ITAN20000032A1

ITAN20000032A1 - MACHINE PERFECTED FOR WHEEL BALANCING OF MOTOR VEHICLES EQUIPPED WITH A LASER BEAM POINTING DEVICE

Info

Publication number: ITAN20000032A1
Application number: IT2000AN000032A
Authority: IT
Inventors: Liviano Petrolati
Original assignee: Mondolfo Ferro Spa
Priority date: 2000-08-04
Filing date: 2000-08-04
Publication date: 2002-02-04
Also published as: WO2002012851A1; AU2001282507A1; IT1316739B1; ITAN20000032A0

Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

a corredo di una domanda di brevetto per invenzione industriale avente per titolo: accompanying a patent application for an industrial invention entitled:

“MACCHINA PERFEZIONATA PER L’EQUILIBRATURA DELLE RUOTE DEGLI AUTOVEICOLI CORREDATA DI UN DISPOSITIVO DI PUNTAMENTO A RAGGIO LASER”. "PERFECTED MACHINE FOR BALANCING THE WHEELS OF MOTOR VEHICLES EQUIPPED WITH A LASER BEAM POINTING DEVICE".

TESTO DELLA DESCRIZIONE TEXT OF THE DESCRIPTION

La presente domanda di brevetto per invenzione industriale ha per oggetto una macchina perfezionata per l’equilibratura delle ruote degli autoveicoli, dotata di un dispositivo di puntamento laser, che durante la prima fase di acquisizione dei dati geometrici del cerchio consente di visualizzare, con un segno luminoso, i piani di correzione prescelti dall’operatore, mentre durante la successiva fase di ricerca di detti piani di correzione consente di visualizzare, con un segno luminoso, i punti di applicazione, sul cerchio, dei pesi di compensazione. The present patent application for industrial invention relates to an improved machine for balancing the wheels of motor vehicles, equipped with a laser pointing device, which during the first phase of acquiring the geometric data of the rim allows you to view, with a sign luminous, the correction planes selected by the operator, while during the subsequent search phase of said correction planes it allows to display, with a luminous sign, the points of application, on the circle, of the compensation weights.

Per comprendere i vantaggi offerti dalla presente invenzione si ritiene indispensabile accennare alle modalità con cui attualmente viene attuata l’operazione di equilibratura delle ruote degli autoveicoli. In order to understand the advantages offered by the present invention, it is considered essential to mention the ways in which the balancing operation of the motor vehicle wheels is currently carried out.

Detta operazione avviene con l’ausilio di specifiche macchine equilibratrici che ricorrono all’ impiego di trasduttori, solitamente piezoelettrici, per rilevare, lungo l’albero di rotazione della ruota, le reazioni vincolari causate dalla forza centrifuga che agisce sulla ruota medesima, quando quest’ultima è squilibrata. This operation takes place with the aid of specific balancing machines that resort to the use of transducers, usually piezoelectric, to detect, along the rotation shaft of the wheel, the constraint reactions caused by the centrifugal force acting on the wheel itself, when this last is unbalanced.

Con riferimento alle lettere ed ai numeri di riferimento riportati in fig. 1, il processo di equilibratura di una ruota per autoveicoli comprende le seguenti fasi operative: With reference to the letters and reference numbers shown in fig. 1, the balancing process of an automotive wheel includes the following operating steps:

a - acquisizione delle distanze (LI e L2) dei piani di correzione (PI e P2), scelti dall’operatore, rispetto ad un piano di riferimento (PO) della macchina equilibratrice; a - acquisition of the distances (LI and L2) of the correction planes (PI and P2), chosen by the operator, with respect to a reference plane (PO) of the balancing machine;

b - acquisizione dei diametri interni (di e d2) delle circonferenze formate dall’intersezione dei piani di correzione (PI e P2) con la superficie interna del cerchio; b - acquisition of the internal diameters (di and d2) of the circumferences formed by the intersection of the correction planes (PI and P2) with the internal surface of the circle;

c - primo lancio della ruota con simultanea determinazione dei pesi di compensazione e delle rispettive posizioni angolari ad opera della strumentazione elettronica di rilevazione e calcolo dati in dotazione della macchina; c - first spin of the wheel with simultaneous determination of the compensation weights and of the respective angular positions by the electronic instrumentation for data detection and calculation supplied with the machine;

d - intervento dell’operatore per l’applicazione dei pesi di compensazione sul cerchio in corrispondenza dei piani di correzione (Pi e P2); d - intervention by the operator for the application of the compensation weights on the rim in correspondence with the correction planes (Pi and P2);

e - secondo lancio di controllo. and - second control roll.

