IT201900002183A1 - SYSTEM AND METHOD FOR BALANCING RAILWAY WHEELS - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE DESCRIPTION
del brevetto per invenzione industriale dal titolo: of the patent for industrial invention entitled:
“SISTEMA E METODO PER BILANCIARE RUOTE FERROVIARIE” "SYSTEM AND METHOD FOR BALANCING RAILWAY WHEELS"
SETTORE DELLA TECNICA TECHNIQUE SECTOR
La presente invenzione riguarda un sistema per bilanciare ruote ferroviarie. The present invention relates to a system for balancing railway wheels.
Al pari delle ruote automobilistiche, le ruote ferroviarie necessitano di essere bilanciate in modo che la loro rotazione non induca, in uso, vibrazioni alle strutture collegate alle ruote ferroviarie. Like automotive wheels, railway wheels need to be balanced so that their rotation does not induce vibrations in the structures connected to the railway wheels in use.
Gli effetti negativi di ruote ferroviarie sbilanciate comprendono una riduzione del confort di eventuali passeggeri ed una accelerazione dell’usura delle strutture stesse e sono tanto più evidenti al crescere dello sbilanciamento ed al crescere della velocità. Di conseguenza, il problema dello sbilanciamento delle ruote ferroviarie si è acuito con la progressiva diffusione dei treni ad alta velocità. The negative effects of unbalanced railway wheels include a reduction in the comfort of any passengers and an acceleration of the wear of the structures themselves and are all the more evident as the imbalance increases and the speed increases. As a result, the problem of railway wheel imbalance has worsened with the gradual spread of high-speed trains.
In generale, le ruote ferroviarie sono molto più pesanti delle ruote automobilistiche a causa delle maggiori dimensioni, della struttura, e dei materiali impiegati. STATO DELLA TECNICA In general, railway wheels are much heavier than automotive wheels due to the larger size, structure, and materials used. STATE OF THE TECHNIQUE
Dalla letteratura brevettuale sono noti diversi documenti che insegnano a bilanciare ruote automobilistiche fra i quali WO, 2005/012,867, EP 607,757, EP 1,203,938 e DE 24,55,279. Various documents are known from the patent literature which teach how to balance automotive wheels, among which WO, 2005 / 012,867, EP 607,757, EP 1,203,938 and DE 24,55,279.
Tuttavia, i sistemi per bilanciare le ruote automobilistiche sopra indicati non sono adatti a bilanciare le ruote ferroviarie. However, the above automotive wheel balancing systems are not suitable for balancing railway wheels.
OGGETTO DELL’INVENZIONE OBJECT OF THE INVENTION
Uno scopo della presente invenzione è quello di realizzare un sistema per bilanciare ruote ferroviarie che sia efficiente e pratico. An object of the present invention is to provide a system for balancing railway wheels which is efficient and practical.
In accordo con la presente invenzione viene realizzato un sistema per bilanciare ruote ferroviarie, ciascuna delle quali comprende un mozzo ed un cerchione, il sistema comprendendo un dispositivo di misura; ed un tornio verticale, il quale comprende: In accordance with the present invention, a system is provided for balancing railway wheels, each of which comprises a hub and a rim, the system comprising a measuring device; and a vertical lathe, which includes:
- un basamento; - a base;
- un mandrino girevole attorno ad un asse di rotazione; - un supporto cilindrico disposto attorno al mandrino per supportare girevolmente il mandrino; - a spindle rotating around an axis of rotation; - a cylindrical support arranged around the mandrel to rotatably support the mandrel;
- un mandrino autocentrante connesso al mandrino e configurato per selettivamente ammorsare una ruota ferroviaria; - a self-centering mandrel connected to the mandrel and configured to selectively clamp a railway wheel;
- primi elementi di collegamento, i quali sono disposti fra il supporto cilindrico ed il basamento da bande opposte rispetto all’asse di rotazione e sono configurati per consentire spostamenti del mandrino e del relativo supporto cilindrico in una sola direzione di oscillazione perpendicolare all’asse di rotazione; - first connecting elements, which are arranged between the cylindrical support and the base on opposite sides with respect to the axis of rotation and are configured to allow displacements of the spindle and of the relative cylindrical support in a single direction of oscillation perpendicular to the axis of rotation rotation;
- un telaio solidale al basamento ed estendentesi sopra il mandrino autocentrante; - a frame integral with the base and extending above the self-centering spindle;
- una pluralità di slitte accoppiate fra loro ed al telaio; - a plurality of slides coupled to each other and to the frame;
- un utensile di taglio supportato dalle dette slitte; e - a cutting tool supported by said slides; And
- un dispositivo di controllo configurato per controllare lo spostamento dell’utensile di taglio in funzione dell’entità e la fase dello sbilanciamento, in cui il dispositivo di misura è configurato per calcolare l’entità e la fase dello sbilanciamento in funzione degli spostamenti del supporto cilindrico rispetto al telaio nella direzione di oscillazione, e la posizione del mandrino attorno all’asse di rotazione rispetto al supporto cilindrico. - a control device configured to control the displacement of the cutting tool as a function of the entity and the phase of the unbalance, in which the measuring device is configured to calculate the entity and the phase of the unbalance as a function of the displacements of the support cylindrical with respect to the frame in the direction of oscillation, and the position of the spindle about the axis of rotation with respect to the cylindrical support.
