ES2321562T3 - Procedimiento y dispositivo para la compensacion de la excentricidad de una rueda en la medicion de ejes. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para la compensación de la excentricidad de una rueda en la medición de ejes de un automóvil (2) girando la rueda (6) que va a medirse haciéndola rodar sobre una placa deslizable (4a, 4b) que puede desplazarse por debajo de la rueda (6), midiéndose el camino de rodadura (sv, sr) de la rueda (6) por un lado y el radio de rodadura efectivo (r'') de la rueda (6) por otro lado y determinándose a partir de ello el ángulo de giro (alfav, alfar) de la rueda, caracterizado porque la placa deslizable (4a, 4b) se desplaza mediante un accionamiento y el camino de rodadura de la rueda (6) se determina a partir del camino de deslizamiento (sv, sr) de la placa deslizable.

Description

Procedimiento y dispositivo para la compensación de la excentricidad de una rueda en la medición de ejes.

La invención se refiere a un procedimiento para la compensación de la excentricidad de una rueda con las características del preámbulo de la reivindicación 1 de patente y a un dispositivo para la realización de este procedimiento.

El ajuste correcto de las ruedas, especialmente la convergencia, la caída y el ángulo de avance del pivote tienen una importancia decisiva para la seguridad, el comportamiento de dirección y el desgaste de neumáticos. Por tanto es necesario medir y ajustar posteriormente los ejes del vehículo de vez en cuando.

El procedimiento más aplicado actualmente de la medición de ejes funciona con un cabezal de medición que se monta mediante un adaptador en la rueda que va a medirse, funcionando la llanta como base en la que se apoya el adaptador a través de 3 brazos.

Más moderna es la medición de ejes sin contacto. Funciona con cámaras que registran el movimiento de marcas características en la llanta o en el neumático. A partir de ello pueden determinarse mediante relaciones matemáticas los datos del eje de la rueda o de la geometría de dirección.

En todos los procedimientos de medición de ejes existe el riesgo de que la llanta y/o el neumático tenga un error de cocentricidad, especialmente una excentricidad lateral, de modo que el plano de rotación medido de la rueda no coincide con el plano de rotación real. Por tanto es necesario realizar una denominada compensación de la excentricidad de la rueda. A este respecto se gira la rueda un determinado ángulo de giro y se registra la variación de ubicación del plano de rotación que se produce posiblemente a este respecto en función del ángulo de giro, de modo que pueden corregirse los valores de convergencia y de caída medidos.

En la mayoría de los casos la medición de ejes se realiza en una plataforma elevadora, situándose las ruedas que van a medirse sobre un plato giratorio y/o placas deslizables. El vehículo se eleva entonces mediante un elevador de ruedas o elevador de ejes y las ruedas se giran manualmente.

Además se conoce la denominada compensación deslizante. A este respecto el vehículo debe deslizarse un poco manualmente hacia delante y/o hacia atrás.

Finalmente se ha dado a conocer por el documento DE 20 303 599 del solicitante apoyar las ruedas que van a medirse en cada caso en un chasis con dos rodillos de desplazamiento, de modo que las ruedas pueden hacerse girar por motor. De este modo se suprime el giro manual de las ruedas del vehículo o incluso el deslizamiento de todo el vehículo y se simplifica y acelera la medición.

Un procedimiento sin contacto para la compensación de la excentricidad de una rueda con las características del preámbulo de la reivindicación de patente 1 se ha dado a conocer mediante el documento FR-A-2808082. A este respecto el vehículo se desplaza por su propio impulso entre dos posiciones de medición, mientras que las placas deslizables están bloqueadas sobre la plataforma elevadora.

Además se conoce por el documento EP-A-0895056 un dispositivo para la medición de ejes sin contacto, en el que en una plataforma elevadora está dispuesta al menos una placa deslizable en el lado izquierdo y una en el lado derecho, cuyo camino de deslizamiento puede medirse mediante sensores de desplazamiento y sobre las que están montadas en cada caso dos cámaras de vídeo.

La siguiente invención se basa ahora en el objetivo de simplificar adicionalmente la compensación de la excentricidad de una rueda, especialmente para el caso de que deba combinarse con una medición de ejes sin contacto. No en último término se caracterizará la invención por una alta precisión, seguridad de funcionamiento y costes reducidos.

Este objetivo se soluciona según la invención mediante las características de las reivindicaciones de patente 1 y 5.

La invención parte del conocimiento de que actualmente sigue siendo problemático el registro del ángulo de giro necesario para la compensación de la excentricidad de una rueda cuando se desea prescindir de un cabezal de medición que puede colocarse sobre la rueda o puntos de marcación magnéticos. Por tanto la invención propone en principio determinar el ángulo de giro de la rueda no como hasta ahora de manera directa, sino calcularlo a partir del camino de rodadura de la rueda por un lado y el radio de rodadura efectivo correspondiente por otro lado con ayuda de la conocida ecuación del círculo perímetro = 2 \pi x radio. Sin embargo, a este respecto es esencial no utilizar el radio teórico del neumático, sino el radio de rodadura efectivo, en el que se tiene en cuenta la deformación del neumático debido al peso del vehículo. Entonces puede calcularse de manera muy precisa el ángulo de giro correspondiente de la rueda a partir del camino de rodadura de la rueda recorrido en la dirección circunferencial por un lado y el radio de rodadura efectivo por otro lado.

