ITMI20130844A1 - Dispositivo per l'equilibratura di ruote. - Google Patents

Description

"DISPOSITIVO PER L'EQUILIBRATURA DI RUOTE"

Il presente trovato ha come oggetto un dispositivo per l'equilibratura di ruote.

Attualmente sono noti due tipi di sistemi per determinare lo squilibrio di una ruota avente un pneumatico montato su di essa, e procedere quindi all'equilibratura della stessa mediante applicazione di opportuni pesi in posizioni prestabilite sulla ruota stessa. Il primo tipo è detto "statico", e consente di determinare lo squilibrio statico di ruota e pneumatico. Nei sistemi per equilibratura di tipo statico, ruota e pneumatico non sono posti in rotazione, bensì la ruota è centrata e supportata elasticamente in posizione orizzontale. Alla ruota è applicato un dispositivo di livellamento, per esempio dotato di bolla o simile, il cui indicatore si allontana da un punto di riferimento centrale a seconda dell'inclinazione della ruota e quindi dello squilibrio statico. L'operatore procede poi fissando opportuni contrappesi in punti strategici della ruota, per riportare L'indicatore del dispositivo di livellamento fino al punto di riferimento centrale. Questo sistema non consente tuttavia di compensare gli squilibri dinamici, dovuti agli effetti di coppia che agiscono sulla ruota .

Il secondo tipo di sistema per determinare lo squilibrio di una ruota è detto "dinamico", in quanto permette di determinare lo squilibrio dinamico di una ruota, e consente quindi di ottenere un'equilibratura della stessa più accurata.

Nei sistemi di tipo dinamico la ruota da equilibrare è montata su un albero che viene posto in rotazione ad una velocità predeterminata. Al raggiungimento di tale velocità, si misurano le forze generate dall'albero a causa dello squilibrio della ruota. A partire da queste misurazioni, sincronizzate con un segnale di rotazione angolare della ruota, si ricavano indicazioni relative al valore di squilibrio della ruota, e quindi le posizioni e i valori dei contrappesi da applicare per correggere lo squilibrio.

Differentemente dai sistemi di tipo statico, che possono correggere solo squilibri in un unico piano, con i sistemi di tipo dinamico è possibile misurare le forze centrifughe e quindi correggere anche lo squilibrio dinamico, ossia lo squilibrio di coppia.

I sistemi per l'equilibratura delle ruote, o macchine equilibratrici, sia di tipo statico che di tipo dinamico non sono scevri da inconvenienti tra i quali va annoverato il fatto che presentano generalmente strutture molto pesanti, in quanto dimensionate per poter sostenere il peso delle ruote che, nel caso per esempio di ruote di autocarri, può raggiungere valori molto elevati. Inoltre, le macchine equilibratrici sono inevitabilmente ingombranti, in quanto dimensionate per poter sostenere una ruota che è normalmente montata a sbalzo esternamente alla struttura della macchina equilibratrice stessa. Ciò implica che, per non ribaltarsi, la struttura della macchina equilibratrice deve essere dimensionata in modo tale che, montando la ruota da equilibrare, il baricentro dell'insieme di ruota e struttura, si proietti comunque all'interno della base di appoggio al pavimento della macchina equilibratrice. Di conseguenza, l'ingombro a pavimento di una macchina equilibratrice di tipo noto raramente è inferiore a 2 metri quadri.

Un altro inconveniente di tali sistemi di tipo noto consiste nel fatto che essi sono di difficile movimentazione, dati i notevoli ingombri e pesi; tali sistemi sono infatti destinati ad essere utilizzati esclusivamente all'interno di garage e/o officine. Il peso e l'ingombro delle macchine equilibratrici di tipo noto non consente di spostarle facilmente, in caso di non-utilizzo, anche temporaneo, e non consente di portarle in prossimità del mezzo su cui sono sostituite le ruote, come sarebbe invece auspicabile nel caso di servizio mobile.

In molti casi l'ingombro è tale da rendere difficile sia l’installazione che l'uso della macchina equilibratrice, ad esempio, in garage di dimensioni ridotte, nel campo della hobbistica o del fai-da-te, dove spesso non esiste fisicamente lo spazio necessario per una macchina equilibratrice di tipo noto.

