ES2303511T3 - Sistema de compensacion de vibraciones para sistemas de comprobacion de neumaticos. - Google Patents
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Abstract
Aparato para la medición de variación de fuerzas en un neumático (20) que está siendo comprobado en una máquina de comprobación de uniformidad de neumáticos, que comprende: a) un conjunto de rueda de carga (500) que incluye una rueda de carga giratoria (510); b) unos sensores de carga (530, 540) para detectar las fuerzas ejercidas sobre dicha rueda de carga (510) por un neumático (20) que está siendo comprobado y para producir una salida; c) uno o más acelerómetros piezoeléctricos (700, 702, 704) para detectar vibraciones en dicha rueda de carga (510) provocadas por fuerzas diferentes a las fuerzas aplicadas por dicho neumático (20) y para producir una salida; y, d) unos medios (710, 716) para restar dicha salida indicativa de dichas fuerzas inducidas por vibraciones de dicha salida indicativa de dichas fuerzas ejercidas por el neumático con lo cual se obtienen datos más precisos sobre la uniformidad del neumático.
Description
Sistema de compensación de vibraciones para
sistemas de comprobación de neumáticos.
La presente invención se refiere en general al
campo de la comprobación de neumáticos del tipo que mide la
uniformidad de los mismos y, en particular, a un método y a un
aparato mejorados para adquirir datos más precisos sobre la
uniformidad de los neumáticos de manera que se puedan corregir de
forma más precisa parte o la totalidad de las irregularidades
detectadas en el neumático durante el proceso de comprobación.
En la fabricación de neumáticos, en los mismos
pueden aparecer varias irregularidades y variaciones en las
dimensiones. Por ejemplo, pueden aparecer irregularidades
dimensionales por imprecisiones en el proceso de moldeo, por cambios
de las características de los materiales y compuestos utilizados en
la fabricación de los neumáticos, por un centrado impreciso y
variaciones en el proceso de vulcanización, etc. Todas las posibles
irregularidades y variaciones en los neumáticos, las cuales pueden
aparecer durante su fabricación, bien de forma individual o bien a
través de una interacción mutua, pueden provocar excentricidades,
desequilibrios estáticos y dinámicos en el neumático, y variaciones
de fuerza que pueden dar como resultado vibraciones o ruido del
neumático durante su uso.
Es posible corregir muchas de estas
irregularidades en primer lugar midiendo las variaciones del
neumático y aplicando varias acciones correctoras al mismo. Para
medir las variaciones, el neumático se sitúa en una máquina de
inspección de uniformidad de neumáticos. En las máquinas de
inspección de uniformidad de neumáticos disponibles actualmente, la
comprobación es totalmente automática. Los neumáticos son
alimentados por un transportador a una estación de pruebas en la
que cada neumático se monta sobre un mandril, se hincha a una
presión predeterminada y es accionado de forma giratoria a una
velocidad normalizada con la superficie de su banda rodadura en
contacto de apoyo con la superficie circunferencial de una rueda de
carga. La rueda de carga está equipada con unas células de carga
que miden las fuerzas debidas a la acción del neumático sobre la
ruega de carga. Los datos recopilados durante el proceso de
comprobación se pueden usar para clasificar el neumático y/o para
realizar una acción correctora inmediata a través de amoladoras
para los hombros y las bandas de rodadura de los neumáticos, las
cuales amuelan selectivamente caucho de zonas del neumático para
compensar las variaciones detectadas durante el proceso de
comprobación. Alternativamente, o de forma adicional, los datos
tomados durante el ciclo de comprobación se pueden usar para marcar
zonas específicas del neumático con vistas a avisar al montador
sobre un área de interés, tal como una irregularidad o un punto de
fuerza elevada en el neumático, lo cual permitirá que el montador
realice una acción correctora o de compensación durante el montaje
del neumático en una rueda.
