ES2320356T3 - Aparato y procedimiento de aplicacion de contrapesos a un neumatico. - Google Patents
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Abstract
Un aparato para facilitar la instalación de contrapesos de corrección de equilibrio en un neumático que está montado en una rueda, que comprende: a) un mecanismo (30) de manipulación de neumático, montado para su movimiento recíproco a lo largo de una trayectoria desde una posición de recepción de neumático hasta una posición de presentación de neumático, y operativo para mover dicho neumático a lo largo de la citada trayectoria desde dicha posición de recepción de neumático hasta dicha posición de presentación de neumático. en la que se instala un contrapeso de corrección de equilibrio en una posición predeterminada sobre dicho conjunto de neumático/rueda; y, en el que dicho mecanismo de manipulación de neumático está soportado recíprocamente sobre un par de pistas (34) que definen la citada trayectoria que se extiende desde dicha posición de recepción de neumático hasta dicha posición de presentación de neumático; y b) una estación (40) de operador, para soportar a un operador en una posición de operador en relación de enfrentamiento con el citado neumático según es éste transportado por el citado mecanismo de manipulación de neumático desde la citada posición de recepción de neumático hasta la citada posición de presentación de neumático.
Description
Aparato y procedimiento de aplicación de
contrapesos a un neumático.
La presente invención se refiere, en general, al
equilibrado de conjuntos de neumático/rueda y, en particular, a un
procedimiento y a un aparato para facilitar la instalación de
contrapesos de rueda en un conjunto de neumático/rueda para
corregir una condición de desequilibrio.
Los conjuntos de neumático/rueda son
equilibrados típicamente por los fabricantes de vehículos con
anterioridad a la instalación de los conjuntos de neumático en el
vehículo. Actualmente se encuentra disponible el equipamiento para
comprobar el equilibrio de los conjuntos de neumático/rueda. Estas
máquinas de comprobación comprenden en general un eje que hace que
gire el conjunto de neumático/rueda. El eje está acoplado a sensores
de fuerza, tales como células de carga, que proporcionan señales
que son utilizadas para determinar la posición y la cantidad de
contrapesos de rueda que se necesitan para corregir una condición de
desequilibrio en el conjunto de neumático. Típicamente, las
posiciones en las que han de ser instalados los contrapesos de rueda
se marcan en el neumático y/o la rueda.
En la mayor parte de los casos, el neumático/la
rueda marcada es transportada a una estación de instalación de
contrapeso en la que un operador instala un contrapeso de rueda
apropiado en cada posición marcada por la máquina de equilibrado de
la rueda. El tipo de contrapeso de rueda instalado depende con
frecuencia del tipo de rueda y de la configuración de la rueda.
Para muchas ruedas, incluyendo tanto las ruedas de acero como las
de aleación, se utilizan los contrapesos de rueda tipo
"pound-on". Estos contrapesos se instalan
típicamente en el borde de la llanta de la rueda por parte de un
operador que utiliza un martillo o herramienta similar. En muchas
aplicaciones, se instala un contrapeso de rueda tanto por el
exterior (denominado lado de bordillo) como por el interior de la
llanta de rueda.
Para algunas aplicaciones, se utilizan
contrapesos con adhesivo en la parte trasera, ya sea solos o ya sea
en combinación con contrapesos tipo "pound-on".
Ejemplos de contrapesos de rueda sujetos adhesivamente se muestran
en la Patente U.S. núm. 6.547.338.
Para alguna aplicación de rueda, los contrapesos
montados por el exterior (lado de bordillo) de la rueda, resultan
indeseables debido a que van en detrimento de la apariencia de la
rueda. Para esas aplicaciones, los contrapesaos pueden ser
instalados en el reborde interno de la rueda, así como en la
superficie interior de la rueda, denominándose con frecuencia esa
última posición "plano medio". Típicamente, un contrapeso
instalado en el "plano medio" de una rueda, es un contrapeso
sujeto adhesivamente.
La instalación de los contrapesos en un conjunto
de neumático/rueda por parte de un operador, puede ser una
operación penosa y fatigosa para el operador. Se han realizado
esfuerzos por simplificar la instalación de estos contrapesos. Por
ejemplo, en un equipo de equilibrado de neumáticos actualmente
disponible, se puede utilizar un transportador para llevar el
conjunto de neumático/rueda hasta una estación de operador. La
estación de operador puede incluir una pluralidad de cajones,
conteniendo cada cajón un tamaño particular y/o un tipo de
contrapeso de rueda. Un indicador o visualizador informa al operador
sobre qué contrapeso necesita ser instalado en el neumático/la
rueda. El operador debe recuperar a continuación un contrapeso desde
el cajón apropiado e instalarlo en la posición marcada sobre el
conjunto de neumático. El operador debe hacer que gire a
continuación el neumático con el fin de instalar el contrapeso
requerido en el interior de la rueda. Algún equipo incluye
dispositivos de giro que ayudan al operador a girar la
rueda.
rueda.
Por error o descuido, es posible que un operador
elija e instale un contrapeso incorrecto, lo que da como resultado
un neumático desequilibrado. En la técnica anterior se han sugerido
también intentos de reducir la posibilidad de error en el
contrapeso. Por ejemplo, la Patente U.S. núm. 6.616.089 divulga un
sistema y un procedimiento para dispensar la cantidad apropiada de
contrapeso de rueda para corregir una condición de desequilibrio en
un conjunto particular de neumático/rueda. El dispensador de
contrapeso de rueda está acoplado electrónicamente a la máquina de
comprobación de equilibrio de modo que dispensa la cantidad correcta
de contrapeso de rueda cuando se presenta la rueda al operador. El
sistema descrito elimina la necesidad de múltiples cajones de
contrapesos en los que un operador debe elegir el contrapeso
correcto y, por consiguiente, simplifica e incrementa la fiabilidad
de la instalación de contrapesos correctores sobre un conjunto de
neumático/rueda.
Se ha encontrado que en el equipamiento
actualmente disponible, la fatiga del operador es todavía un
problema. Han existido otros intentos de reducir el esfuerzo que el
operador debe ejercer para instalar los contrapesos correctores.
