma con grandi vantaggi. L’attrito del cuscinetto si riduce del 50%, con un impatto positivo sul consumo di carburante e le emissioni di CO2.

Forma dell’LFT sul lato ruota

Forma dell’LFT sul lato trasmissione

Labirinto

Precamera

Labbri della guarnizione

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7 La visione e la forza innovativa di FAG

La mobilità del futuro reclama nuove idee. Gli ingegneri Schaeffler, in collaborazione con la Ford, hanno sviluppato un nuovo concetto di trasmissione. Con il “wheel hub drive”, tutti i componenti della trasmissione vengono trasferiti nella ruota. L’E-Wheel Drive apre quindi opportunità completamente nuove nella progettazione automobilistica, soprattutto per quanto riguarda i veicoli a propulsione elettrica.

Un sistema universaleTutto ciò che serve alla guida, alla frenata e alla sicurezza si trova ora nel mozzo ruota. La piattaforma del veicolo ospita invece la batteria, la climatizzazione, l’elettronica e i sistemi di comunicazione. Questo offre amplissimi margini di applicazione su telai completamente diversi tra loro. Dalle piccole utilitarie ai minibus, il sistema E-Wheel Driver di Schaeffler può essere usato ovunque.

Parcheggi più faciliGrazie a un angolo di sterzata che può arrivare fino a 90 gradi, si può parcheggiare in spazi ridottissimi.

Più spazio nell’abitacoloSpostando la tecnologia della trasmissione nelle ruote, si libera spazio nel veicolo, con la conseguenza che, ad esempio, un’auto per due persone ne può ora ospitare quattro.

Proprietà (a dicembre 2016)Coppia: 350 Nm permanente 700 Nm piccoPotenza: 33 kW permanente 40 kW piccoVoltaggio: 360 V – 420 VVolume dimensioni: 16 litriPeso: 53 kgRaffreddamento ad acqua: Convertitore & motore

E gli sviluppi non si fermano qui: i successi di oggi sono lo stimolo per sempre nuove soluzioni.

7 La visione e la forza innovativa di FAG

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Cerchione in acciaio

Rotore

Raffreddamento ad acqua

Freni ad attrito

Statore

Controllore

Elettronica di potenza

Cuscinetto principale (cuscinetto ruota FAG)

Collegamento all’assale

9996009980/07.2017 ©

2017 Schaeffler Automotive Afterm

arket

Schaeffler Italia S.r.l.Business Division Automotive AftermarketVia Varesina 158/16220156 MilanoTel. 02 8450 [email protected] www.schaeffler-aftermarket.it • www.repxpert.it

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I cuscinetti ruota · 3.5 Come funziona il cuscinetto ruota 16 3.6 Il gioco dei cuscinetti ... I cuscinetti ruota della Generazione 2 ... i cuscinetti ruota FAG sono disponibili sul