En un sistema típico de comprobación de
neumáticos, la rueda de carga puede girar libremente con respecto a
un eje paralelo al eje de rotación del neumático. La rueda de carga
presenta unas manguetas en sus extremos opuestos provistas de
células de carga que miden fuerzas que actúan sobre la rueda de
carga en las direcciones de interés. La medición precisa de las
fuerzas ejercidas por el neumático permite un ajuste exacto de la
uniformidad del neumático después del procedimiento de medición de
las fuerzas, por ejemplo, mediante dispositivos de amolado que
eliminan el material sobrante del neumático para corregir cualquier
irregularidad que pueda haber aparecido durante el proceso de
fabricación.
En los documentos
US-A-6016695 y
US-A-5988509 se describe un ejemplo
de un sistema de comprobación de neumáticos y una construcción de
una rueda de carga respectivamente. En estos sistemas, las
manguetas de la rueda de carga están provistas de células de carga
que están fijadas de forma segura a un carro móvil. El carro está
fijado a un husillo de bolas alojado y accionado por un motor y una
unidad reductora de engranajes. La rotación del árbol del husillo
consigue que el husillo de bolas y el carro se muevan en
acercamiento o alejamiento con respecto al neumático que se está
comprobando, deslizándose el carro por el bastidor de la máquina. Un
servomecanismo mueve el carro a una posición deseada basándose en
las señales de fuerza generadas por las células de carga.
Aunque los sistemas de comprobación de
neumáticos de la técnica anterior, y en particular los conjuntos
conocidos de rueda de carga usados con los mismos, miden de una
manera aceptable la uniformidad de los neumáticos, existen varios
inconvenientes que dejan espacio para mejorar. El conjunto de rueda
de carga (el cual incluye una rueda de carga, un eje y cojinetes)
es bastante pesado. Como consecuencia, las células de carga reciben
y responden al movimiento del bastidor de la máquina en su conjunto,
así como a las fuerzas producidas por el neumático que está
girando. Los movimientos en el bastidor de la máquina pueden ser
provocados por una vibración externa, tal como la correspondiente
producida por el tráfico de carretillas industriales cerca de la
máquina o por vibraciones internas de la máquina, tales como las
correspondientes producidas por el funcionamiento de
transportadores o amoladoras de neumáticos que forman parte de la
máquina de comprobación.
Las fuerzas provocadas por estas vibraciones
externas no son deseables, y representan errores en el sistema de
medición. En dispositivos de la técnica anterior, se han realizado
intentos por evitar estos errores haciendo que las máquinas de
comprobación de neumáticos se instalen sobre cimientos pesados o,
alternativamente, secuenciando las máquinas de modo que se evite el
accionamiento o movimiento de los subconjuntos de la máquina (tales
como las amoladoras) mientras se están realizando mediciones. Estos
métodos de la técnica anterior se han añadido sustancialmente al
coste de la instalación y también han hecho que aumenten los costes
de explotación debido al incremento del tiempo de ciclo y a la
reducción del rendimiento de la máquina.
En el documento WO 98/04897 se describe otra
técnica en la cual unas células de carga adicionales conectadas a
un peso y adaptadas a las células de carga fijadas al árbol de la
rueda de carga están ubicadas en el bastidor de la máquina de forma
adyacente al árbol de la rueda de carga. A continuación, la salida
de estas células de carga adicionales se resta de la salida de las
células de carga fijadas al árbol de la rueda de carga para
compensar las vibraciones externas.
La presente invención proporciona un método y un
aparato mejorados para obtener datos sobre la uniformidad de
neumáticos correspondientes a un neumático que se está comprobando
en una máquina de comprobación de uniformidad de neumáticos. En la
forma de realización preferida e ilustrada, el aparato incluye un
conjunto de rueda de carga que incluye una rueda de carga
giratoria. También forman parte del conjunto unos sensores de carga
o células de carga para detectar fuerzas ejercidas sobre la rueda de
carga por un neumático que está siendo comprobado. Se proporcionan
también uno o más acelerómetros piezoeléctricos para detectar
vibraciones en la rueda de carga. Las vibraciones que se están
monitorizando son provocadas generalmente por movimientos en el
bastidor de la máquina provocados por el tráfico de carretillas
elevadoras industriales en la proximidad de la máquina o por el
movimiento de componentes, tales como transportadores y amoladoras
dentro de la propia máquina. La señal o información obtenida a
partir del acelerómetro se resta de la señal o datos globales
generados por las células de carga para proporcionar unos datos más
precisos sobre la uniformidad del neumático.