Por ejemplo, en algunos tipos de equipos de equilibrado de
neumáticos, el neumático/la rueda se posiciona sobre el
transportador de transferencia de modo que cuando éste llega a la
estación del operador, la posición en la que el primer contrapeso
ha de ser instalado está dentro de un "corto alcance" del
operador. Sin embargo, incluso con este equipo mejorado, el
operador debe con frecuencia inclinarse hacia delante una distancia
considerable para instalar los otros contrapesos correctores, y este
esfuerzo se incrementa aún más si el contrapeso de rueda ha de ser
instalado en una posición del "plano medio" en el conjunto de
neumático.
Los documentos
US-A-4890717,
EP-A-0797086 y
US-A-410964 describen, cada uno de
ellos, un aparato de manipulación de neumático para la instalación
de contrapesos de corrección de equilibrio.
La presente invención proporciona un
procedimiento y un aparato nuevos y mejorados, para la instalación
de contrapesos correctores de rueda en una rueda o un conjunto de
neumático/rueda, mediante un instalador de contrapesos. La
invención es según se define en las reivindicaciones anexas.
En la realización preferida e ilustrada, el
aparato incluye un mecanismo de manipulación de neumático/rueda que
está montado para moverse de forma recíproca a lo largo de una
trayectoria desde una posición de recepción de neumático hasta una
posición de presentación de neumático, y es operativo para mover una
rueda o un conjunto de neumático/rueda a lo largo de la trayectoria
desde la citada posición de recepción hasta la citada posición de
presentación en la que se instala uno o más contrapesos de
corrección de equilibrio en posiciones predeterminadas de una
rueda. El aparato incluye también una estación de operador para
soportar un operador en una posición de operador en relación de
enfrentamiento con el neumático según es transportado por el
mecanismo de manipulación, desde la posición de recepción hasta la
posición de presentación. A diferencia con las máquinas de la
técnica anterior, el operador se enfrenta generalmente al neumático
según se mueve éste a lo largo de la trayectoria en comparación con
las máquinas existentes en las que el operador permanece cerca de la
trayectoria de desplazamiento del neumático. Se debe apreciar que
el término "neumático" utilizado anteriormente y en la
descripción que sigue, se refiere en la mayor parte de los casos a
un neumático montado en una rueda. Para facilitar la descripción,
la invención va a ser descrita según sería utilizada para instalar
contrapesos en un conjunto de neumático/rueda. La invención, sin
embargo, puede ser utilizada para corregir condiciones de
desequilibrio en una rueda sola. Por consiguiente, el uso del
término "neumático" no limita la invención a aplicaciones en
las que esté involucrado un
neumático.
neumático.
En la presente invención, la estación de
operador está dispuesta de modo que el operador se enfrenta al
neumático que está situado en la posición de presentación de
neumático, estando el operador situado generalmente en un plano que
es sustancialmente perpendicular a la trayectoria de movimiento del
neumático según se mueve éste desde la posición de recepción hasta
la posición de presentación.
De acuerdo con una característica de la
invención, el mecanismo de manipulación de neumático incluye un par
de agarradores para agarrar en la periferia del neumático en dos
posiciones distanciadas. Con preferencia, los agarradores se mueven
cada uno hacia, y hacia fuera, del otro, con el fin de aplicar una
fuerza de agarre al neumático. Los agarradores son también, con
preferencia, giratorios en torno a un eje lateral, siendo el eje
lateral sustancialmente ortogonal a un eje de rotación del
neumático. Más específicamente, el eje lateral es sustancialmente
paralelo al plano de operador definido anteriormente.
En el ejemplo de realización, los agarradores
son móviles concurrentemente, de forma recíproca, en una dirección
sustancialmente vertical, con lo que la elevación del neumático con
respecto al operador puede cambiar. En una realización más
preferida, al menos uno de los agarradores incluye un dispositivo
giratorio para hacer girar el neumático dentro de los agarradores
en torno a su eje de rotación.
Con preferencia, el mecanismo de manipulación de
neumático es alternativamente móvil sobre un par de pistas que
definen la trayectoria que se extiende desde la posición de
recepción de neumático hasta la posición de presentación de
neumático. De acuerdo con la realización preferida de esta
característica, el mecanismo de manipulación de neumático incluye
un par de columnas, soportando cada columna recíprocamente un
agarrador asociado. En una realización más preferida, las columnas
incluyen sistemas actuadores de tornillo de bola, en los que la
rotación de un tornillo de bola provoca el movimiento vertical del
agarrador asociado.
De acuerdo con esta característica, los
agarradores incluyen con preferencia un codificador para monitorizar
la posición rotada del neumático dentro de los agarradores, de modo
que el neumático puede ser situado en una posición rotativa
predeterminada por medio del dispositivo de rotación. Esto permite
que una posición en la rueda, en la que se va a instalar un
contrapeso corrector, sea localizada en una posición preferida por
el operador.
De acuerdo con un aspecto de esta
característica, los agarradores pueden ser girados en torno al eje
lateral en función del tipo de contrapeso corrector que va a ser
instalado por el operador.
De acuerdo con la realización preferida, el
aparato incluye un dispositivo de almacenamiento de datos para
almacenar las preferencias del operador, de modo que según se mueve
el neumático hasta la posición de presentación, los agarradores son
girados en torno al eje lateral con el fin de presentar el neumático
con una orientación preferida por el operador. De acuerdo con esta
realización, el dispositivo de rotación para hacer girar el
neumático por dentro de los agarradores, en torno al eje de rotación
del neumático, se utiliza para hacer girar el neumático de modo que
cuando el neumático está en la posición de presentación de
neumático, la posición en la rueda en la que un contrapeso
corrector va a ser aplicado por el operador, se presenta en relación
de proximidad cercana al operador. Esto facilita la instalación de
un contrapeso corrector.
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En la realización ilustrada, el aparato incluye
también un transportador de salida que transporta al menos
parcialmente un neumático desde la posición de presentación de
neumático hasta una posición de salida. Con preferencia, el
transportador de salida está situado por debajo de la estación de
operador.
De acuerdo con otra característica de la
invención, una fuente de luz puede formar parte del aparato. La
fuente de luz se utiliza para iluminar una posición predeterminada
sobre el conjunto de neumático/rueda en la que se va a instalar un
contrapeso corrector. De acuerdo con esta característica, la fuente
de luz puede ser una fuente de luz fija y el conjunto de
neumático/rueda se hace girar de modo que la posición en la que va a
ser instalado el contrapeso de neumático se alinee con la fuente de
luz. De acuerdo con este aspecto de la invención, el dispositivo de
rotación que forma parte de los agarradores, se utiliza para hacer
girar el neumático en torno a su eje de rotación hasta que la
posición en la que se va a instalar un contrapeso corrector se
alinee con la fuente de luz.
