ES2252614T3 - Maquina de equilibrado (de rueda) con muelles de lamina coplanarios. - Google Patents
Maquina de equilibrado (de rueda) con muelles de lamina coplanarios.Info
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Abstract
Máquina de equilibrado que comprende un bastidor (3) montado en suspensión sobre una bancada a través de unos soportes elásticos (4, 5), un eje (8) soportado de forma giratoria por dicho bastidor por dos puntos separados entre sí por una distancia predeterminada y que presenta un primer extremo provisto de unos medios (80) para la fijación de una rueda (11), y un segundo extremo conectado a unos medios de accionamiento (9, 10, 91) para el giro de dicho eje (8), y por lo menos dos transductores de fuerza (33) fijos entre la bancada y el bastidor (3), en la que los medios de accionamiento comprenden un motor eléctrico (9) fijo al bastidor montado en suspensión y soportado por el mismo, estando interpuestos entre la bancada y el bastidor los soportes elásticos (4, 5) que comprenden por lo menos dos muelles de lámina coplanarios (4, 5) simétricos con respecto a la línea axial del eje, caracterizada porque los muelles de lámina (4, 5) se encuentran situados en un plano perpendicular al plano quecontiene las líneas axiales de dichos medios de accionamiento (9, 10, 91), la línea axial de dicho eje (8) y dichos por lo menos dos transductores de fuerza ( 33).
Description
Máquina de equilibrado (de rueda) con muelles de
lámina coplanarios.
La presente invención se refiere a máquinas de
equilibrado en general, y en particular a máquinas de equilibrado
para ruedas de vehículos automóviles
(US-A-3.922.322).
Dichas máquinas comprenden un eje giratorio
soportado en dos puntos mediante un bastidor, en general tubular, a
una bancada muy rígida.
El eje está conectado a unos medios que accionan
su giro a una velocidad determinada, de tal manera que sus extremos
que sobresalen del bastidor soportan la rueda que ha de
equilibrarse.
El bastidor está soportado en la bancada a través
de unos medios elásticos que permiten el movimiento libre del
bastidor en una dirección predeterminada, y está asociado con dos
transductores de fuerza que registran las fuerzas inducidas por el
desequilibrio de la rueda al girar.
También son conocidas las denominadas máquinas de
eje fijo en las cuales el eje está soportado directamente por la
bancada, y presenta en su extremo en resalte un conjunto giratorio
para el soporte de la rueda.
A continuación se describe una máquina de eje
giratorio, sin embargo el concepto que se desarrolla se puede
aplicar igualmente a las máquinas de eje fijo simplemente
sustituyendo el eje fijo por el bastidor mencionado
anteriormente.
Dichos dos transductores de fuerza están situados
a una determinada distancia entre sí, con objeto de definir dos
planos perpendiculares a la línea axial del eje en el que se miden
las fuerzas de desequilibrio.
Un procesador procesa los valores de dichas
fuerzas de desequilibrio y calcula el valor y la posición de las
masas equilibradoras en dos planos diferentes de la rueda.
Las características generales de las máquinas de
equilibrado son bien conocidas por los expertos en la materia, por
lo que se omitirá una descripción detallada de las mismas.
Simplemente se observará en la presente descripción que para hacer
despreciable el efecto de las fuerzas de inercia generadas por el
sistema de giro ante las fuerzas de desequilibrio, la frecuencia de
resonancia de la máquina en su totalidad, incluyendo sus partes
giratorias, debe ser muy superior a la velocidad de giro del
eje.
La presente invención se refiere en particular a
las suspensiones elásticas del bastidor que soporta el eje
giratorio.
La disposición que se aplica generalmente a
dichas suspensiones comprende un par de muelles de lámina
coplanarios situados a cierta distancia entre sí y dispuestos para
deformarse dentro de un plano perpendicular a la línea axial del
eje.
Dichos muelles de lámina se encuentran en un
plano paralelo a la línea axial del eje, el cual puede también
contener, a veces, dicha línea axial.
Uno de los problemas de los que adolecen las
máquinas conocidas se deriva de la necesidad de hacer girar la
rueda que debe equilibrarse a velocidad constante, sin que la
transmisión del movimiento suponga una influencia sobre la medición
del equilibrio que se efectúa.
Con objeto de anular la influencia del efecto de
los medios que promueven el giro del conjunto giratorio de la
máquina, se han propuesto soluciones según las cuales este conjunto
se hace girar inicialmente a una determinada velocidad, pero con un
total desacoplamiento de los medios de giro mientras se efectúa la
medición. Sin embargo estas soluciones presentan inconvenientes
derivados que veces hacen inconveniente su uso.