El aparato dado a conocer reduce o elimina el
error que en ocasiones se produce en las mediciones de los datos
sobre la uniformidad de neumáticos debido a fuerzas o vibraciones
externas que son recibidas por las células de carga durante la
comprobación de un neumático.
En la forma de realización ilustrada, se usan
por lo menos dos acelerómetros, uno para detectar el componente de
fuerza lateral y otro para detectar el componente de fuerza radial.
En una construcción más preferida de la forma de realización
ilustrada, se usan dos acelerómetros radiales, ya que debido al
conjunto de componentes existentes, un único acelerómetro radial no
se puede montar alineado con un plano radial del conjunto de rueda
de carga. Como consecuencia, se usan dos acelerómetros radiales
separados simétricamente.
En la forma de realización ilustrada, la señal
generada por un acelerómetro se comunica a un amplificador
diferencial a través de un circuito de acondicionamiento y de un
módulo de escalado. El factor de escala usado por el módulo de
escalado se determina por las características del acelerómetro que
se esté usando. Una señal procedente de las células de carga que
representa la fuerza total sobre la rueda de carga es comunicada
también al amplificador diferencial. La fuerza total incluye tanto
fuerzas generadas por el neumático que se está comprobando, como
las fuerzas generadas por vibraciones aplicadas a la máquina de
comprobación de neumáticos. La señal neta resultante del
amplificador diferencial es la que refleja de forma más precisa los
datos reales sobre la uniformidad de neumáticos correspondientes al
neumático que se está midiendo.
Al leer la siguiente descripción detallada
haciendo referencia a los dibujos adjuntos se pondrán de manifiesto
características adicionales de la invención y se obtendrá una
comprensión más completa.
La Figura 1 es una vista lateral parcial en
alzado de una estación de pruebas de neumáticos y un conjunto de
rueda de carga construidos según una de las formas de realización
preferidas de la invención;
la Figura 2 es una vista parcial del conjunto de
rueda de carga, mostrándose en sección partes del mismo;
la Figura 3 es una vista superior en planta del
conjunto de rueda de carga mostrado en la Figura 2;
la Figura 4 es un diagrama de bloques que
ilustra un método de adquisición de datos que compensa fuerzas
laterales o vibraciones laterales erróneas comunicadas a la
estación de pruebas y/o la rueda de carga;
la Figura 5 es un diagrama de bloques que
ilustra un método de adquisición de datos que compensa fuerzas
radiales o vibraciones radiales erróneas; y
la Figura 6 es una vista en sección de una rueda
de carga construida según una de las formas de realización
preferidas de la invención.
La Figura 1 ilustra la disposición global de una
máquina de comprobación de uniformidad de neumáticos que incluye un
aparato para reducir los efectos de vibraciones erróneas sobre la
medición de la fuerza en un neumático que esté siendo comprobado. La
máquina de comprobación de uniformidad de neumáticos en su conjunto
se describe más detalladamente en el documento
US-A-6016695.
Haciendo referencia a la Figura 1, el sistema de
comprobación de neumáticos comprende una estación de pruebas 12 en
la que se comprueba un neumático y el mismo se amuela opcionalmente
para ajustar la redondez, la uniformidad mecánica y/u otras
propiedades físicas del neumático. En la Figura 1, un neumático
indicado mediante la referencia numérica 20 (mostrado en líneas de
trazos) es entregado a la estación de pruebas 12 mediante un
transportador adecuado tal como el transportador que se da a
conocer en el documento US-A-6016695
de manera que el neumático queda sujetado entre las llantas
inferior y superior 24, 26 de un aparato de mandril. Las llantas 24,
26 forman parte, respectivamente, de un conjunto de árbol 410 y de
un conjunto de mandril móvil 310. El aparato de mandril puede
comprender un aparato de mandril de anchura ajustable para un
sistema de comprobación de neumáticos que se da a conocer en el
documento US-A-5992227.
