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.
Campo técnico
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.
Técnica anterior
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.
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.
Divulgación de la invención
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.
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.
Breve descripción de los dibujos
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".
Mejor modo de llevar a cabo la invención
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.
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.
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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