Un altro sostanziale problema delle macchine equilibratrici di tipo noto consiste nel fatto che la base a terra è normalmente parte integrante del sistema di rilievo dello squilibrio, e partecipa alla risposta del sistema di misura. È infatti nota, nel settore, la dipendenza della qualità della misura degli squilibri al fissaggio a terra della macchina equilibratrice, con la conseguente necessità di frequenti tarature della macchina, a causa della non ben definita rigidità della trasmissione delle forze dalla sorgente, ossia la ruota in rotazione, ai vincoli a terra.

Compito precipuo del presente trovato consiste nel fatto di realizzare un dispositivo per l'equilibratura di ruote che risolva il problema tecnico sopra esposto, ovvi agli inconvenienti e superi i limiti della tecnica nota, in quanto dotato di ingombri e pesi ridotti.

Nell'ambito di questo compito, uno scopo del presente trovato è quello di realizzare un dispositivo per l'equilibratura di ruote che sia facilmente trasportabile, maneggevole, compatto, e che possa essere facilmente collocato ed eventualmente spostato all'interno di garage o officine anche di dimensioni ridotte.

Un altro scopo del trovato consiste nel fatto di agevolare e rendere più rapido il compito di equilibratura di una ruota.

Un altro scopo del trovato consiste nel fatto di realizzare un dispositivo per l'equilibratura di ruote in cui la misura dello squilibrio di una ruota abbia una qualità migliore, in quanto indipendente dall'influenza del tipo di vincolo a terra della struttura di sostegno.

Un ulteriore scopo del trovato consiste nel fatto di realizzare un dispositivo per l'equilibratura di ruote che sia in grado di dare le più ampie garanzie di affidabilità e sicurezza nell 'uso .

Un altro scopo del trovato consiste nel fatto di realizzare un dispositivo per l'equilibratura di ruote che sia facile da realizzare ed economicamente competitivo se paragonato alla tecnica nota.

Il compito sopra esposto, nonché gli scopi accennati ed altri che meglio appariranno in seguito, vengono raggiunti da un dispositivo per l'equilibratura di ruote comprendente un albero di rotazione su cui è montabile una ruota, e mezzi di aggancio di detta ruota a detto albero di rotazione, caratterizzato dal fatto di comprendere:

- un elemento tubolare, connesso ad un corpo scatolare di supporto, detto elemento tubolare alloggiando girevolmente detto albero di rotazione, - mezzi di fissaggio amovibili di detto corpo scatolare di supporto ad una struttura portante, mezzi sensori fissati a detto corpo scatolare di supporto e connessi a detto elemento tubolare, atti a misurare le forze che vincolano detto elemento tubolare a detto corpo scatolare di supporto quando detto albero di rotazione e detta ruota sono in rotazione, ed a fornire una misura delle forze generate dallo squilibrio statico e dinamico di detta ruota.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi risulteranno maggiormente dalla descrizione di una forma di realizzazione preferita, ma non esclusiva, di un dispositivo per l'equilibratura di ruote, illustrata a titolo indicativo e non limitativo con l'ausilio degli allegati disegni in cui:

la figura 1 è una vista prospettica di una forma di realizzazione di un dispositivo per l'equilibratura di ruote, secondo il trovato, associato ad un dispositivo smonta-gomme e supportante una ruota;

la figura 2 è una vista in sezione laterale del dispositivo di figura 1, in cui il dispositivo smonta-gomme è illustrato solo parzialmente;

la figura 3 è una vista prospettica da sopra del dispositivo per l'equilibratura di ruote, secondo il trovato;

la figura 4 è una vista prospettica da sotto del dispositivo per l'equilibratura di ruote di figura 3;

la figura 5 è una vista prospettica del dispositivo per l'equilibratura di ruote, secondo il trovato, associato ad un ponte sollevatore e supportante una ruota,-Con riferimento alle figure citate, il dispositivo per l'equilibratura di ruote, indicato globalmente con il numero di riferimento 1, comprende un albero di rotazione 3 su cui è montabile una ruota 5, e mezzi di aggancio 6 della ruota 5 all'albero di rotazione 3.

Secondo il trovato, il dispositivo 1 comprende :

- un elemento tubolare 4, connesso ad un corpo scatolare di supporto 7, e alloggiate girevolmente l'albero di rotazione 3,

mezzi di fissaggio amovibili 2 del corpo scatolare di supporto 7 ad una struttura portante 14,

mezzi sensori 8, 9 fissati al corpo scatolare di supporto 7 e connessi all'elemento tubolare 4, atti a misurare le forze che vincolano 1 'elemento tubolare 4 al corpo scatolare di supporto 7 quando l'albero di rotazione 3 e la ruota 5 sono in rotazione, ed a fornire una misura delle forze generate dallo squilibrio statico e dinamico della ruota 5.