El neumático queda sujetado entre las llantas
24, 26 y se hincha a través del aparato de mandril. Después de su
hinchado, una rueda de carga 510 que forma parte de un conjunto de
rueda de carga 500 se desplaza hasta alcanzar una relación de apoyo
con la superficie exterior del neumático 20. Tal como se realiza de
forma convencional, el neumático se hace girar contra la rueda de
carga 510 la cual monitoriza la carga ejercida por el neumático a
través de las células de carga 530, 540. Tal como es sabido en la
técnica, los datos tomados a partir de las células de carga se usan
para determinar la uniformidad del neumático. Si se desea, se
realizan ajustes en la uniformidad del neumático por medio de una o
más amoladoras, indicadas en general por las referencias numéricas
50, 52 (mostradas en líneas de trazos).
El sistema de comprobación de neumáticos
comprende un sistema de sonda indicado en general por el carácter
de referencia 56. En el documento
US-A-6016695 se da a conocer
detalladamente un sistema de sonda adecuado para ser usado con el
sistema ilustrado de comprobación de neumáticos.
El conjunto de rueda de carga 500 puede
presentar varias configuraciones. En el documento
US-A-5988509 se da a conocer un
ejemplo de un conjunto adecuado de rueda de carga. Haciendo
referencia también a la Figura 2, el conjunto de rueda de carga 500
comprende tres componentes principales, a saber, una rueda de carga
510, un carro en forma de C 550 y un mecanismo de accionamiento
600. La rueda de carga ilustrada presenta una pared exterior
cilíndrica 512, cuyo exterior está en contacto con el neumático que
gira sostenido por el conjunto de mandril, tal como es sabido en la
técnica. La pared exterior 512 de la rueda de carga 510 está
conectada a un cubo 514 que define una cavidad hueca 520. El cubo
514 está unido a la pared 512 por una pluralidad de discos anulares
macizos 516, 518. En la forma de realización ilustrada de la rueda
de carga, el disco 516 está dispuesto entre el cubo 514 y la pared
exterior 512 cerca de los extremos opuestos de la misma cerrando el
interior hueco de la rueda de carga, mientras que el disco 518 está
dispuesto entre las partes centrales de los cubos 514 y la pared
512.
En el documento
US-A-5988509 se pueden encontrar
detalles adicionales de la rueda de carga ilustrativa.
Volviendo en particular a las Figuras 2 y 3, se
muestra un carro en forma de C 550 de manera que incluye un brazo
horizontal superior 552, un brazo horizontal inferior 554 y un
brazo de conexión vertical 556 que se extiende entre los dos
primeros. Las partes extremas 553, 555 de los brazos del carro 552,
554 se forman de manera que presentan unas áreas escalonadas o
rebajadas fijadas a (o alternativamente formadas en una sola pieza
con) unas bases de montaje 558, 560. En las bases 558, 560 se montan
los extremos de mangueta 522, 524 de un árbol de rueda de carga 521
y las células de carga 530, 540.
Tal como se observa en la Figura 2, el armazón
en forma de C 552 está sostenido para desplazarse de forma
deslizante sobre una base 62a. Un mecanismo de accionamiento 600
montado en los segmentos verticales 68a, 68b del armazón (ver Figura
3) comunican movimiento al carro 552 en acercamiento y alejamiento
con respecto a un neumático 20 ubicado en la estación de pruebas.
El módulo de accionamiento comprende un husillo de bolas 640
conectado operativamente al armazón 552 de la rueda de carga por su
centro radial. En el documento
US-A-5988509 se pueden hallar
detalles del mecanismo de accionamiento 600. La máquina de
comprobación de uniformidad de neumáticos dada a conocer incluye un
aparato de adquisición de datos que compensa las vibraciones y/o
fuerzas externas transmitidas a las células de carga 530, 540 las
cuales representarían comúnmente errores en el sistema de medición.