De acuerdo con otra característica de la
invención, los agarradores pueden incluir un sensor para determinar
el radio de un neumático sujeto entre los agarradores. En otra
realización, el sensor puede monitorizar una distancia a la que se
mueven los agarradores para encajar con la periferia del
neumático.
De acuerdo con el procedimiento de operación
descrito, se determina al menos una posición sobre la rueda en la
que se deberá instalar un contrapeso corrector. Una estación de
operador está situada de modo que soporta un operador que aplica el
contrapeso de la rueda. Se proporciona un mecanismo de manipulación
de neumático, montado para su movimiento recíproco a lo largo de
una trayectoria desde una posición de recepción de neumático hasta
una posición de presentación de neumático. Una rueda se mueve, por
medio del mecanismo de manipulación de neumático, a lo largo de la
trayectoria desde la posición de recepción hasta la posición de
presentación, de forma generalmente ortogonal a la estación de
operador. La rueda se hace girar después en torno a un eje lateral
(un eje que es ortogonal al eje de rotación de la rueda), con el fin
de presentar un lado de la rueda con orientación de enfrentamiento
con respecto al operador, con lo que se facilita la instalación de
un contrapeso corrector de rueda.
En un procedimiento de operación más preferido,
la rueda se hace girar en torno a su eje de rotación con el fin de
situar la posición de la rueda en la que se va a instalar el
contrapeso, en relación de proximidad cercana con el operador. Si
el contrapeso corrector de rueda necesita ser instalado en el otro
lado de la rueda, los agarradores que sujetan la rueda se hacen
girar en torno a un eje lateral de modo que el otro lado de la
rueda se coloca en relación de enfrentamiento con el operador. Con
preferencia, la rueda se hace girar también en torno a su eje de
rotación, de modo que una posición en la que se necesita aplicar un
contrapeso de rueda, se posicione en relación de proximidad cercana
con el operador.
La presente invención se divulga según debería
ser utilizada con un operador humano. Se comprenderá, no obstante,
que los principios de la invención pueden ser aplicados a un aparato
o un procedimiento que utilice una máquina basada en un operador o
dispositivo robótico para la instalación de los contrapesos
correctores de rueda, o que utilice una máquina basada en operador,
que mecanice la rueda en posiciones predeterminadas con el fin de
corregir la condición de desequilibrio.
Las características adicionales de la invención
resultarán más evidentes y se podrá alcanzar una comprensión más
completa mediante la lectura de la descripción detallada que sigue,
realizada en relación con los dibujos que se acompañan.
La Figura 1 es una vista en perspectiva del
equipo de equilibrado que incluye un aparato, construido de acuerdo
con la realización preferida de la invención, que facilita la
instalación manual de contrapesos de rueda en un conjunto de
neumático/rueda;
la Figura 2 es una vista en planta superior del
equipo mostrado en la Figura 1;
la Figura 3 es una vista en perspectiva del
aparato que facilita la instalación manual de contrapesos
correctores de rueda en un conjunto de neumático/rueda;
la Figura 4 es una vista en planta superior del
aparato mostrado en la Figura 3;
la Figura 5 es una vista lateral, parcialmente
en sección, del aparato mostrado en la Figura 3, y
la Figura 6 es una vista en alzado lateral del
aparato, con porciones eliminadas por motivos de claridad, que
ilustra una posición del conjunto de neumático/rueda según un
operador está instalando un contrapeso en la posición de "plano
medio".
Las Figuras 1 y 2 ilustran la construcción
general de un aparato para equilibrar conjuntos de neumático/rueda.
El aparato incluye una máquina 10 de comprobación de equilibrio
dinámico en la que se comprueba un conjunto de neumático/rueda para
determinar si está fuera de equilibrio. Si se encuentra que el
conjunto de neumático/rueda está fuera de equilibrio, la máquina 10
determina en qué parte del conjunto se necesita aplicar contrapesos
correctores, y la cantidad de contrapeso que se necesita aplicar. El
aparato incluye también una estación de aplicación de contrapeso o
dispositivo 12, donde se instala la cantidad apropiada de
contrapesos correctores en posiciones específicas del conjunto de
neumático/rueda según se determine mediante la máquina 10 de
comprobación de equilibrio.
La máquina 10 de comprobación de equilibrio
puede adoptar diversas formas, pero en la realización ilustrada
consiste en una máquina de comprobación de equilibrio dinámico.
La máquina 10 de comprobación de equilibrio
incluye una estación de prueba indicada en general con el número 14
de referencia, en la que se hace que un conjunto 22 de
neumático/rueda gire en un conjunto 28 de eje. Durante la rotación
del conjunto de neumático, las fuerzas generadas por la condición de
desequilibrio del conjunto 22 de neumático son transmitidas a
sensores de fuerza, es decir, células de carga. Las células de
carga convierten estas fuerzas en señales eléctricas que se utilizan
para generar datos relacionados con el desequilibrio del conjunto
de neumático. Estos datos se utilizan para determinar la cantidad de
contrapesos de rueda y las posiciones para su instalación, con el
fin de corregir la condición de desequilibrio. Una vez que los
datos de desequilibrio han sido adquiridos, el conjunto de
neumático/rueda se hace girar hasta posiciones predeterminadas con
relación a marcadores superiores e inferiores que son activados a
continuación para marcar las posiciones en las que se necesita que
los contrapesos sean instalados en los lados superior e inferior
del conjunto 22 de neumático.
De acuerdo con la presente invención, los datos
adquiridos por la máquina 10 de equilibrado con relación a las
posiciones para los contrapesos correctores, son almacenados y/o
transmitidos por último a la estación 12 de aplicación de
contrapeso, la cual, según se va a explicar, presenta el conjunto 22
de neumático/rueda a un operador con orientaciones predeterminadas
o pre-programadas, para facilitar la instalación de
los contrapesos correctores.