Un primer inconveniente importante se deriva del
hecho de que mientras se efectúan las mediciones la velocidad se
reduce inevitablemente, lo que influye negativamente en las
mediciones.
Un segundo inconveniente se deriva de la
presencia de dispositivos de acoplamiento y desacoplamiento, cuyo
funcionamiento y construcción son complicados y cuyo coste es
elevado.
El objeto de la presente invención es
proporcionar una máquina de equilibrado de construcción simple y
económica que está libre de los inconvenientes señalados.
Concretamente, la invención se refiere a una
máquina en la cual los elementos que accionan el conjunto móvil se
encuentran siempre acoplados.
El objeto de la invención se refiere a una
máquina de equilibrado según la reivindicación 1.
En detalle, la máquina de equilibrado de la
presente invención comprende una correa de transmisión acoplada
permanentemente y, para el conjunto móvil, unos medios de suspensión
elásticos que consisten en dos muelles de lámina coplanarios
situados diametralmente con respecto al alojamiento que encierra el
conjunto móvil y situados en un plano perpendicular al plano que
conecta la línea axial del conjunto móvil con la línea axial de la
polea que acciona su
giro.
giro.
El motor, en cuyo árbol se encuentra enchavetada
la polea de accionamiento de la correa de transmisión, está situado
en el alojamiento fijo exterior o en el bastidor del conjunto
móvil.
En virtud de dicha configuración, por el esfuerzo
de tracción de la correa los dos muelles de lámina se deforman
conjuntamente, con una deformación que pasa a través de la línea
axial del conjunto móvil, y por tanto su deformación no comunica
tensiones a los transductores de fuerza que se encuentran dispuestos
en el plano que contiene la línea axial del conjunto móvil y la
línea axial de la polea conductora.
Las diferentes tensiones a las que se hallan
sujetas las dos ramas de la correa, de cualquier forma que varíen,
tienen una resultante que puede descomponerse en una primera
componente que pasa a través de la línea axial de la polea de
conductora y es perpendicular al plano que contiene la línea axial
de los dos poleas; es decir, las poleas conductora y conducida, y
una segunda componente contenida en el plano determinado por la
línea axial de las poleas conductora y conducida.
La segunda componente se absorbe por la conexión
rígida entre el motor y el alojamiento del conjunto móvil, y por
tanto no actúa sobre los transductores de fuerza.
La primera componente, trasladada al plano que
contiene la línea axial del conjunto móvil, comunica tensión a los
muelles de lámina uno en compresión y el otro en tracción en el
plano en el que se encuentran, y genera un movimiento que deforma
los muelles de lámina simétricamente, con una deformación que
presenta un eje neutro que pasa a través de la línea axial del
conjunto móvil. Por tanto la primera componente tampoco comunica
tensiones a los transductores de fuerza.
Cualquier irregularidad de forma de la correa
produce una asimetría de las tensiones en las dos ramas que a su
vez da como resultado una fuerza y un momento similar a los
definidos anteriormente y por tanto no influyen en los
transductores de fuerza. A este respecto, los transductores de
fuerza se aplican al alojamiento de soporte del conjunto giratorio
en el plano diametral que contiene su línea axial y la línea axial
de la polea conductora, y recogen únicamente las fuerzas debidas al
desequilibrio, estando las fuerzas restantes equilibradas entre sí
o no ejercen influencia sobre los transductores.
Lo expuesto se aplica también si la trasmisión
del movimiento se efectúa mediante rodillos de fricción o ruedas
dentadas.
La construcción y ventajas funcionales así como
las características de la invención se pondrán más claramente de
manifiesto a partir de la descripción detallada siguiente que
describe una forma de realización particular preferida de la misma
a título de ejemplo no limitativo, con la ayuda de los dibujos
adjuntos.
La Figura 1 es una vista lateral esquemática
parcialmente seccionada de una máquina de equilibrado.
La Figura 2 es una sección por la línea
II-II de la Figura 1.
La Figura 3 es una sección por la línea
III-III de la Figura 1.
La Figura 4 muestra la posición de los
transductores de fuerza.
La Figura 5 es una vista desde arriba de la
Figura 4.
La Figura 6 muestra una posición diferente de los
transductores de fuerza.
La Figura 7 es una vista desde arriba de la
Figura 6.
Las figuras ilustran una bancada maciza 1 que
comprende un bloque central 2 que soporta un bastidor tubular 3 a
través de unos soportes elásticos 4 y 5 conectados a la estructura
21 en forma de C.