Estas vibraciones externas pueden ser el resultado del
desplazamiento de equipos en la proximidad del sistema de
comprobación de neumáticos y también podrían ser el resultado del
movimiento del conjunto de componentes que forman parte de la propia
estación de comprobación de neumáticos tal como el movimiento y el
funcionamiento de las amoladoras 52, 54 o el funcionamiento de
varios transportadores (no mostrados).
La presente invención reduce sustancialmente el
efecto de estas vibraciones externas sobre la medición de la
variación de las fuerzas del neumático en la estación de pruebas
12. Según la forma de realización preferida de la invención, el
aparato comprende uno o más transductores u otros sensores que
miden o monitorizan la vibración de la máquina de comprobación de
neumáticos en términos de su aceleración. El sistema puede
comprender además mecanismos de escalado para ajustar la salida de
los transductores/sensores de medición de vibraciones con vistas a
representar de forma precisa la fuerza generada por la aceleración
según la ley de Newton (F=ma). Estas fuerzas que se derivan de las
vibraciones medidas y que normalmente producirían errores o datos
erróneos, se restan de la fuerza inducida por vibraciones y la
fuerza de uniformidad de los neumáticos combinadas y medidas por
las células de carga 530, 540. Esto da como resultado datos que
representan de forma más precisa la variación real de las fuerzas
en el neumático.
Haciendo referencia a las Figuras 1 y 2, el
aparato de compensación de vibraciones incluye transductores de
aceleración montados estratégicamente en el conjunto de rueda de
carga 500. En la forma de realización ilustrada, se monitorizan de
forma independiente dos componentes de la fuerza de vibración.
Típicamente, la máquina de comprobación de uniformidad de
neumáticos mide fuerza en las direcciones "radial" y
"lateral". El término "lateral" en la técnica de la
comprobación de neumáticos se define de manera que hace referencia
a fuerzas a lo largo del eje de rotación del neumático, en la
dirección lateral a un neumático tal como estaría orientado en un
vehículo. En la máquina de comprobación de neumáticos mostrada en
las Figuras 1 y 2, el neumático está orientado horizontalmente
durante la comprobación y por lo tanto la fuerza "lateral" va
dirigida en realidad verticalmente tal como se puede apreciar en las
Figuras 1 y 2. En otras palabras, el componente de fuerza lateral
actúa a lo largo de un vector que es paralelo al eje de rotación
(indicado por la referencia numérica 696 en la Figura 1) del propio
neumático. El componente radial se define de manera que se produce a
lo largo del eje que conecta el centro de rotación del neumático y
la rueda de carga, y también va dirigido horizontalmente, es decir,
paralelo a un plano de rotación del neumático.
El componente lateral de las vibraciones es
monitorizado por un acelerómetro 700 que está montado en o cerca
del eje de rotación 696 correspondiente a la rueda de carga 510.
Tal como se observa en la Figura 3, la ubicación concreta de montaje
para el acelerómetro lateral 700 está desviada hacia un lado del
eje ya que, en la construcción ilustrada, es imposible montar el
acelerómetro de forma precisa en el eje de rotación de la rueda de
carga 510.
El componente radial de la fuerza es
monitorizado por al menos un acelerómetro 702 montado en el carro
de forma de C 552 del conjunto de rueda de carga 500. En la forma
de realización ilustrada, el mecanismo de accionamiento 600 del
carro está fijado al carro en forma de C por su centro radial. Esta
situación hace que resulte imposible que el acelerómetro 702 se
sitúe de forma coincidente con un plano de rotación central indicado
por la línea de trazos 706 correspondiente a la rueda de carga 510.
Por consiguiente, a cada uno de los lados del plano central se
dispone un par de acelerómetros 702, 704 y los mismos están
separados simétricamente con respecto al eje para lograr la
sensibilidad deseada a la fuerza que se está monitorizando.