La Figura 3 ilustra la construcción global de la
estación 12 de aplicación de contrapeso en la que los contrapesos
correctores son instalados por un operador. La estación 12 de
aplicación de contrapeso incluye una lanzadera 30 de
transferencia/presentación de neumático, que es recíprocamente móvil
a lo largo de una trayectoria definida por un par de raíles 34. La
lanzadera 30 es móvil entre una posición de recogida de neumático,
en la que encaja con un conjunto 22 de neumático/rueda al final del
ciclo de prueba, y una posición de presentación de neumático, en la
que orienta el neumático con respecto al operador para facilitar la
instalación de los contrapesos correctores por parte del
operador.
operador.
La estación 12 de aplicación de contrapeso
incluye también una plataforma 40 de operador elevada sobre la que
está de pie un operador, y desde la que el operador instala los
contrapesos en el conjunto de neumático/rueda, mientras que el
conjunto de neumático/rueda se mantiene en orientaciones
predeterminadas mediante componentes de agarre que forman parte de
la lanzadera 30, como se va a explicar. Según se aprecia mejor en
las Figuras 5 y 6, la estación 12 de aplicación de contrapeso puede
incluir cajones 42 de contrapesos convencionales, desde los que el
operador recupera los contrapesos que van a ser aplicados al
conjunto 22 de neumático/rueda. Los cajones de contrapesos pueden
incluir indicadores (no representados) que se iluminen para informar
al operador de qué contrapeso debe ser recogido. Alternativamente,
la estación de aplicación de contrapeso puede incluir un
visualizador 44 que indica al operador qué contrapeso debe ser
recogido e instalado en el conjunto de neumático/rueda.
Un transportador 46 de descarga, como se va a
explicar también, recibe el conjunto de neumático/rueda liberado
por la lanzadera 30 (después de que se ha completado la operación de
aplicación de contrapeso), y lo entrega en una posición 47 de
salida. Un conjunto 22' de neumático que sale del aparato, ha sido
mostrado en la Figura 3. El transportador 46 de descarga, que puede
moverse arriba y abajo, puede adoptar muchas formas incluyendo,
aunque sin limitación, una serie de rodillos 46a paralelos,
dispuestos en una cinta accionada con motor.
En la realización ilustrada, la lanzadera 30
incluye con preferencia una estructura a modo de bastidor que
incluye pares de columnas 50a, 50b verticales, soportando cada par
de columnas, de forma móvil, conjuntos 54a, 54b de afianzamiento
asociados. Cada conjunto de afianzamiento es recíprocamente móvil en
dirección vertical a lo largo de su par de columnas asociadas. Cada
conjunto 54a, 54b de afianzamiento incluye un agarrador 58a, 58b de
neumático asociado, siendo móviles cada uno con respecto al otro. Al
menos uno de los agarradores 58a, 58b es móvil hacia, y hacia fuera
de, una línea central 59 de la estación 12. En la realización
ilustrada y preferida, cada agarrador 58a, 58b está montado en un
brazo 60a, 60b asociado, extensible lateralmente y giratorio, de
modo que ambos agarradores 58a, 58b pueden moverse concurrentemente
hacia, y hacia fuera de, la línea central 59.
Haciendo referencia en particular a las Figuras
3 y 4, se pueden utilizar varios procedimientos para mover los
conjuntos 54a, 54b de afianzamiento a lo largo de sus columnas 50a,
50b respectivas. Por ejemplo, y según se ha ilustrado
esquemáticamente en la Figura 3, tornillos 53 de bola accionados con
motor, pueden ser montados en el interior de cada columna 50a, 50b.
Los tornillos de bola encajan con miembros 55 roscados, que forman
parte de cada conjunto de afianzamiento, de modo que la rotación
coordinada de los tornillos de bola produce desplazamiento vertical
en el conjunto de afianzamiento asociado.
Según se aprecia mejor en las Figuras 3 y 4, el
movimiento en los respectivos brazos 60a, 60b está coordinado de
modo que los agarradores 58a, 58b se mueven concurrentemente cada
uno hacia el otro, con el fin de encajar con un conjunto 22 de
neumático en la estación 14 de prueba al final del ciclo de prueba
de equilibrio. Haciendo referencia en particular a las Figuras 3 y
4, cada conjunto 54a, 54b de afianzamiento incluye un par de
correderas 57 separadas, que están encajadas en bloques 59 de
soporte que forman parte de los agarradores. Actuadores asociados
(no representados) son operativos para mover recíprocamente los
agarradores 58a, 58b a lo largo de las correderas 57.
Cada agarrador 58a, 58b incluye un par de
rodillos 62 orientados verticalmente, que encajan con la periferia
del conjunto 22 de neumático.
Al menos uno de los rodillos 62' está accionado
con motor por medio de una fuente impulsora adecuada (no
representada), de modo que cuando el conjunto 22 de neumático/rueda
está sujeto entre los agarradores 58a, 58b, el conjunto 22 de
neumático puede ser girado en torno a su eje de rotación dentro de
los agarradores, energizando el motor impulsor para el rodillo 62'.
Adicionalmente, la posición girada del conjunto de neumático/rueda
es monitorizada de modo que el conjunto 22 de neumático puede ser
girado hasta posiciones predeterminadas en base a los datos
adquiridos por la máquina 10 de equilibrado dinámico. Por ejemplo,
uno de los rodillos 62 que puede ser, o no, el rodillo 62'
accionado, puede incluir un codificador (no representado) que se
utiliza para proporcionar la señal de retorno necesaria, con el fin
de hacer girar el conjunto 22 de neumático hasta posiciones
predeterminadas con anterioridad a, o durante, una etapa posterior
de aplicación de contrapeso.
Con el fin de girar de forma precisa el
neumático hasta posiciones predeterminadas, la invención contempla
el uso de los datos de radio previamente almacenados o medidos
respecto a un conjunto 22 de neumático/rueda que está siendo
sujetado por los agarradores 58a, 58b. Los datos de radio, acoplados
a la información proporcionada por el codificador (no representado)
accionado con rodillo, permiten el control del rodillo 62' impulsado
con el fin de hacer girar de forma precisa el conjunto 22 de
neumático/rueda. En consecuencia, el conjunto de neumático/rueda
puede ser girado parcialmente a través de ángulos precisos con el
fin de posicionar de manera precisa la rueda para la etapa de
aplicación de contrapeso.