A este respecto se determina el camino de rodadura de la rueda a través del camino de deslizamiento de la placa deslizable, ya que para ello están disponibles instrumentos de medición de desplazamiento sencillos. A este respecto está dentro del marco de la invención, no sólo medir el inicio y el final del camino de deslizamiento, sino realizar mediciones de desplazamiento continuas y medir en varios puntos de desplazamiento medidos en cada caso la orientación de la rueda, ya que de este modo puede registrarse de manera considerablemente más precisa una posible excentricidad de una rueda.

El radio de rodadura efectivo de la rueda aún necesario para el cálculo del ángulo de giro se determina preferiblemente sin contacto a partir de datos de imagen de la rueda de una cámara durante su giro. A este respecto pueden registrarse varios puntos marcados en la llanta y determinarse a partir de su desplazamiento en forma de arco circular las coordenadas exactas del eje de giro. Esto es considerablemente más exacto que la referencia al punto central aparente
de la llanta, ya que las tapas decorativas colocadas en la misma no siempre están situadas exactamente en el centro.

El registro descrito del punto central de la rueda mediante datos de imagen de cámara es suficiente para determinar el radio de rodadura efectivo, ya que la cámara habitualmente está calibrada con respecto a su escala de altura al mismo plano de referencia, en el que también rueda la rueda, esto es, al nivel de las placas deslizables. De este modo a partir de la altura del punto central de la rueda resulta directamente el radio de rodadura efectivo.

Para una simplificación y aceleración adicional se recomienda integrar la compensación de la excentricidad de una rueda en el programa de medición de la medición de ejes. Entonces pulsando un botón sólo es necesario activar el deslizamiento de las placas deslizables, a continuación de lo que se realiza automáticamente la medición de ejes al igual que la compensación de la excentricidad de la rueda.

Para la medición de ejes sin contacto y la compensación de la excentricidad de una rueda se recomienda generar mediante un proyector de vídeo, de manera en sí conocida, un patrón de rayas sobre la rueda, registrar este patrón de rayas y su variación de posición que se produce durante el giro de la rueda en el espacio mediante una cámara y evaluarlo mediante un ordenador.

Características y ventajas adicionales de la invención se obtienen a partir de la siguiente descripción de un ejemplo de realización y a partir del dibujo; a este respecto muestra

la figura 1 una vista desde arriba de una plataforma elevadora con cámaras para la compensación de la excentricidad sin contacto en la medición de ejes visto desde arriba;

la figura 2 un fragmento de un vehículo sobre la plataforma elevadora en una vista lateral;

la figura 3 el mismo fragmento que la figura 2 tras un desplazamiento de las placas deslizables en la dirección hacia delante y

la figura 4 el mismo fragmento que la figura 2 tras un desplazamiento de las placas deslizables en la dirección hacia atrás.

En la figura 1 se observa una plataforma elevadora 1 que está compuesta por dos carriles de rodadura 1 a y 1 b paralelos, que sin embargo podría estar construida igualmente de otro modo, por ejemplo como plataforma de trabajo o similar. Sobre la plataforma elevadora 1 se sitúa un vehículo 2, que mediante rampas de acceso 3a y 3b habituales se ha subido a los carriles de rodadura, de modo que sus ruedas delanteras se han detenido sobre las placas deslizables 4a, 4b. Estas placas deslizables están montadas horizontalmente desplazables en todas las direcciones, preferiblemente también de manera que puedan girar respecto a su eje vertical, para que las ruedas del vehículo se sitúen absolutamente sin tensiones sobre estas placas deslizables y este estado sin tensiones se mantenga también durante el desplazamiento de las placas deslizables. Con el mismo fin se sitúan también las ruedas traseras del vehículo sobre placas deslizables 7a ó 7b correspondientes.

De manera conveniente las placas deslizables están equipadas con un bloqueo automático, para que en el estado de no uso no se deslicen lateralmente cuando las pise el personal de servicio. Este bloqueo automático se elimina automáticamente cuando la plataforma elevadora está ocupada por un vehículo.

A ambos lados de las ruedas delanteras se encuentran robots 5a y 5b, compuestos en cada caso por un proyector de vídeo y una cámara. El proyector de vídeo proyecta un patrón de rayas sobre la rueda asociada al mismo. La cámara registra este patrón de rayas y a partir de los datos de imagen un ordenador determina de manera en sí conocida, especialmente mediante la denominada triangulación de colores, al menos la caída y la convergencia de la rueda. Sin embargo, estos valores de medición deben corregirse en mayor o menor medida cuando la rueda tiene una excentricidad, es decir, no es redonda de manera ideal, sino que tiene por ejemplo una abolladura local.