Debería indicarse que por razones de precisión,
es importante que el aparato de medición de la aceleración mida el
movimiento en la misma dirección en la que el movimiento de la masa
provoca la influencia sobre la medición de fuerza de la célula de
carga. En particular, las máquinas de comprobación de uniformidad
están diseñadas para ser sensibles a las fuerzas indicadas, con una
sensibilidad muy baja al momento correspondiente. Si fuera posible,
el transductor para medir la aceleración se debería montar sobre
una línea que pasa a través del centro de masas del conjunto de
rueda de carga en la dirección deseada de la medición, es decir,
lateral o radial. En algunos casos, puede que esta opción no sea
posible, por falta de superficies de montaje adecuadas tal como es
el caso correspondiente a la forma de realización mostrada en la
Figura 2. En estos casos, se pueden usar dos transductores,
separados simétricamente con respecto al eje para lograr la
sensibilidad deseada a la fuerza al mismo tiempo que se reduce la
sensibilidad al momento.
Debería indicarse asimismo que en algunos casos
es deseable medir momentos en máquinas de comprobación de
uniformidad. En estos casos, también se pueden usar transductores
de aceleración separados simétricamente, conectados de manera que
sean sensibles a la diferencia del momento con respecto al eje.
En la forma de realización preferida e
ilustrada, los transductores de aceleración 700, 702 y 704 forman
parte de una máquina de comprobación de uniformidad tal como la
correspondiente que se da a conocer en el documento
US-A-6016695. En el sistema
ilustrado, la rueda de carga tiene una masa de aproximadamente 340
libras (154 kg). Se usan dos células de carga biaxiales 530, 540
para medir la fuerza radial y lateral. Las células de carga en la
forma de realización ilustrada son del Modelo Lebow
6443-105, con un alcance de 500 libras (69 N) en la
dirección lateral, y 2.000 (276 N) en la dirección radial. Estas
células se suman para proporcionar un alcance total de 1.000 libras
(138 N) en la dirección lateral y 4.000 (552 N) en la dirección
radial.
Las señales de las células de carga son
procesadas por Tarjetas Amplificadoras de Instrumentación
Convencionales Akron designadas como modelo
440-0027-XX las cuales se modifican
tal como se muestra en las Figuras 4 y 5. Tal como se observa en la
Figura 4, el canal lateral incluye una señal procedente de las
células de carga 530, 540 la cual es amplificada (por el
amplificador 709) y alimentada hacia un amplificador diferencial
710. Una señal procedente del acelerómetro 700 es acondicionada
(mediante una circuitería de acondicionamiento 712) y escalada (en
un factor de 1,36) por un módulo de escalado 714 y es alimentada
también hacia el amplificador diferencial 710 el cual da salida a
una señal neta que es representativa de la variación real de la
fuerza que se está midiendo en el neumático que está siendo
comprobado.
Haciendo referencia a continuación a la Figura
5, el canal radial incluye una señal recibida desde las células de
carga 530, 540 comunicada a otro amplificador diferencial 716 a
través de un amplificador 718. Los acelerómetros 702, 704 comunican
información relacionada con la aceleración al amplificador
diferencial 716. Las señales son acondicionadas y escaladas (por
unos acondicionadores de señales 720, 722 y un módulo de escalado
724) y se suman con los datos de las células de carga dando como
resultado datos que no incluyen los datos sobre la fuerza radial
generados por las vibraciones erróneas.
Se ha observado que los transductores de
aceleración designados como acelerómetros de tipo sísmico PCB
modelo 393A03 han producido resultados satisfactorios. Se usaron
acondicionadores de señal conocidos como PCB modelo 482A16. Los
transductores 700, 702, 704 y los acondicionadores de señal 720, 722
están disponibles en PCB Piezotronics Inc. de Depew N.Y. USA. Tal
como se ha indicado anteriormente, el acelerómetro 700 para medir
las fuerzas externas en la dirección lateral se monta en la parte
superior del carro de carga 552 de forma sustancialmente vertical
sobre el centro de masas de la rueda de carga 510. Los acelerómetros
702, 704 para la dirección radial se montan en el conjunto de rueda
de carga simétricamente por encima y por debajo del centro de masas
de la rueda de carga ya que el husillo de bolas 640 (ver Figura 2)
que acciona al carro de la rueda de carga está ubicado en la línea
central radial.