Los datos de radio o de diámetro respecto a la
rueda que está siendo sujetada por los agarradores 58a, 58b, pueden
ser obtenidos de varias maneras. Los datos pueden ser introducidos
por el operador; éstos pueden ser medidos en la estación de
equilibrado y comunicados a la estación de aplicación de contrapeso;
o, el diámetro (y por tanto el radio) del neumático puede ser
determinado directamente en la estación de aplicación de contrapeso
monitorizando la distancia a la que se extienden los brazos 60a, 60b
agarradores, utilizando sensores apropiados.
De acuerdo con una característica de la
invención, los agarradores 58a, 58b son susceptibles de giro
conjuntamente en torno a un eje lateral indicado mediante el número
de referencia 70, con el fin de voltear el conjunto de rueda de
neumático, y para proporcionar también un medio para orientar (en el
plano radial) el conjunto de neumático/rueda en su totalidad, en
varios ángulos. Esto es especialmente útil cuando se aplican
contrapesos adhesivos en posiciones de semi-plano
sobre el conjunto 22 de neumático/rueda. En la realización
ilustrada, la rotación de los brazos 60a, 60b se consigue
utilizando un motor 71 impulsor, y una cinta 73 motriz que acciona
una polea 75 de brazo (mostrada en la Figura 3). Se utilizan
codificadores u otros sensores de movimiento para monitorizar la
posición de los agarradores 58a, 58b, de modo que se coordina el
movimiento en los agarradores. De ese modo, los agarradores
permanecen alineados, incluso cuando giran.
De acuerdo con la invención, el movimiento en
los conjuntos 54a, 54b de afianzamiento a lo largo de las columnas
90a, 90b asociadas, respectivamente, está coordinado de modo que
ambos conjuntos de afianzamiento se mueven conjuntamente en
relación de enfrentamiento, alineados. El movimiento en los
conjuntos 54a, 54b de afianzamiento se coordina utilizando
tecnología conocida, tal como sensores de posición y componentes de
realimentación que operan en cooperación con un software de
control. La rotación de los agarradores 58a, 58b en torno al eje
70, está también coordinada de modo que ambos agarradores 58a, 58b
se mueven al unísono y en relación de alienados.
El dispositivo/la máquina 14 de aplicación de
contrapeso, opera como sigue. La lanzadera 30 es impulsada
inicialmente hasta su posición de recepción de neumático mostrada en
la Figura 1. En esta posición, los agarradores 58a, 58b están en
posición separada, pero sustancialmente alineados con el conjunto 22
de neumático/rueda situado en la estación 14 de prueba (Figura 1).
Con preferencia, la línea central 70 de los brazos 60a, 60b
extensibles está alineada con el eje de rotación del conjunto 22 de
neumático. Al final del ciclo de prueba, y según se explica de
forma más completa en la solicitud U.S. identificada con
anterioridad, un elevador que forma parte de la máquina de
equilibrado dinámico, eleva el conjunto de neumático/rueda más allá
del eje 28. En este punto del funcionamiento de la máquina, los
datos relacionados con el desequilibrio del neumático han sido
adquiridos, y se han determinado las posiciones sobre este conjunto
22 de neumático en las que se necesita instalar contrapesos
correctores. Estos datos, junto con los datos relacionados con la
orientación actual del conjunto 22 de neumático, son transferidos a
continuación a la estación de aplicación de contrapeso, en la que
un controlador adecuado utiliza los datos para controlar el
movimiento del conjunto de neumático/rueda con el fin de orientar el
conjunto de neumático en posiciones preferidas o seleccionadas por
el operador para facilitar la aplicación de los contrapesos
correctores de rueda. La activación de la lanzadera y de las
diversas funciones de los conjuntos 54a, 54b de afianzamiento, son
pre-seleccionadas o pre-programadas
por el operador de modo que se adecúen a sus preferencias o
necesidades personales.
Con anterioridad al encaje con el conjunto de
neumático/rueda (el cual está ahora asentado encima del
transportador de salida de la máquina 10 de equilibrado dinámico),
los conjuntos 54a, 54b de afianzamiento son subidos o bajados, si
se necesita, con el fin de alinear verticalmente los conjuntos 58a,
58b agarradores con el conjunto 22 de neumático. Una vez alineados,
uno o ambos brazos 60a, 60b de agarre se extienden con el fin de
mover uno o ambos agarradores 58a, 58b hacia el conjunto 22 de
neumático. Tras el encaje con la periferia del neumático, se genera
una fuerza de afianzamiento al seguir empujando los agarradores 58a,
58b hacia el conjunto 22. Esta fuerza de afianzamiento mantiene el
encaje del conjunto de neumático por parte de los conjuntos 54a, 54b
de afianzamiento. La lanzadera 30 se energiza para mover el
conjunto fuera del transportador de descarga mediante su movimiento
hacia la plataforma 40 de operador. Ésta es impulsada por medio de
un motor o una fuente de alimentación adecuados (no
representados).
Según se mueve la lanzadera 30 hacia la
plataforma 40 de operador o, alternativamente, después de que la
lanzadera 30 alcanza la plataforma de operador, los conjuntos 54a,
54b de afianzamiento son subidos o bajados con el fin de presentar
la superficie superior (o lado de bordillo) del conjunto 22 de
neumático/rueda a una altura que facilite la instalación de
contrapesos por parte del operador (si el conjunto de
neumático/rueda requiere la aplicación de un contrapeso de
corrección sobre el lado de bordillo). El conjunto 22 de
neumático/rueda se hace girar a continuación (en torno a su eje de
rotación) dentro de los agarradores 58a, 58b (mediante el rodillo
62' alimentado con potencia) o alternativamente según se mueve la
lanzadera 30, de modo que la posición del conjunto 22 de
neumático/rueda en la que se ha de instalar el contrapeso se
encuentre en una posición predeterminada. La posición puede ser
también marcada por la máquina 10 de equilibrado.
La presente invención contempla varios
procedimientos para indicar la colocación del contrapeso corrector
por parte del operador. Como ejemplo, el conjunto 22 de neumático
puede ser girado (en torno al eje de rotación del conjunto de
rueda) de modo que una posición previamente marcada para la
instalación del contrapeso se sitúe más cerca del operador, es
decir, en la posición de las seis en punto según se mira desde la
posición ventajosa del operador. Alternativamente, el conjunto de
neumático puede ser girado (en torno al eje de rotación de la
rueda) de modo que la posición en la que se va a instalar el
contrapeso se alinee con un haz de luz fijo, es decir, láser, que
proporciona en ese caso una marca visual para el operador.