La struttura portante 14 può essere una colonna 140 di un dispositivo smonta-gomme 141, come illustrato nelle figure 1 e 2. In alternativa, la struttura portante 14 può essere un montante 142 di un ponte sollevatore 143 per automobili, come illustrato in figura 5. La struttura portante può anche essere un banco di lavoro, oppure una parete in muratura di un garage o di un'officina, o comunque qualsiasi struttura rigida esistente in un garage o in un'officina, in grado di sostenere il peso del dispositivo 1 e della ruota 5. Il dispositivo 1 può inoltre comprendere staffe opportunamente realizzate per il fissaggio dello stesso ad una qualsiasi struttura rigida pre-esistente .

I mezzi di fissaggio amovibili 2, come illustrato in particolare nelle figure da 1 a 3, possono comprendere elementi sagomati 20 e morsetti di bloccaggio 21, per il fissaggio rigido del corpo scatolare di supporto 7 alla struttura portante 14. Gli elementi sagomati 20 possono per esempio essere costituite da bretelle 20 che abbracciano la colonna 140 di un dispositivo smonta-gomme 141 e consentono, tramite morsetti di bloccaggio 21 a vite, di fissare il dispositivo 1 ad un'altezza conveniente della colonna 140.

I mezzi di fissaggio amovibili 2 sono atti a consentire una facile installazione ed un altrettanto facile rimozione del dispositivo 1 ad una struttura portante 14, quale la colonna 140 di un dispositivo smonta-gomme 141 o il montante 142 di un ponte sollevatore 143 per automobili.

L'albero di rotazione 3 a cui è fissata la ruota 5 è alloggiato girevolmente all'interno dell'elemento tubolare 4 tramite, vantaggiosamente, l'interposizione di cuscinetti 11.

Vantaggiosamente 1'elemento tubolare 4 è connesso al corpo scatolare di supporto 7 tramite una pluralità di lamine 12 elastiche, visibili in figura 4. Tali lamine 12 elastiche sorreggono l'elemento tubolare 4 consentendone la deformazione elastica.

I mezzi sensori 8, 9 possono comprendere un primo sensore 80 connesso tramite un primo elemento tirante 13 ad un elemento di leva 15, laddove l'elemento di leva 15 è fissato all'elemento tubolare 4. Tale primo sensore 80 misura la componente di squilibrio dinamico della ruota 5 in un primo piano, su cui giace l'asse di rotazione dell'albero di rotazione 3. Il primo sensore 80 è vantaggiosamente connesso al corpo scatolare di supporto 7 tramite una prima staffa 18.

I mezzi sensori 8, 9 possono comprendere anche un secondo sensore 90 connesso tramite un secondo elemento tirante 14 all'elemento di leva 15, laddove l'elemento di leva 15 è fissato all'elemento tubolare 4. Tale secondo sensore 90 misura la componente di squilibrio statico della ruota 5 in un secondo piano, sostanzialmente perpendicolare all'asse di rotazione dell'albero di rotazione 3. Il secondo sensore 90 è vantaggiosamente connesso al corpo scatolare di supporto 7 tramite una seconda staffa 19.

Il dispositivo per l'equilibratura di ruote 1, comprende vantaggiosamente un sensore di posizione angolare 23, solidale all'albero di rotazione 3. Tale sensore di posizione angolare 23 è atto a fornire un segnale di sincronizzazione tra la rotazione della ruota 5 e la misura dello squilibrio dinamico operata dai mezzi sensori 8, 9.

Il dispositivo per l'equilibratura di ruote 1, comprende vantaggiosamente una strumentazione elettronica 22 per la elaborazione, la visualizzazione e la memorizzazione dei dati misurati. Tale strumentazione elettronica 22 è connessa al dispositivo di equilibratura 1 tramite mezzi di connessione elettrica, e può essere vantaggiosamente alloggiata in corrispondenza di una faccia del corpo scatolare 7, per esempio in corrispondenza della faccia superiore dello stesso.