Tal como se ha indicado anteriormente, las
señales de los acelerómetros 700, 702, 704 se escalan por medio de
los módulos de escalado 714 y/ó 724. El factor de escala real para
un acelerómetro determinado, tal como el acelerómetro 700, queda
determinado por características del propio acelerómetro. A
continuación se expone la metodología para llegar a un factor de
escala apropiado. En particular, el factor de escala que se muestra
como 1,36 en la Figura 4 para el acelerómetro 700 antes identificado
se obtiene de la manera siguiente:
De este modo en el módulo de escalado 714 se usa
el factor de escala K4 el cual es igual a 1,36 para el acelerómetro
700.
Los expertos en la materia reconocerán que si se
usan acelerómetros alternativos, se usaría la metodología antes
identificada para calcular el factor de escala apropiado. Los
expertos en la materia reconocerán asimismo cómo aplicar esta misma
metodología para llegar hasta el factor de escala para los
acelerómetros radiales; a saber, los acelerómetros 702 y 704, el
cual en la forma de realización ilustrada es 0,17.
La Figura 6 ilustra una forma de realización
alternativa en la cual se montan acelerómetros en el propio árbol
de la rueda de carga. En particular, la rueda de carga 510' está
sostenida de forma giratoria sobre un eje o árbol fijo 521' mediante
un par de cojinetes de rodillos 740, 742. Tal como se observa en la
Figura 6, dentro de una cavidad central 750 formada en el árbol
521' se monta un acelerómetro 700' para medir la fuerza en la
dirección lateral. Desde la cavidad 750 a un controlador adecuado
(no mostrado) que contiene la circuitería del canal representada en
la Figura 4 se alimentan unos conductores de señales eléctricas
700a para el acelerómetro 700'.
En una cavidad diametral 760 formada en el árbol
521' se posiciona un único acelerómetro 702' para medir fuerzas en
la dirección radial. Los conductores portadores 702a de la señal
eléctrica procedentes del acelerómetro radial 702' pasan desde la
cavidad 760 por el exterior del eje 730 y entran en la cavidad
central 750 (en la cual está montado el acelerómetro vertical 700')
a través de una pequeña cavidad transversal 762. En la forma de
realización de la Figura 6, los acelerómetros 700', 702' están
ubicados de forma precisa a lo largo de los ejes respectivos
lateral y radial del conjunto de rueda de carga y deberían
proporcionar señales de datos de alta precisión que reflejan de
forma exacta las aceleraciones laterales y radiales comunicadas al
conjunto de rueda de carga por fuerzas externas tales como el
tráfico de vehículos de la fábrica o el movimiento de componentes
internos, tal como el movimiento de transportadores o
amoladoras.
Claims (11)
-
\global\parskip0.930000\baselineskip
1. Aparato para la medición de variación de fuerzas en un neumático (20) que está siendo comprobado en una máquina de comprobación de uniformidad de neumáticos, que comprende:- a)
- un conjunto de rueda de carga (500) que incluye una rueda de carga giratoria (510);
- b)
- unos sensores de carga (530, 540) para detectar las fuerzas ejercidas sobre dicha rueda de carga (510) por un neumático (20) que está siendo comprobado y para producir una salida;
- c)
- uno o más acelerómetros piezoeléctricos (700, 702, 704) para detectar vibraciones en dicha rueda de carga (510) provocadas por fuerzas diferentes a las fuerzas aplicadas por dicho neumático (20) y para producir una salida; y,
- d)
- unos medios (710, 716) para restar dicha salida indicativa de dichas fuerzas inducidas por vibraciones de dicha salida indicativa de dichas fuerzas ejercidas por el neumático con lo cual se obtienen datos más precisos sobre la uniformidad del neumático.
- 2. Aparato según la reivindicación 1, en el que dicho o dichos acelerómetros incluyen:
- i)
- un módulo de escalado (714, 724) para escalar una señal generada por dicho acelerómetro; y en el que,
- ii)
- dichos medios (710, 716) de resta restan dicha señal escalada de una señal generada por dichas células de carga (530, 540).