Si precisa che l’acquisizione delle distanze (LI e L2) e dei diametri (di e d2) avviene comunemente mediante l’ausilio di un braccetto tastatore che viene manualmente traslato dall’operatore fino a portalo in battuta contro la superficie interna del cerchio in corrispondenza dei piani di correzione prescelti. It should be noted that the acquisition of the distances (L1 and L2) and of the diameters (di and d2) commonly takes place with the aid of a feeler arm which is manually moved by the operator until it abuts against the inner surface of the rim in correspondence of the chosen correction plans.

Si precisa inoltre che nella fase - di cui al punto (d) - di intervento dell’operatore quest’ultimo è chiamato a: It is also specified that in the phase - referred to in point (d) - of the intervention of the operator, the latter is called upon to:

I - ricercare i due piani di correzione; I - search for the two correction planes;

II- individuare - con l’ausilio delle indicazioni fomite dalla macchina - le posizioni angolari dei punti di applicazione dei pesi di compensazione in corrispondenza dei due piani di correzione; III - applicare i pesi di compensazione. II- identify - with the help of the indications provided by the machine - the angular positions of the points of application of the compensation weights in correspondence with the two correction planes; III - apply compensation weights.

Questa fase è senz’altro quella più critica, con particolare riferimento al primo intervento, in cui l’operatore deve rintracciare visivamente, affidandosi soltanto alla sua memoria, i piani di correzione da lui precedentemente selezionati con l’azionamento del braccetto tastatore anzidetto. This phase is undoubtedly the most critical, with particular reference to the first intervention, in which the operator must visually trace, relying only on his memory, the correction plans previously selected by him with the activation of the aforementioned feeler arm.

La buona riuscita dell’equilibratura dipende soprattutto dalla precisione con cui l’operatore riesce a rintracciare detti piani di correzione, in corrispondenza dei quali egli deve applicare i pesi di compensazione, le cui masse e la cui posizione angolare vengono, invece, calcolate ed indicate dalla strumentazione elettronica in dotazione alla macchina. The success of the balancing depends above all on the precision with which the operator is able to trace said correction planes, in correspondence with which he must apply the compensation weights, whose masses and angular position are instead calculated and indicated from the electronic instrumentation supplied with the machine.

Proprio sulla base di questa considerazione tutti i costruttori di macchine equilibratrici hanno compreso Precisely on the basis of this consideration, all the manufacturers of balancing machines have understood

l’importanza di dotare queste macchine di un dispositivo automatico o semiautomatico che consenta di reperire con la massima precisione possibile i piani di correzione, così che la buona riuscita dell’equilibratura non dipenda più dalla abilità e dalla perizia dell’operatore. the importance of equipping these machines with an automatic or semi-automatic device that allows the correction plans to be found with the greatest possible precision, so that the success of balancing no longer depends on the skill and expertise of the operator.

In questa prospettiva la stessa richiedente ha progettato e brevettato in Italia - con domanda di brevetto AN98A000047 depositata il 14 Settembre 1998 - ima macchina equilibratrice dotata di un dispositivo di puntamento a raggio laser, il quale consente l’individuazione e la visualizzazione, in modo automatico, preciso e rapido, dei punti del cerchio in cui devono essere applicati i pesi di compensazione. In this perspective, the same applicant has designed and patented in Italy - with patent application AN98A000047 filed on 14 September 1998 - a balancing machine equipped with a laser beam pointing device, which allows the identification and display, in an automatic way. , precise and rapid, of the points of the rim where the compensation weights are to be applied.

Questa speciale macchina - di cui la macchina secondo la presente invenzione costituisce una versione evolutiva - è stata illustrata schematicamente in fig. 2. This special machine - of which the machine according to the present invention constitutes an evolutionary version - has been schematically illustrated in fig. 2.

Con riferimento a detta figura si precisa che questa macchina (1) comprende un braccetto tastatore scorrevole (2), di tipo noto, per l’acquisizione dei dati ( LI, L2, di, d2) relativi ai due piani di correzione (Pi e P2), e di un apparato elettronico, pure di tipo noto, per il calcolo del valore e della posizione angolare dei pesi di compensazione da applicare in corrispondenza dei piani di correzione prescelti dall’operatore. With reference to said figure, it is specified that this machine (1) comprises a sliding feeler arm (2), of a known type, for the acquisition of data (L1, L2, di, d2) relating to the two correction planes (Pi and P2), and an electronic apparatus, also of a known type, for calculating the value and angular position of the compensation weights to be applied in correspondence with the correction planes selected by the operator.