In questo modo, i primi elementi di collegamento del supporto cilindrico consentono lievi spostamenti del supporto cilindrico rispetto al basamento in una sola direzione di oscillazione lungo la quale viene effettuata la lettura dei segnali correlati allo sbilanciamento. Il dispositivo di misura è in grado di calcolare l’entità dello sbilanciamento in funzione dei lievi spostamenti determinati dalla ruota ferroviaria sbilanciata. In this way, the first connecting elements of the cylindrical support allow slight displacements of the cylindrical support with respect to the base in a single direction of oscillation along which the reading of the signals correlated to the imbalance is carried out. The measuring device is able to calculate the extent of the imbalance as a function of the slight displacements caused by the unbalanced railway wheel.
Inoltre, i primi elementi di collegamento sono in grado di mantenere l’asse di rotazione del mandrino, del mandrino autocentrante, e della ruota ferroviaria in una posizione determinata per consentire delle lavorazioni di finitura, una volta che la ruota ferroviaria è stata bilanciata. In altre parole, i primi elementi di collegamento sono in grado di opporre una adeguata resistenza alla forza trasmesse dall’utensile in fase di finitura. Furthermore, the first connecting elements are able to keep the rotation axis of the spindle, the self-centering spindle, and the railway wheel in a determined position to allow for finishing operations, once the railway wheel has been balanced. In other words, the first connecting elements are able to oppose an adequate resistance to the force transmitted by the tool in the finishing phase.
In particolare, il sistema comprende secondi elementi di collegamento, i quali sono disposti fra il supporto cilindrico ed il basamento, da bande opposte rispetto all’asse di rotazione, e fra i primi elementi di collegamento, e sono configurati per consentire lo spostamento del mandrino e del supporto cilindrico nella sola direzione di oscillazione. In particular, the system comprises second connecting elements, which are arranged between the cylindrical support and the base, on opposite sides with respect to the rotation axis, and between the first connecting elements, and are configured to allow the movement of the spindle. and of the cylindrical support only in the direction of oscillation.
Grazie i secondi elementi di collegamento il supporto cilindrico è supportato in modo distribuito rispetto al basamento. Thanks to the second connecting elements, the cylindrical support is supported in a distributed way with respect to the base.
In particolare, il supporto cilindrico è sospeso al basamento per mezzo dei primi e dei secondi elementi di collegamento, i quali sono caricati a compressione. In particular, the cylindrical support is suspended from the base by means of the first and second connecting elements, which are loaded by compression.
In questo modo, il supporto cilindrico è sensibile agli squilibri indotti da una ruota ferroviaria montata sul mandrino autocentrante e portata in rotazione dal mandrino. In this way, the cylindrical support is sensitive to the imbalances induced by a railway wheel mounted on the self-centering spindle and rotated by the spindle.
In particolare, ciascun primo elemento di collegamento comprende una molla a lamina con una faccia principale parallela all’asse di rotazione e perpendicolare alla direzione di oscillazione. In particular, each first connecting element comprises a leaf spring with a main face parallel to the axis of rotation and perpendicular to the direction of oscillation.