De acuerdo con una característica de la
invención, los conjuntos 54a, 54b de afianzamiento pueden ser
girados concurrentemente en torno al eje 70 lateral, con el fin de
presentar la rueda formando un ángulo con respecto al operador en
caso de que una presentación angular de la rueda pudiera facilitar
la instalación del contrapeso.
En la realización preferida e ilustrada, el eje
70 lateral en torno al cual se puede girar el neumático, es
sustancialmente paralelo con los hombros de los operadores o con el
plano del cuerpo del operador. En otras palabras, el eje 70 no
intersecta con el operador o con un plano en el que está de pie el
operador. Esto proporciona una ventaja significativa debido a que
la posición en la que se necesita aplicar un contrapeso por parte
del operador, puede ser posicionada a cualquier altura deseada por
el operador, pero, de manera más importante, el neumático/la rueda
en su totalidad puede ser inclinada (y, si se necesita, subida o
bajada) de modo que el interior de la rueda pueda ser presentado en
relación de proximidad (a un corto alcance) con al operador.
En la realización ilustrada, esta relación se
consigue haciendo girar la posición de la plataforma del operador
(y con ella, el operador) 90º desde las posiciones más
convencionales proporcionadas por la técnica anterior. En la
técnica anterior, el operador permanece con frecuencia a un lado de
un transportador que lleva el neumático hasta la estación de
aplicación de contrapeso, y si la estación de aplicación de
contrapeso incluye un dispositivo de volteo de neumático, el eje de
rotación de ese dispositivo intersecta típicamente con el operador.
Como resultado, los dispositivos de volteo de la técnica anterior
no pueden inclinar fácilmente el conjunto de neumático/rueda para
presentar el interior de una rueda en relación de proximidad cercana
al operador. La presente invención proporciona así un aparato para
hacer girar el conjunto de neumático/rueda, que sirve para dos
funciones. Éste se utiliza para voltear el neumático de modo que los
contrapesos correctores puedan ser instalados por ambos lados del
conjunto de neumático/rueda, pero también se utiliza para inclinar
el neumático/la rueda según orientaciones predeterminadas, para
facilitar la instalación de los contrapesos correctores.
Una vez que se ha aplicado el contrapeso
corrector a un lado del conjunto de neumático/rueda, el operador,
por medio de un dispositivo adecuado de generación de señales, tal
como un par de conmutadores 72 para la palma de la mano (mostrados
en las Figuras 3 y 5), confirma que el primer contrapeso ha sido
instalado. Los conjuntos 54a, 54b de afianzamiento son girados a
continuación concurrentemente en torno al eje lateral, para voltear
el conjunto de neumático con el fin de presentar el lado inferior
del conjunto 22b de neumático/rueda al operador. El conjunto 22 de
neumático se hace girar también entonces en torno al eje de rotación
de la rueda (por medio del rodillo 62') de modo que la posición en
la que se ha de instalar el contrapeso se encuentre en una posición
predeterminada o se alinee con un indicador de aplicación de
contrapeso, tal como un rayo de luz.
El plano radial del conjunto 22 de neumático
puede ser orientado a continuación de modo que facilite la
instalación del contrapeso. Por ejemplo, si se va a instalar un
contrapeso de tipo adhesivo en el interior de la rueda, es decir en
el "plano medio", el conjunto 22 de neumático/rueda puede ser
presentado formando un ángulo apropiado que facilite al operador el
alcance hasta la rueda para instalar el contrapeso.
De acuerdo con una característica de la
invención, la altura y la orientación en las que se presenta el
neumático/la rueda a un operador, pueden variar dependiendo de las
preferencias del operador. De ese modo, por ejemplo, los operadores
más bajos pueden reducir la altura a la que se presente el
neumático/la rueda 22 de modo que ésta se acomode al alcance del
operador. Al ajustar la presentación del neumático para que se
adecúe al operador, se obtiene como resultado una menor fatiga del
operador.
La invención contempla también el almacenamiento
de las preferencias del operador, de modo que cuando un operador
empieza a utilizar la máquina, introduce un identificador que, a su
vez, carga sus preferencias en la máquina, de modo que durante su
cambio, los neumáticos/las ruedas se presentan a alturas y
distancias que han sido previamente seleccionadas por ese operador.
Cuando se cambian los operadores, el nuevo operador simplemente
introduce su identificador y a partir de ese momento, la máquina
presenta los conjuntos de neumático de acuerdo con las preferencias
del nuevo operador.
Se debe apreciar aquí que la presente invención
ha sido descrita según debería ser usada para instalar un solo
contrapeso corrector en cada lado de la rueda. Esta invención, sin
embargo, contempla también el posicionamiento automático del
conjunto de neumático/rueda cuando: 1) se ha de aplicar un
contrapeso corrector solamente en un lado del conjunto de
neumático/rueda; 2) se han de instalar múltiples contrapesos en un
lado de la rueda, y/o se han de instalar múltiples contrapesos en
ambos lados de la rueda que pueden ser similares o diferentes. En
resumen, cada lado de la rueda puede recibir ninguno, uno o
múltiples contrapesos de tipos similares o diferentes. Para que se
aplique cada contrapeso, el aparato descrito orientará el conjunto
de neumático/rueda según se ha descrito en lo que antecede, y
generará una pausa hasta que el operador indique que el contrapeso
ha sido aplicado, es decir, presionando los conmutadores 72 con la
palma de la mano.
Cuando todos los contrapesos correctores han
sido instalados, el operador presiona los conmutadores 72 con la
palma de la mano y se hace que gire con preferencia el neumático/la
rueda 72 en torno al eje 70 lateral hasta una orientación de
descarga, es decir, con el lado 22a exterior o de bordillo del
conjunto de neumático/rueda enfrentado hacia arriba. En la
realización preferida, y según se muestra en la Figura 6, una
porción 46' del transportador 46 de descarga se eleva para recibir
el conjunto 22 de neumático/rueda ahora equilibrado. Los conjuntos
54a, 54b de afianzamiento son retraídos a continuación
concurrentemente para liberar el conjunto 22 de neumático sobre el
transportador 46' de descarga, después de lo cual se hace bajar el
transportador 46' y el conjunto de neumático es transportado hasta
la posición 47 de la máquina. Según está siendo bajada la porción
46' de transportador, la lanzadera 30 está volviendo a la posición
de recepción de neumático donde el siguiente conjunto de neumático
es encajado y presentado al operador para la instalación de
contrapesos correctores.