Questa macchina (1) comprende anche una sorgente-laser (3) che risulta montata all’estremità di un braccetto di supporto (4), scorrevole parallelamente al braccetto tastatore (2), lungo una direzione parallela all’asse di rotazione X-X della ruota (R). This machine (1) also includes a laser source (3) which is mounted at the end of a support arm (4), sliding parallel to the feeler arm (2), along a direction parallel to the axis of rotation X-X of the wheel. (R).

Detta sorgente luminosa (3) risulta orientata in modo tale che la proiezione del suo raggio luminoso (5) avvenga secondo una direzione (Y-Y) ortogonale all’asse di traslazione (Z-Z) di detto braccetto di supporto (4). Said light source (3) is oriented in such a way that the projection of its light beam (5) occurs according to a direction (Y-Y) orthogonal to the translation axis (Z-Z) of said support arm (4).

Utilizzando la macchina (1) sopra descritta e illustrata in figura 2, l’equilibratura della ruota (R) richiede le seguenti fasi operative: Using the machine (1) described above and illustrated in Figure 2, wheel balancing (R) requires the following operating steps:

- estrazione manuale del braccetto tastatore (2) da parte dell’operatore, che, dopo aver selezionato visivamente i piani di correzione (PI e P2), porta a contatto l’appendice terminale oscillante (2a) di detto braccetto tastatore (2) con la parete interna del cerchio, così da rilevare contemporaneamente ed in automatico i dati ( LI, L2, di, d2); - manual extraction of the feeler arm (2) by the operator, who, after having visually selected the correction planes (PI and P2), brings the oscillating terminal appendix (2a) of said feeler arm (2) into contact with the inner wall of the rim, so as to simultaneously and automatically detect the data (L1, L2, di, d2);

- arretramento del braccetto tastatore (2) nella sua posizione di riposo; - retraction of the feeler arm (2) into its rest position;

- lancio della ruota con simultanea determinazione dei pesi di compensazione e delle rispettive posizioni angolari per opera di detto apparato elettronico; - spinning of the wheel with simultaneous determination of the compensation weights and of the respective angular positions by means of said electronic apparatus;

- ricerca automatica dei punti di applicazione dei pesi di compensazione con l’ausilio di detto dispositivo di puntamento a raggio laser; - automatic search of the points of application of the compensation weights with the aid of said laser beam pointing device;

- applicazione dei pesi di compensazione in corrispondenza dei punti indicati dalla proiezione del fascio luminoso (5) sul cerchio. - application of the compensation weights at the points indicated by the projection of the light beam (5) on the rim.

Più precisamente, durante detta fase di ricerca automatica, il braccetto di supporto (4) viene fatto avanzare automaticamente, per opera di un attuatore, di una corsa direttamente correlata con quella precedentemente eseguita dal braccetto tastatore (4), in maniera tale che la proiezione del raggio luminoso (5) indichi con precisione sul cerchio della ruota il piano di correzione di cui inizialmente era stata rilevata la distanza (L1 o L2). More precisely, during said automatic search phase, the support arm (4) is automatically made to advance, by means of an actuator, a stroke directly correlated with that previously performed by the feeler arm (4), so that the projection of the light beam (5) indicates precisely on the wheel rim the correction plane whose distance was initially measured (L1 or L2).

Ad esempio, se per la misurazione delle corse del braccetto tastatore (2) e del braccetto (4) viene adottato lo stesso piano di riferimento (PO), allora l’attuatore dovrà traslare detto braccetto (4) di una corsa esattamente pari a quella eseguita dal braccetto (2) in fase di acquisizioni dati. For example, if the same reference plane (PO) is used to measure the strokes of the feeler arm (2) and of the arm (4), then the actuator must translate said arm (4) by a stroke exactly equal to that performed by the arm (2) in the data acquisition phase.

Ebbene lavorando su questa macchina equilibratrice si è avuto modo di costatare che , durante la prima fase di rilevazione dei dati, l’operatore non ha la possibilità di controllare con precisione quale sia il piano di correzione che si accinge a selezionare tramite l’anzidetta appendice oscillante (2a), dal momento egli non è in condizione di vedere il punto di contatto fra l appendice (2a) del braccetto tastatore (2) e la parete interna del cerchio. Well, working on this balancing machine it was possible to note that, during the first phase of data collection, the operator does not have the possibility to check precisely which is the correction plane that he is about to select through the aforementioned appendix. oscillating (2a), since he is not in a position to see the point of contact between the appendix (2a) of the feeler arm (2) and the inner wall of the rim.