In questo modo, i primi elementi di collegamento consentono un movimento relativo fra il supporto cilindrico ed il basamento nella sola direzione di oscillazione. In this way, the first connecting elements allow a relative movement between the cylindrical support and the base in the single direction of oscillation.
In particolare, la molla a lamina presenta una estremità superiore fissata al supporto cilindrico ed una estremità inferiore fissata al basamento. In particular, the leaf spring has an upper end fixed to the cylindrical support and a lower end fixed to the base.
In questo modo, la molla a lamina è soggetta ad un carico di compressione lungo la propria sezione trasversale. In this way, the leaf spring is subjected to a compressive load along its cross section.
In particolare, ciascun secondo elemento di collegamento comprende una bielletta con una sezione trasversale rettangolare ed una faccia maggiore sostanzialmente perpendicolare alla direzione di oscillazione. In particular, each second connecting element comprises a connecting rod with a rectangular cross section and a major face substantially perpendicular to the direction of oscillation.
In questo modo, i secondi elementi di collegamento consentono spostamenti nella sola direzione di oscillazione perpendicolare sia alla faccia maggiore della bielletta, sia alla faccia maggiore della molla a lamina. In this way, the second connecting elements allow displacements only in the direction of oscillation perpendicular both to the longest face of the connecting rod and to the longest face of the leaf spring.
In particolare, la bielletta comprende una estremità superiore fissata al supporto cilindrico ed una estremità inferiore fissata al basamento. In particular, the connecting rod comprises an upper end fixed to the cylindrical support and a lower end fixed to the base.
In questo modo, la bielletta è soggetta ad un carico di compressione lungo la propria sezione trasversale. In this way, the connecting rod is subjected to a compressive load along its own cross section.
In particolare, i primi ed i secondi elementi di collegamento sono uniformemente distribuiti attorno all’asse di rotazione. In particular, the first and second connecting elements are uniformly distributed around the rotation axis.
Questa configurazione consente di supportare una massa rilevante in modo uniformemente distribuito rispetto al basamento. This configuration allows to support a relevant mass in a uniformly distributed way with respect to the base.
In particolare, il dispositivo di misura comprende un tirante, il quale si estende nella direzione di oscillazione e presenta una prima estremità vincolata al supporto cilindrico ed una seconda estremità vincolata al basamento; ed un primo sensore per acquisire primi segnali correlati alla deformazione del tirante. In particular, the measuring device comprises a tie rod, which extends in the direction of oscillation and has a first end constrained to the cylindrical support and a second end constrained to the base; and a first sensor for acquiring first signals correlated to the deformation of the tie rod.
In questo modo, il sensore può essere configurato come una cella di carico che rileva le deformazioni del tirante a vantaggio della precisione e della affidabilità della misura. In this way, the sensor can be configured as a load cell that detects the deformations of the tie rod to the advantage of the accuracy and reliability of the measurement.
In particolare, il dispositivo di misura comprende un secondo sensore configurato per acquisire secondi segnali correlati alla posizione relativa del mandrino rispetto al supporto cilindrico attorno all’asse di rotazione, il dispositivo di misura essendo configurato per calcolare l’entità e la fase dello sbilanciamento in funzione dei primi e dei secondi segnali. In particular, the measuring device comprises a second sensor configured to acquire second signals correlated to the relative position of the spindle with respect to the cylindrical support around the axis of rotation, the measuring device being configured to calculate the magnitude and phase of the imbalance in function of the first and second signals.
In questo modo, è possibile acquisire le informazioni per correggere lo sbilanciamento. In this way, information can be acquired to correct the imbalance.
In particolare, il dispositivo di rilevamento è configurato per rilevare almeno in parte la geometria della ruota ferroviaria ammorsata sul mandrino autocentrante tramite un terzo sensore montato sulle slitte per acquisire terzi segnali correlati alla geometria della ruota ferroviaria. In particular, the detection device is configured to at least partially detect the geometry of the railway wheel clamped on the self-centering spindle by means of a third sensor mounted on the slides to acquire third signals correlated to the geometry of the railway wheel.