Elevando la porción 46' de transportador para
recibir el conjunto de neumático, se reduce el tiempo del ciclo
para el aparato, puesto que la lanzadera 30 puede volver
inmediatamente a la estación 14 de prueba para recoger el siguiente
neumático/rueda. Sin la porción 46' de transportador elevable, los
conjuntos de afianzamiento tendrían que caer completamente para
liberar el neumático y después moverse hasta una posición elevada
antes de que la lanzadera 30 pudiera moverse hasta la estación 14
de prueba.
Utilizando la presente invención, la aplicación
de los contrapesos correctores a los conjuntos de neumático/rueda se
facilita considerablemente. A diferencia con el equipamiento de
aplicación de contrapeso de la técnica anterior, la orientación del
conjunto 22 de neumático/rueda puede variar dependiendo de las
preferencias personales del operador. Además, la marcación de las
posiciones de contrapeso de rueda con la utilización de marcadores
a base de tinta o a base de pintura, puede ser eliminada. Además, la
capacidad de rotación del neumático en el interior de los
agarradores 58a, 58b minimiza la extensión a la que debe llegar el
operador para aplicar los contrapesos, reduciendo de ese modo
sustancialmente la fatiga del operador.
Los expertos en la materia reconocerán que
cuando el rendimiento requerido de la máquina es más alto de lo que
se puede lograr con un solo operador, o una sola estación, las
máquinas de la técnica anterior han empleado múltiples estaciones
de aplicación de contrapesos, o han transportado la rueda
equilibrada en su posición invertida hasta una estación adicional
que la devuelve a su orientación normal. La máquina de la presente
invención puede ser adaptada fácilmente por los expertos en la
materia para que opere de acuerdo con esos principios empleados por
las máquinas anteriores.
Aunque la invención ha sido descrita con
relación a contrapesos de rueda aplicados por un operador humano,
la invención también contempla la aplicación de contrapesos de rueda
por medio de sistemas robóticos. Puesto que el aparato descrito
puede posicionar y orientar el conjunto de neumático/rueda de forma
precisa, de modo que la posición en la que el contrapeso de rueda
debe ser aplicado se conozca de manera precisa, un equipo
automatizado podría ser adaptado para aplicar directamente los
contrapesos de rueda al conjunto 22 de neumático/rueda. Además, esta
invención contempla el equilibrado de conjuntos de neumático/rueda
por mecanización, es decir, mediante fresado o taladrado, de
porciones del conjunto de rueda con el fin de corregir una condición
de desequilibrio. Según se ha indicado anteriormente, el aparato
descrito está capacitado para posicionar de manera precisa un
conjunto de neumático/rueda de modo que se pueda conocer de forma
precisa una posición en la que se ha de aplicar un contrapeso o
bien se ha de retirar un contrapeso para corregir una condición de
desequilibrio y, por lo tanto, el aparato puede ser utilizado para
corregir el desequilibrio del neumático/la rueda utilizando
operaciones de mecanización, en vez de únicamente la instalación de
contrapesos correctores de rueda. También se debe apreciar aquí
que, en la realización ilustrada, los conjuntos 54a, 54b de
afianzamiento son móviles verticalmente a lo largo de sus columnas
50a, 50b asociadas. Adicionalmente, ambos agarradores 58a, 58b se
mueven concurrentemente hacia, y hacia fuera de, cada uno del otro
con el fin de encajar con un neumático. La invención, sin embargo,
contempla construcciones en las que no se requiere que los conjuntos
de afianzamiento se muevan verticalmente, o se requiere que se
muevan en dirección vertical solo ligeramente. Esto se puede
conseguir mediante una elección apropiada de alturas del
transportador de salida y de alturas de la plataforma del operador.
Adicionalmente, es posible construir los conjuntos de afianzamiento
de tal modo que solamente necesite extenderse un agarrador para
agarrar un neumático.
La presente invención ha sido desvelada en
relación con la aplicación de contrapesos correctores de rueda a un
conjunto de neumático/rueda. Se debe entender que los principios de
la invención pueden ser usados como parte de un aparato para
corregir condiciones de desequilibrio en una rueda en la que no se
haya montado aún un neumático. Además, los principios de la
invención pueden ser aplicados a un aparato en el que las
condiciones de desequilibrio en un conjunto de neumático/rueda o
una rueda sola, son corregidas mediante mecanización (es decir,
fresado, esmerilado) de posiciones predeterminadas sobre la rueda,
con el fin de corregir la condición de desequilibrio.
Aunque la invención ha sido descrita con cierto
grado de particularización, se debe entender que los expertos en la
materia pueden realizar diversos cambios en la misma sin aparatarse
del alcance de la invención, según se reivindica en lo que
sigue.
Claims (23)
1. Un aparato para facilitar la instalación de
contrapesos de corrección de equilibrio en un neumático que está
montado en una rueda, que comprende:
a) un mecanismo (30) de manipulación de
neumático, montado para su movimiento recíproco a lo largo de una
trayectoria desde una posición de recepción de neumático hasta una
posición de presentación de neumático, y operativo para mover dicho
neumático a lo largo de la citada trayectoria desde dicha posición
de recepción de neumático hasta dicha posición de presentación de
neumático. en la que se instala un contrapeso de corrección de
equilibrio en una posición predeterminada sobre dicho conjunto de
neumático/rueda; y, en el que dicho mecanismo de manipulación de
neumático está soportado recíprocamente sobre un par de pistas (34)
que definen la citada trayectoria que se extiende desde dicha
posición de recepción de neumático hasta dicha posición de
presentación de neumático; y
b) una estación (40) de operador, para soportar
a un operador en una posición de operador en relación de
enfrentamiento con el citado neumático según es éste transportado
por el citado mecanismo de manipulación de neumático desde la
citada posición de recepción de neumático hasta la citada posición
de presentación de neumático.
2. El aparato de la reivindicación 1, en el que
dicho mecanismo (30) de manipulación de neumático incluye un par de
agarradores (58a, b) para enganchar una periferia de dicho neumático
en dos posiciones espaciadas.