Aquí se aplica la presente invención, girando las ruedas mediante las placas deslizables 4a y 4b, midiendo el camino de desplazamiento horizontal de las placas deslizables y midiendo simultáneamente, preferiblemente mediante la cámara en los robots 5a y 5b, también el radio de rodadura efectivo del neumático algo aplastado por el peso del vehículo.

El radio de rodadura efectivo se designa en la figura 2 con r'. Para su determinación es suficiente cuando la cámara mide la altura del punto de giro de la rueda 6 por encima de la placa deslizable 4a ó 4b, ya que el eje z de la cámara está ajustado con su punto cero al nivel de las placas deslizables.

La medición de altura del eje de gira de la rueda se realiza de manera conveniente durante el giro de la rueda. Para ello las placas deslizables se desplazan -véase las figuras 3 y 4- una vez en la dirección hacia delante, una vez en la dirección hacia atrás, de modo que la cámara graba secciones de arco circular alrededor del eje de giro de la rueda. A partir de su posición puede calcularse de manera fiable el punto de giro de la rueda y de este modo también el radio de rodadura efectivo r'.

Además se mide el camino de desplazamiento horizontal de la placa deslizable. Esto puede realizarse teóricamente también mediante las cámaras, aunque en la mayoría de los casos mediante la medición lineal directa del desplazamiento en las propias placas deslizables. De este modo se obtiene un valor de medición sv para el movimiento hacia delante de la placa deslizable, un valor de medición sr para el movimiento hacia atrás para el camino de rodadura recorrido en cada caso de la rueda 6.

A partir de los valores de medición para r' y sv puede determinarse entonces el ángulo de giro \alphav según la ecuación \alphav = 360/2\pir' \cdot sv. Igualmente se calcula para el giro hacia atrás el ángulo de giro \alphar. Para toda la compensación de la excentricidad se desplaza además del punto de inicio (s = 0 según la figura 2) hacia las dos posiciones mostradas en la figura 3 y la figura 4, en las que el ángulo de giro se sitúa en cada caso en el orden de magnitud de aproximadamente 20º. Los ángulos de convergencia y de caída medidos en estas posiciones se utilizan a continuación de manera en sí conocida en un cálculo de compensación de la excentricidad para obtener a partir de ello los valores de convergencia y de caída de la rueda.

La invención permite por tanto la unión ideal de una medición de ejes sin contacto con una compensación de la excentricidad de una rueda también sin contacto, sin tener que colocar cabezales de medición, puntos de marcación o similares sobre la rueda.

Claims (7)

1. Procedimiento para la compensación de la excentricidad de una rueda en la medición de ejes de un automóvil (2) girando la rueda (6) que va a medirse haciéndola rodar sobre una placa deslizable (4a, 4b) que puede desplazarse por debajo de la rueda (6), midiéndose el camino de rodadura (sv, sr) de la rueda (6) por un lado y el radio de rodadura efectivo (r') de la rueda (6) por otro lado y determinándose a partir de ello el ángulo de giro (\alphav, \alphar) de la rueda, caracterizado porque la placa deslizable (4a, 4b) se desplaza mediante un accionamiento y el camino de rodadura de la rueda (6) se determina a partir del camino de deslizamiento (sv, sr) de la placa deslizable.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque simultáneamente con la medición del camino de rodadura se determinan también la convergencia y la caída de la rueda (6).

3. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque para la medición del radio de rodadura efectivo (r') se determina el punto central de la rueda sin contacto a partir de datos de imagen de la rueda de una cámara durante su giro.

4. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la medición de la convergencia y de la caída de la rueda (6) se realiza sin contacto de modo que mediante un proyector de vídeo se genera un patrón de rayas sobre la rueda, mediante una cámara se detecta este patrón de rayas y su variación de ubicación que se produce durante el giro de la rueda en el espacio y se evalúa mediante un ordenador.

5. Dispositivo para la realización del procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, estando dispuesta en una plataforma elevadora (1) al menos una placa deslizable (4a, 4b) en el lado izquierdo y una en el lado derecho, que pueden desplazarse mediante un accionamiento por debajo de la rueda (6) de un vehículo (2) y cuyo camino de deslizamiento (sv, sr) puede medirse mediante sensores de desplazamiento, sirviendo el camino de deslizamiento (sv, sr) medido para la determinación del camino de rodadura de la rueda (6), estando la plataforma elevadora (1) equipada con proyectores de vídeo y cámaras montados de manera desplazable con respecto a la misma para medir el radio de rodadura efectivo de la rueda, y estando previstos medios para el cálculo del ángulo de giro (\alphav, \alphar) de la rueda (6) a partir del camino de rodadura (sv, sr) de la rueda (6) y el radio de rodadura efectivo (r').

6. Dispositivo según la reivindicación 5, caracterizado porque el desplazamiento de las placas deslizables (4a, 4b) se realiza de manera hidráulica.

7. Dispositivo según la reivindicación 5, caracterizado porque el procedimiento de las placas deslizables se realiza simultáneamente en dirección contraria.