In questo modo, si verifica sia la corretta geometria della ruota ferroviaria, sia il corretto montaggio della stessa sul mandrino autocentrante. In this way, both the correct geometry of the railway wheel and the correct assembly of the same on the self-centering spindle are checked.
Un altro scopo della presente invenzione è quello di fornire un metodo che sia semplice e pratico per bilanciare ruote ferroviarie. Another object of the present invention is to provide a method which is simple and practical for balancing railway wheels.
In accordo con la presente invenzione viene fornito un metodo per bilanciare ruote ferroviarie per mezzo di un sistema come rivendicato in una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, il metodo comprendendo la fase di asportare una massa da una ruota ferroviaria per mezzo di una operazione di tornitura tramite un utensile lungo una faccia interna del cerchione della ruota ferroviaria. In accordance with the present invention a method is provided for balancing railway wheels by means of a system as claimed in any one of the preceding claims, the method comprising the step of removing a mass from a railway wheel by means of a turning operation by means of a tool along an inner face of the rail wheel rim.
In questo modo, non viene asportata alcun massa dalla superficie di rotolamento della ruota ferroviaria. In this way, no mass is removed from the running surface of the railway wheel.
In particolare, il metodo prevede di acquisire primi segnali correlati all’entità dello sbilanciamento, secondi segnali correlati alla fase dello sbilanciamento, e terzi segnali correlati alla geometria della ruota ferroviaria; comparare i primi ed i terzi segnali con rispettivi valori di soglia; e controllare l’utensile nella fase di asportazione della detta massa in corrispondenza della detta fase in funzione del primo, del secondo ed del terzo segnale. In particular, the method involves acquiring first signals related to the entity of the imbalance, second signals related to the phase of the imbalance, and third signals related to the geometry of the railway wheel; comparing the first and third signals with respective threshold values; and check the tool in the phase of removing said mass in correspondence with said phase as a function of the first, second and third signal.
In questo modo, è possibile bilanciare ruote ferroviarie in modo efficace e preciso riducendo al minimo gli errori. In this way, it is possible to balance railway wheels effectively and precisely while minimizing errors.
BREVE DESCRIZIONE DELLE FIGURE BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno chiari dalla descrizione che segue di un suo esempio non limitativo di attuazione, con riferimento alle Figure, in cui: Further characteristics and advantages of the present invention will appear clear from the following description of a non-limiting example of implementation thereof, with reference to the Figures, in which:
- La Figura 1 è una vista prospettica, con parti asportate per chiarezza, di un sistema per bilanciare ruote ferroviarie; Figure 1 is a perspective view, with parts removed for clarity, of a system for balancing railway wheels;
- La Figura 2 è una vista in sezione, con parti asportate per chiarezza e parti indicate in modo schematico, del sistema della Figura 1; Figure 2 is a sectional view, with parts removed for clarity and parts indicated schematically, of the system of Figure 1;
- La Figura 3 è una vista in sezione, con parti asportate per chiarezza ed in scala ingrandita, di un dettaglio della Figura 2; Figure 3 is a sectional view, with parts removed for clarity and on an enlarged scale, of a detail of Figure 2;
- La Figura 4 è una vista prospettica, con parti asportate per chiarezza ed in scala ingrandita, di un particolare del sistema della Figura 1; e Figure 4 is a perspective view, with parts removed for clarity and on an enlarged scale, of a detail of the system of Figure 1; And
- La Figura 5 è una vista in pianta, con parti asportate per chiarezza ed in scala ingrandita, di un particolare della Figura 1. Figure 5 is a plan view, with parts removed for clarity and on an enlarged scale, of a detail of Figure 1.
FORMA PREFERITA DI ATTUAZIONE DELL’INVENZIONE PREFERRED FORM OF IMPLEMENTATION OF THE INVENTION
Con riferimento alla Figura 1, con 1 è indicato nel suo complesso un sistema per la lavorazione di ruote ferroviarie 2. Ciascuna ruota ferroviaria 2 è realizzata in ferro o in acciaio, si estende attorno ad un asse A e comprende un mozzo 3 provvisto di un foro 4 centrale, un cerchione 5, ed una porzione intermedia 6, la quale collega il mozzo 3 al cerchione 5. With reference to Figure 1, 1 indicates as a whole a system for machining railway wheels 2. Each railway wheel 2 is made of iron or steel, extends around an axis A and comprises a hub 3 provided with a central hole 4, a rim 5, and an intermediate portion 6, which connects the hub 3 to the rim 5.