3. El aparato de la reivindicación 2, en el que
dichos agarradores (58a, b) son móviles cada uno hacia, y alejado
de, el otro, con el fin de aplicar una fuerza de agarre a dicho
neumático.
4. El aparato de la reivindicación 2 ó 3, en el
que dichos agarradores (58a, b) son giratorios en torno a un eje
lateral, siendo dicho eje lateral sustancialmente ortogonal al eje
de rotación de dicho neumático.
5. El aparato de la reivindicación 4, en el que
dicho eje lateral es sustancialmente perpendicular a la trayectoria
desde dicha posición de recepción de neumático hasta dicha posición
de presentación de neumático.
6. El aparato de cualquiera de las
reivindicaciones 2 a 5, en el que dichos agarradores (58a, b) son
móviles concurrente y recíprocamente, en una dirección
sustancialmente vertical, con lo que se cambia la elevación de
dicho neumático con respecto a dicha estación (40) de operador.
7. El aparato de cualquiera de las
reivindicaciones 2 a 6, en el que al menos uno de dichos agarradores
(58a, b) incluye un dispositivo (62) de rotación de neumático, para
girar dicho neumático en el interior de dichos agarradores en torno
a su eje de rotación.
8. El aparato de la reivindicación 7, en el que
dicho dispositivo (62) de rotación de neumático está adaptado para
hacer girar el citado neumático sujeto por dichos agarradores (58a,
b) de tal modo que una posición en dicho neumático, en la que se va
a instalar un contrapeso corrector, se alinea con una fuente de
luz.
9. El aparato de la reivindicación 7 u 8, en el
que dicho dispositivo (62) de rotación de neumático está adaptado
para girar el citado neumático, de tal modo que una posición en
dicho neumático, en la que se va a instalar un contrapeso
corrector, se presenta en relación de proximidad cercana a la
estación (40) de operador, con el fin de facilitar la instalación
de dicho contrapeso corrector.
10. El aparato de cualquiera de las
reivindicaciones 7 a 9, en el que al menos uno de dichos agarradores
(58a, b) incluye un codificador para monitorizar la posición
rotativa de dicho neumático en el interior de dichos
agarradores.
agarradores.
11. El aparato de cualquiera de las
reivindicaciones 4 a 10, en el que la posición hasta la que se gira
dicho neumático por medio de los citados agarradores (58a, b) es
una función del tipo de contrapeso corrector que se va a
instalar.
12. El aparato de cualquiera de las
reivindicaciones 4 a 11, en el que la posición hasta la que se gira
dicho neumático por medio de los citados agarradores (58a, b)
depende de las preferencias del operador.
13. El aparato de cualquiera de las
reivindicaciones 3 a 12, en el que dichos agarradores incluyen un
sensor para determinar el radio de dicho neumático.
14. El aparato de la reivindicación 13, en el
que dicho sensor monitoriza una distancia a la que se mueven dichos
agarradores (58a, b) con el fin de agarrar la citada periferia de
dicho neumático.
15. El aparato de cualquiera de las
reivindicaciones 4 a 14, que incluye un dispositivo de
almacenamiento de datos para almacenar preferencias del operador,
de tal modo que cuando se mueve un neumático hasta la posición de
presentación de neumático, dichos agarradores (58a, b) son girados
en torno a dicho eje lateral, con el fin de presentar el citado
neumático en la orientación preferida por el operador.
16. El aparato de cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que dicho mecanismo de
manipulación de neumático incluye un par de columnas (50a, b),
soportando cada columna recíprocamente un agarrador (58a, b)
asociado, siendo cada agarrador recíprocamente móvil en dirección
vertical a lo largo de su columna asociada.
17. El aparato de la reivindicación 16, en el
que dichas columnas incluyen un sistema (53) actuador de tornillo
de bola, en el que la rotación de un tornillo de bola provoca
movimiento vertical en el agarrador (58a, b) asociado.
18. El aparato de cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, que incluye además un transportador
(46) de salida que transporta al menos parcialmente dicho neumático
desde dicha posición de presentación de neumático hasta una
posición de salida.
19. El aparato de la reivindicación 18, en el
que dicho transportador (46) de salida está situado por debajo de
la citada estación (40) de operador.
20. El aparato de cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, que incluye además una fuente de luz
para iluminar una posición predeterminada en dicho conjunto de
neumático/rueda en la citada posición de presentación.
21. Un procedimiento para instalar contrapesos
de corrección de equilibrio en una rueda que monta un neumático,
que comprende las etapas de:
a) determinar al menos una posición sobre dicha
rueda en la que deba instalarse un contrapeso corrector;
b) proporcionar una estación (40) de operador
para soportar un operador instalador de contrapesos de rueda;
c) proporcionar un mecanismo (30) de
manipulación de neumático, montado para su movimiento recíproco a lo
largo de una trayectoria, desde una posición de recepción de
neumático hasta una posición de presentación de neumático; en el
que dicho mecanismo de manipulación de neumático está soportado
recíprocamente sobre un par de pistas (34) que definen la citada
trayectoria que se extiende desde la citada posición de recepción
de neumático hasta la citada posición de presentación de neumático,
y
d) mover, por medio de dicho mecanismo de
manipulación de neumático, la citada rueda a lo largo de dicha
trayectoria desde la citada posición de recepción hasta la citada
posición de presentación, ortogonal en general a la citada estación
de operador, y
e) girar la citada rueda en torno a un eje
lateral que es sustancialmente perpendicular al eje de rotación de
dicha rueda, con el fin de presentar un lado de dicha rueda con una
orientación de enfrentamiento con respecto a la citada estación de
operador, con lo que se facilita la instalación de un contrapeso
corrector de rueda en la citada rueda.
22. El procedimiento de la reivindicación 21, en
el que dicha rueda se hace girar en torno a su eje de rotación con
el fin de situar una posición de dicha rueda en la que va a ser
instalado un contrapeso, en relación de proximidad cercana con la
citada estación (40) de operador.
23. El procedimiento de la reivindicación 22,
que comprende además la etapa de hacer girar la citada rueda en
torno a dicho eje lateral hasta que el otro lado de dicha rueda está
en relación de enfrentamiento con la citada estación (40) de
operador, de tal modo que otro contrapeso corrector de rueda pueda
ser instalado en una posición predeterminada sobre la citada
rueda.
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