El bastidor equilibrador 3 comprende dos
cojinetes de rodillos, coaxiales 6 y 7 que soportan el eje giratorio
8 de la máquina.
A través de la polea 91 y la correa de trasmisión
de 10, un motor eléctrico 9 determinada el giro de la polea 81 del
eje 8 a una velocidad constante predeterminada.
Uno de los extremos del eje comprende unos medios
de autocentrado 80 para la fijación en el eje de la rueda que se
debe equilibrar.
Los soportes elásticos 4 y 5 consisten en dos
muelles de lámina dispuestos coplanarios contenidos en el plano
perpendicular al plano determinado por las líneas axiales de las
poleas 81 y 91.
En el caso de arrastre por rodillos de fricción o
ruedas dentadas, los muelles de lámina se encuentran en el plano
perpendicular al que contiene las líneas axiales de los rodillos o
de la ruedas dentadas y del conjunto móvil.
La disposición y la forma de dichos soportes es
tal que, bajo la acción de las fuerzas transmitidas por los medios
de accionamiento, adoptan una configuración deformada simétrica que
pasa a través de la línea axial del eje 8 que no ejerce influencia
sobre la posterior tendencia a las deformaciones inducidas por las
fuerzas debidas al desequilibrio.
Las fuerzas debidas al desequilibrio
proporcionales a la tendencia a la deformación de los soportes 4 y 5
son medidas por un par de transductores de fuerza 33 que, en virtud
de la estructura y posición de los soportes 4 y 5, pueden situarse a
una distancia muy pequeña entre sí, a fin de poder medir fuerzas
elevadas.
Esencialmente, dichos transductores de fuerza
miden las fuerzas proporcionales a la tendencia a la deformación de
los medios elásticos dentro del plano que contiene la línea axial
del conjunto móvil y la línea axial de la polea conductora, siendo
más sensibles cuanto más próximos estén entre sí y mayor sea la
tendencia la deformación de los medios elásticos.
Bajo la acción de las fuerzas desequilibrio
giratorias, los cojinetes que unen el eje con el bastidor tienden a
soportar oscilaciones dentro del plano perpendicular al plano de los
soportes 4 y 5, dando estas oscilaciones como resultado un
movimiento de bastidor que da lugar a la deformación de las
suspensiones elásticas no sólo por flexión sino también por
torsión.
La posición de los transductores 33 se puede
elegir de varias formas distintas, por ejemplo pueden asociarse con
el eje como en la Figura 4 y la Figura 5, o también como en la
Figura 6 y en la Figura 7.
Claims (6)
1. Máquina de equilibrado que comprende un
bastidor (3) montado en suspensión sobre una bancada a través de
unos soportes elásticos (4, 5), un eje (8) soportado de forma
giratoria por dicho bastidor por dos puntos separados entre sí por
una distancia predeterminada y que presenta un primer extremo
provisto de unos medios (80) para la fijación de una rueda (11), y
un segundo extremo conectado a unos medios de accionamiento (9, 10,
91) para el giro de dicho eje (8), y por lo menos dos transductores
de fuerza (33) fijos entre la bancada y el bastidor (3), en la que
los medios de accionamiento comprenden un motor eléctrico (9) fijo
al bastidor montado en suspensión y soportado por el mismo, estando
interpuestos entre la bancada y el bastidor los soportes elásticos
(4, 5) que comprenden por lo menos dos muelles de lámina coplanarios
(4, 5) simétricos con respecto a la línea axial del eje,
caracterizada porque los muelles de lámina (4, 5) se
encuentran situados en un plano perpendicular al plano que contiene
las líneas axiales de dichos medios de accionamiento (9, 10, 91), la
línea axial de dicho eje (8) y dichos por lo menos dos
transductores de fuerza (33).
2. Máquina de equilibrado según la reivindicación
1, en la que dichos medios de accionamiento (9, 10, 91), comprenden
una correa de trasmisión (10).
3. Máquina de equilibrado según la reivindicación
1, en la que los transductores de fuerza (33) se aplican sobre el
mismo lado del eje (8).
4. Máquina de equilibrado según la reivindicación
1, en la que los transductores de fuerza (33) se aplican sobre lados
opuestos del eje (8).
5. Máquina de equilibrado según la reivindicación
1, caracterizada porque los transductores de fuerza (33) se
sitúan a la mínima distancia entre sí compatible con su tamaño
general.
6. Máquina de equilibrado según la reivindicación
1, en la que los transductores de fuerza (33) están aplicados
directamente entre el bastidor y la bancada.
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