Nell’esempio illustrato nelle Figure allegate si fa riferimento ad una ruota 2 realizzata in un solo pezzo, beninteso che la presente invenzione si estende a qualsiasi tipo di ruota ferroviaria, in pezzo unico o composta, ed a qualsiasi tipo di porzione intermedia. In the example illustrated in the attached Figures reference is made to a wheel 2 made in a single piece, it being understood that the present invention extends to any type of railway wheel, in one piece or compound, and to any type of intermediate portion.
Con riferimento alla Figura 2, il cerchione 5 presenta una superficie di rotolamento 7, una flangia 8 e due facce interne 9 e 10 che si estendono da bande opposte rispetto alla porzione intermedia 6. With reference to Figure 2, the wheel rim 5 has a rolling surface 7, a flange 8 and two internal faces 9 and 10 which extend from opposite bands with respect to the intermediate portion 6.
Il sistema 1 ha la funzione di eseguire lavorazioni di tornitura della ruota ferroviaria 2 limitatamente alle operazioni di finitura superficiale e di bilanciamento della ruota ferroviaria 2. The system 1 has the function of performing turning operations of the railway wheel 2 limited to the surface finishing and balancing operations of the railway wheel 2.
Il bilanciamento tramite tornitura di una ruota ferroviaria 2 sbilanciata prevede di asportare una massa di materiale da una zona della ruota ferroviaria 2 identificata da una fase attorno all’asse A della ruota ferroviaria 2. La massa di materiale asportato ha una geometria determinata e viene asportata lungo la faccia 9 e/o 10 del cerchione 5. La geometria della massa è raccordata alla faccia 9 e/o 10 del cerchione 5 in modo da evitare discontinuità che potrebbero innescare rotture e si estende per un angolo determinato nell’intorno della fase. The balancing by turning of an unbalanced railway wheel 2 involves removing a mass of material from an area of the railway wheel 2 identified by a phase around the axis A of the railway wheel 2. The mass of material removed has a specific geometry and is removed along the face 9 and / or 10 of the rim 5. The geometry of the mass is connected to the face 9 and / or 10 of the rim 5 so as to avoid discontinuities which could trigger breakages and extends for a determined angle around the phase.
Le operazioni di tornitura per finitura riguardano principalmente la superficie di rotolamento 7 e la faccia del foro 4. Finishing turning operations mainly concern the rolling surface 7 and the face of hole 4.
Le suddette operazioni di tornitura possono essere effettuate sia su ruote ferroviarie nuove, sia su ruote ferroviarie usurate. The aforementioned turning operations can be carried out both on new railway wheels and on worn railway wheels.
Il sistema 1 comprende un tornio verticale 11 configurato per eseguire lavorazioni ad asportazione di truciolo di finitura. The system 1 comprises a vertical lathe 11 configured to perform finishing chip removal machining.
Il tornio verticale 11 comprende un basamento 12; un mandrino 13 girevole attorno ad un asse di rotazione A1; un supporto cilindrico 14 disposto attorno al mandrino 13 per supportare girevolmente il mandrino 13; un mandrino autocentrante 15 connesso al mandrino 13 e configurato per selettivamente ammorsare una ruota ferroviaria 2; due elementi di collegamento 16 disposti fra il supporto ed il basamento per consentire una oscillazione del mandrino 13 e del relativo supporto cilindrico 14 in una direzione di oscillazione D1 perpendicolare all’asse di rotazione A1; un telaio 17 solidale al basamento 12 ed estendentesi sopra il mandrino autocentrante 15; una pluralità di slitte 18 e 19 accoppiate fra loro ed al telaio 18; ed un utensile di taglio 20 supportato dalla slitta 19. The vertical lathe 11 comprises a base 12; a spindle 13 rotatable about an axis of rotation A1; a cylindrical support 14 disposed around the mandrel 13 to rotatably support the mandrel 13; a self-centering mandrel 15 connected to the mandrel 13 and configured to selectively clamp a railway wheel 2; two connecting elements 16 arranged between the support and the base to allow an oscillation of the spindle 13 and of the relative cylindrical support 14 in a direction of oscillation D1 perpendicular to the axis of rotation A1; a frame 17 integral with the base 12 and extending above the self-centering mandrel 15; a plurality of slides 18 and 19 coupled to each other and to the frame 18; and a cutting tool 20 supported by the slide 19.