- 3. Aparato según la reivindicación 1 ó 2, que comprende además por lo menos dos acelerómetros (700, 702, 704), un primero de entre dichos acelerómetros (700) para detectar vibraciones que ejercen fuerzas en una dirección lateral definida como una dirección que es paralela a un eje de rotación de dicho neumático (20) y un segundo acelerómetro (702, 704) para detectar vibraciones que producen fuerzas en una dirección radial.
- 4. Máquina de comprobación de uniformidad de neumáticos que comprende:
- a)
- un aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores
- b)
- una estación de comprobación de neumáticos (12) que comprende un dispositivo de sujeción de neumáticos (340, 410) para sujetar y hacer girar un neumático (20) en dicha estación de comprobación de neumáticos (12);
- c)
- unos medios para hacer girar (40) dicho neumático (20) en dicha estación de comprobación de neumáticos (12);
- d)
- unos medios (600) para hacer entrar en contacto dicho neumático (20) con dicha rueda de carga (510) y;
- e)
- unos medios de suma diferenciales para ajustar una salida generada por dichos sensores de carga (530, 540) con vistas a eliminar cualquier componente provocado por dicha vibración.
- 5. Máquina de comprobación de uniformidad de neumáticos según la reivindicación 4, en la que dichos acelerómetros (700, 702) están montados dentro de un árbol (521) con respecto al cual gira dicha rueda de carga (510), estando situado un acelerómetro lateral (700) de forma que coincide con un eje de rotación definido por dicho árbol (521) y estando situado un acelerómetro radial (702) sobre una línea diametral de dicho árbol (521).
- 6. Método para la medición de variación de fuerzas en una máquina de comprobación de uniformidad de neumáticos que comprende las etapas siguientes:
- a)
- proporcionar un conjunto de rueda de carga (500) que comprende una rueda de carga (510) sostenida de forma giratoria en un armazón de rueda de carga (550);
- b)
- proporcionar unas células de carga (530, 540) conectadas operativamente a dicha rueda de carga (510) para detectar las fuerzas ejercidas sobre dicha rueda de carga (510);
- c)
- monitorizar las fuerzas de aceleración aplicadas a dicha rueda de carga (510) usando transductores acelerómetros piezoeléctricos (700, 702, 704); y, d) restar los datos obtenidos a partir de dichos transductores acelerómetros (700, 702, 704) de los datos globales de las células de carga para obtener unos datos más precisos sobre la uniformidad de los neumáticos.
- 7. Método según la reivindicación 6, que comprende además las etapas en las que se escalan dichas señales generadas por dichos acelerómetros (700, 702, 704) y se suman dichas señales en un amplificador diferencial (710, 716) para obtener una señal neta que no incluye datos relacionados con dichas fuerzas de aceleración.
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- 8. Rueda de carga para ser usada en una máquina de comprobación de neumáticos, que comprende:
- a)
- un cuerpo de rueda de carga (510) que define una superficie exterior cilíndrica (512), entrando en contacto con por lo menos una parte de esta última un neumático (20) que está siendo comprobado en una estación de pruebas (12);
- b)
- un árbol fijo (512) que define un eje de rotación para dicho cuerpo de rueda de carga (510);
- c)
- unos medios de cojinetes (740, 742) para sostener de forma giratoria dicho cuerpo de rueda de carga (510) sobre dicho árbol (521); y,
- d)
- por lo menos un acelerómetro (700, 702) montado en dicho árbol (521) para detectar la aceleración inducida sobre dicha rueda de carga (510) por fuerzas que son diferentes a las fuerzas generadas por un neumático (20) que está siendo comprobado.
- 9. Rueda de carga según la reivindicación 8, que comprende además un segundo acelerómetro (702) montado en dicho árbol, estando situado dicho primer acelerómetro (700) de manera que coincide con un eje de rotación definido por dicho árbol (512) y estando situado dicho segundo acelerómetro (702) sobre una línea diametral de dicho árbol (512).
- 10. Rueda de carga según la reivindicación 9, en la que dicho primer acelerómetro (700) está situado dentro de una cavidad axial (750) definida en dicho árbol (512).
- 11. Rueda de carga según la reivindicación 9 ó 10, en la que dicho segundo acelerómetro está situado en una cavidad (760) alineada con dicha línea diametral.
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