Ciò in quanto detta appendice (2a) risulta infilata aH’intemo del cerchio e viene sollevata, dallo stesso operatore, fino a contrastare la superficie del cerchio nella parte più alta della sua semicirconferenza superiore; durante questa fase la testa dell’operatore si trova al di sopra della ruota (R), per cui lo stesso non è in grado di vedere il profilo interno della semicirconferenza superiore del cerchio, proprio la dove va a toccare detta appendice (2a) nell’istante di rilevazione automatica dei dati (LI, L2, di, d2). This is because said appendix (2a) is inserted inside the rim and is raised, by the same operator, until it contrasts with the surface of the rim in the highest part of its upper semi-circumference; during this phase the operator's head is above the wheel (R), so he is not able to see the internal profile of the upper semi-circumference of the rim, precisely where it touches said appendix (2a) in the instant of automatic data detection (LI, L2, di, d2).

Viceversa, l operatore può vedere buona parte della semicirconferenza inferiore del cerchio, in corrispondenza della quale esamina il profilo del cerchio al fine di selezionare più convenientemente i piani di correzione, anche se non ha poi alcun mezzo di controllo per verificare se l’appendice (2a) viene da lui portata a contatto della semicirconferenza superiore del cerchio in un punto perfettamente giacente sullo stesso piano di correzione scelto sulla semicirconferenza inferiore. Conversely, the operator can see a good part of the lower half-circumference of the rim, in correspondence with which he examines the profile of the rim in order to more conveniently select the correction planes, even if he has no means of checking whether the appendix ( 2a) is brought into contact by him with the upper semicircle of the rim in a point perfectly lying on the same correction plane chosen on the lower semicircle.

Proprio sulla base di questa considerazione si è pensato di perfezionare la macchina equilibratrice sopra descritta, prevedendo lo sfruttamento dello stesso dispositivo di puntamento a raggio laser anche durante la fase di rilevazione dei dati (LI, L2, di, d2), con l’obiettivo di fornire all’operatore un segno visivo sulla circonferenza inferiore del cerchio, il quale indicasse con precisione il piano di correzione che viene effettivamente rilevato dal dispositivo tastatore. Precisely on the basis of this consideration it was decided to improve the balancing machine described above, providing for the exploitation of the same laser beam pointing device also during the data collection phase (LI, L2, di, d2), with the aim to provide the operator with a visual sign on the lower circumference of the circle, which accurately indicates the correction plane that is actually detected by the feeler device.

Per raggiungere questo risultato è stato previsto, da un lato, di adottare lo stesso piano di riferimento (PO) per la misurazione delle corse del braccetto (2) e del braccetto (4) e, dall’altro, di traslare insieme braccetto (2) e braccetto (4) durante la fase di rilevazione dati, in modo che la proiezione del raggio To achieve this result, on the one hand, the same reference plane (PO) was adopted for measuring the strokes of the arm (2) and of the arm (4) and, on the other hand, to translate arm (2) together. ) and arm (4) during the data collection phase, so that the projection of the beam

luminoso (5) indichi sulla semicirconferenza inferiore del cerchio il piano di correzione selezionato prima dall’operatore e rilevato poi dal dispositivo tastatore. luminous (5) indicates on the lower semicircle of the circle the correction plane selected first by the operator and then detected by the feeler device.

Claims

CLAIMS 1) Improved machine for balancing vehicle wheels, equipped with a laser pointing device, of the type comprising: - a sliding feeler arm (2), of a known type, for the acquisition of data (LI, L2, di, d2) relating to the two correction planes (P1 and P2); - an electronic apparatus, also of a known type, for calculating the value and angular position of the compensation weights to be applied in correspondence with the correction planes chosen by the operator; - a laser source (3) mounted at the end of a support arm (4), sliding parallel to the feeler arm (2), along a direction parallel to the axis of rotation X-X of the wheel (R), being provided that said light source (3) is oriented in such a way that the projection of its light ray (5) falls in correspondence with the lower semicircle of the circle and according to a direction (Y-Y) orthogonal to the translation axis (Z-Z) of said support arm ( 4), machine characterized by the fact of adopting the same reference plane (PO) for measuring the strokes of the arm (2) and of the arm (4) and for the fact that arm (2) and arm (4) are translated simultaneously during the data detection (L1, L2, di, d2), so that the projection of the light beam (5) indicates on the lower semicircle of the circle the correction plane selected by the operator and detected by the feeler device.