In particolare, il tornio verticale 11 comprende una guida orizzontale 21 per guidare la slitta 18, ed una guida verticale 22 per guidare la slitta 19. La guida orizzontale 21 è supportata dal telaio 17, mentre la guida verticale 22 è supportata dalla slitta 18. In particular, the vertical lathe 11 comprises a horizontal guide 21 to guide the slide 18, and a vertical guide 22 to guide the slide 19. The horizontal guide 21 is supported by the frame 17, while the vertical guide 22 is supported by the slide 18.
La slitta 19 supporta una torretta portautensili 23, la quale supporta una pluralità di utensili di taglio 20 ed è selettivamente girevole attorno all’asse A2. The slide 19 supports a tool holder turret 23, which supports a plurality of cutting tools 20 and is selectively rotatable around the axis A2.
Il tornio verticale 11 comprende dei cuscinetti C disposti all’interno di vani ricavati fra il mandrino 13 ed il supporto cilindrico 14; ed un motore elettrico 24 anch’esso alloggiato in un vano fra il mandrino 13 ed il supporto cilindrico 14. Nella fattispecie illustrata, il motore elettrico 24 è un motore elettrico a magneti permanenti e a trazione diretta per ruotare il mandrino 13 attorno all’asse A1. The vertical lathe 11 comprises bearings C arranged inside compartments formed between the spindle 13 and the cylindrical support 14; and an electric motor 24 also housed in a compartment between the spindle 13 and the cylindrical support 14. In the example illustrated, the electric motor 24 is an electric motor with permanent magnets and direct drive to rotate the spindle 13 around the axis A1 .
Il tornio verticale 11 comprende una unità di controllo 25 per controllare la posizione dell’utensile di taglio 20 e la rotazione del mandrino 13 in funzione dei parametri di lavorazione selezionati. The vertical lathe 11 comprises a control unit 25 to control the position of the cutting tool 20 and the rotation of the spindle 13 as a function of the selected machining parameters.
Il sistema 1 comprende un dispositivo di misura 26, il quale è integrato nel tornio verticale 11 ed è configurato per rilevare l’entità dello sbilanciamento, la relativa fase dello sbilanciamento e la geometria della ruota ferroviaria 2 montata sul mandrino autocentrante 15. In particolare, il dispositivo di misura 26 è integrato nell’unità di controllo 25 e comprende un sensore 27, nella fattispecie una cella di carico, configurato per acquisire segnali correlati allo spostamento del supporto cilindrico 14 rispetto al basamento 12 in una direzione di oscillazione D1 radiale rispetto all’asse di rotazione A1. The system 1 comprises a measuring device 26, which is integrated in the vertical lathe 11 and is configured to detect the entity of the imbalance, the relative unbalancing phase and the geometry of the railway wheel 2 mounted on the self-centering spindle 15. In particular, the measuring device 26 is integrated in the control unit 25 and comprises a sensor 27, in this case a load cell, configured to acquire signals related to the displacement of the cylindrical support 14 with respect to the base 12 in a direction of oscillation D1 radial with respect to the axis of rotation A1.
Il dispositivo di misura 26 comprende un sensore 28, nella fattispecie un encoder o similare, configurato per acquisire segnali correlati alla posizione relativa del mandrino 13 rispetto al supporto cilindrico 14 attorno all’asse di rotazione A1. The measuring device 26 includes a sensor 28, in this case an encoder or similar, configured to acquire signals related to the relative position of the spindle 13 with respect to the cylindrical support 14 around the axis of rotation A1.
Con riferimento alla Figura 1, il dispositivo di misura 26 comprende un sensore 29, nella fattispecie un tastatore, configurato per acquisire segnali correlati alle coordinate della ruota ferroviaria 2 montata sul mandrino autocentrante 15. With reference to Figure 1, the measuring device 26 comprises a sensor 29, in this case a feeler, configured to acquire signals related to the coordinates of the railway wheel 2 mounted on the self-centering spindle 15.
Secondo quanto meglio illustrato nella Figura 3, il dispositivo di misura 26 comprende un tirante 30, il quale presenta le proprie estremità opposte collegate al supporto cilindrico 14 ed al basamento 12. Il sensore 27 è accoppiato ad un tratto compreso fra le due estremità del tirante 30 ed è configurato per acquisire segnali correlati alla deformazione del tirante 30. As better illustrated in Figure 3, the measuring device 26 comprises a tie rod 30, which has its opposite ends connected to the cylindrical support 14 and to the base 12. The sensor 27 is coupled to a section between the two ends of the tie rod 30 and is configured to acquire signals related to the deformation of the tie rod 30.
Con riferimento alla Figura 2, il dispositivo di misura 26 è configurato per calcolare l’entità e la fase dello sbilanciamento in funzione dei segnali acquisiti dai sensori 27 e 28 e la geometria di almeno parte della ruota ferroviaria 2 in funzione dei segnali acquisiti tramite il sensore 29, mentre l’unità di controllo 25 è configurata per controllare la posizione dell’utensile 20 in funzione dell’entità e la fase dello sbilanciamento calcolati. I segnali correlati alla geometria della ruota ferroviaria 2 sono confrontati con dei valori di riferimento attesi per verificare la correttezza della geometria della ruota ferroviaria e/o il corretto montaggio della stessa. In presenza di un segnale di errore emesso dal dispositivo di misura 26, le fasi di lavorazione della ruota ferroviaria 2 sono inibite. With reference to Figure 2, the measuring device 26 is configured to calculate the magnitude and phase of the imbalance as a function of the signals acquired by the sensors 27 and 28 and the geometry of at least part of the railway wheel 2 as a function of the signals acquired by means of the sensor 29, while the control unit 25 is configured to control the position of the tool 20 as a function of the entity and the phase of the imbalance calculated. The signals related to the geometry of the railway wheel 2 are compared with expected reference values to verify the correctness of the geometry of the railway wheel and / or its correct assembly. In the presence of an error signal emitted by the measuring device 26, the working steps of the railway wheel 2 are inhibited.
Con riferimento alla Figura 4, il supporto cilindrico 14 comprende una flangia 31, la quale si estende radialmente in corrispondenza dell’estremità superiore del supporto cilindrico 14 e presenta una faccia laterale. With reference to Figure 4, the cylindrical support 14 comprises a flange 31, which extends radially at the upper end of the cylindrical support 14 and has a side face.
Ciascun elemento di collegamento 16 comprende una molla a lamina 32 avente la forma di una lastra piana parallela all’asse di rotazione A1 ed una staffa 33 per fissare la molla a lamina 32 al basamento 12. L’estremità superiore della molla a lamina 32 è fissata alla faccia laterale, mentre l’estremità inferiore è fissata al basamento 12 tramite la staffa 33. In particolare, l’estremità superiore della molla a lamina 32 è fissata tramite una giunzione a vite e l’estremità inferiore è fissata al basamento 12 tramite la staffa 33, la quale comprende una parete 34 fissata alla molla a lamina 32 tramite giunzione a vite; ed una parete 35 perpendicolare alla parete 34 e fissata al basamento 12 tramite giunzione a vite. Each connecting element 16 comprises a leaf spring 32 having the shape of a flat plate parallel to the axis of rotation A1 and a bracket 33 for fixing the leaf spring 32 to the base 12. The upper end of the leaf spring 32 is fixed to the side face, while the lower end is fixed to the base 12 by means of the bracket 33. In particular, the upper end of the leaf spring 32 is fixed by means of a screw joint and the lower end is fixed to the base 12 by means of the bracket 33, which comprises a wall 34 fixed to the leaf spring 32 by means of a screw joint; and a wall 35 perpendicular to the wall 34 and fixed to the base 12 by means of a screw joint.
In pratica, le molle a lamina 32 hanno la funzione di supportare il supporto cilindrico 14 rispetto al basamento 12 e consentire dei piccoli spostamenti del supporto cilindrico 14 rispetto al basamento 12 nella sola direzione di oscillazione D1. In practice, the leaf springs 32 have the function of supporting the cylindrical support 14 with respect to the base 12 and allow small displacements of the cylindrical support 14 with respect to the base 12 only in the direction of oscillation D1.
Con riferimento alla Figura 5, il tornio verticale 11 comprende due elementi di collegamento 36 disposti fra il supporto cilindrico 14 ed il basamento 12 da bande opposte rispetto all’asse di rotazione A1 e fra gli elementi di collegamento 16. Gli elementi di collegamento 36 hanno la funzione di sostenere il supporto cilindrico 14 rispetto al basamento 12. With reference to Figure 5, the vertical lathe 11 comprises two connecting elements 36 arranged between the cylindrical support 14 and the base 12 on opposite sides with respect to the axis of rotation A1 and between the connecting elements 16. The connecting elements 36 have the function of supporting the cylindrical support 14 with respect to the base 12.
Con riferimento alla Figura 4, ciascun elemento di collegamento 36 comprende una bielletta 37 un blocco di fissaggio 38 superiore per fissare con viti la bielletta 37 alla faccia laterale della flangia 31; ed un blocco di fissaggio 39 inferiore per fissare la bielletta 37 al basamento 12. With reference to Figure 4, each connecting element 36 comprises a connecting rod 37 an upper fixing block 38 for screwing the connecting rod 37 to the side face of the flange 31; and a lower fixing block 39 for fixing the connecting rod 37 to the base 12.
Ciascuna bielletta 37 ha una sezione trasversale rettangolare, la cui dimensione maggiore è sostanzialmente radiale rispetto all’asse di rotazione A1 e parallela alle facce principali piane delle molle a lamina 32. Each connecting rod 37 has a rectangular cross section, whose largest dimension is substantially radial with respect to the axis of rotation A1 and parallel to the main flat faces of the leaf springs 32.
In uso, il sistema è in grado di rilevare l’entità e la fase di uno sbilanciamento indotto da una eccentricità nella ruota ferroviaria 2 e di controllare le slitte 18 e 19 per asportare la massa in corrispondenza della fase calcolate dalla ruota ferroviaria 2 in assenza di un segnale di errore determinato dall’errato posizionamento della ruota ferroviaria 2 e/o dalle errate dimensioni della ruota ferroviaria 2 rispetto alle dimensioni attese. In use, the system is able to detect the entity and the phase of an imbalance induced by an eccentricity in the railway wheel 2 and to control the slides 18 and 19 to remove the mass in correspondence with the phase calculated by the railway wheel 2 in the absence of an error signal determined by the incorrect positioning of the railway wheel 2 and / or by the incorrect dimensions of the railway wheel 2 with respect to the expected dimensions.
In sintesi, il metodo secondo la presente invenzione prevede di determinare lo sbilanciamento della ruota ferroviaria 2, misurare lo sbilanciamento, e verificare l’accettabilità dello sbilanciamento. Se lo sbilanciamento non rientra in parametri considerati accettabili, allora il metodo provvede a calcolare le coordinate di una massa da asportare e ad asportare la massa tramite una lavorazione di finitura al tornio verticale 11 lungo la faccia interna 9 della ruota ferroviaria come mostrato nelle Figure 1 e 2. In summary, the method according to the present invention provides to determine the unbalance of the railway wheel 2, measure the unbalance, and verify the acceptability of the unbalance. If the unbalance does not fall within parameters considered acceptable, then the method calculates the coordinates of a mass to be removed and removes the mass by means of a finishing machining on the vertical lathe 11 along the internal face 9 of the railway wheel as shown in Figures 1 and 2.
È evidente che la presente invenzione include ulteriori varianti non esplicitamente descritte senza peraltro uscire dall’ambito di protezione delle seguenti rivendicazioni. It is evident that the present invention includes further variants not explicitly described without however departing from the scope of the protection of the following claims.
Claims (13)
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