Il dispositivo per l'equilibratura di ruote 1, comprende vantaggiosamente mezzi di rotazione per mettere in rotazione la ruota 5, i quali possono comprendere una manovella ad azionamento manuale 24 agente sull'albero di rotazione 3 a cui è fissata la ruota 5, oppure mezzi motori atti per esempio ad azionare elettricamente la ruota 5 fino al raggiungimento di una velocità di rotazione desiderata. Vantaggiosamente, la manovella ad azionamento manuale 24 può essere rimossa dall'albero di rotazione 3 durante la misura dello squilibrio dinamico, ossia una volta raggiunta la velocità desiderata di rotazione della ruota 5.

Il dispositivo per l'equilibratura di ruote 1, può anche comprendere una leva di freno 16, una cui estremità 161 è atta a premere contro una puleggia 17 solidale in rotazione all'albero di rotazione 3, per la frenatura della rotazione di della ruota 5.

I mezzi di fissaggio 6 della ruota 5 all'albero di rotazione 3 possono comprendere due flange di accoppiamento 60 e 62 tra le quali è serrabile il cerchione della ruota 5.

II funzionamento del dispositivo di equilibratura di ruote è chiaro ed evidente da quanto descritto.

Per esempio, l'operatore che utilizza un dispositivo smonta-gomme 14 per montare una nuova gomma, a sostituzione di una gomma danneggiata, può operare anche la correzione dello squilibrio dinamico della ruota 5, con la nuova gomma, tramite il dispositivo per l'equilibratura di ruote 1, posto sulla stessa struttura del dispositivo smonta -gomme 14.

Il funzionamento del dispositivo 1 prevede che la ruota 5 e l'albero di rotazione 3 a cui è fissata, siano messi in rotazione, o tramite la manovella 24, oppure tramite appositi mezzi motori. L'albero di rotazione 3 trasmette le forze di squilibrio dinamico imposte dalla ruota 5 all'elemento tubolare 4 il quale può deformarsi grazie al supporto elastico fornito dalle lamine 12 elastiche, rispetto al corpo di supporto scatolare 7 fissato alla struttura portante 14. La deformazione dell'elemento tubolare 4 determina, per mezzo dell'elemento di leva 15, la trazione/compressione del primo elemento tirante 13 e del secondo elemento tirante 14, la quale trazione/compressione si ripercuote rispettivamente sul primo sensore 80 e sul secondo sensore 90, i quali , in questo modo, misurano l'entità della forza trasmessa dall'elemento tubolare 4 al corpo di supporto scatolare 7, e consentono di ricavare i valori di squilibrio dinamico.

A misura avvenuta, la ruota 5 può essere frenata tramite la leva di freno 16, che agisce sulla puleggia 17 solidale in rotazione all'albero di rotazione 3.

Si è in pratica constatato come il dispositivo per l'equilibratura di ruote, secondo il presente trovato, assolva il compito nonché gli scopi prefissati in quanto è facilmente trasportabile e fissabile a una qualunque struttura portante esistente, eliminando ingombri e costi di una struttura autonoma.

Un altro vantaggio del dispositivo per l'equilibratura di ruote, secondo il trovato, consiste nel fatto di risultare particolarmente compatto, e di conseguenza particolarmente rigido. La compattezza del dispositivo per l'equilibratura di ruote, secondo il trovato, permette anche un'installazione in ambienti lavorativi con spazi limitati. In aggiunta a ciò il dispositivo, secondo il trovato, può essere facilmente rimosso dalla struttura portante dopo l'uso, e ri-applicato all 'occorrenza, limitando pertanto gli ingombri fisici, soprattutto nei suddetti ambienti lavorativi con spazi limitati.

Un ulteriore vantaggio del dispositivo per l'equilibratura di ruote, secondo il trovato, consiste nel fatto di essere utilizzabile flessibilmente nelle più svariate situazioni, tra cui anche situazioni di soccorso o emergenza su mezzi mobili, sfruttando i dispositivi smonta-gomme di cui i mezzi di soccorso sono generalmente dotati .

Un altro vantaggio del trovato consiste nel fatto che tutte le forze risultano misurate rispetto ad una relativamente piccola e compatta struttura rigida, ossia il corpo scatolare di supporto, la quale può essere vincolata a qualunque struttura di sostegno che sia ragionevolmente robusta, senza che alcuna influenza del comportamento dinamico della struttura di sostegno abbia influenza sulla qualità della misura dello squilibrio dinamico della ruota.

Un ulteriore vantaggio riguarda il costo, sostanzialmente inferiore, del dispositivo secondo il trovato, rispetto ad una vera e propria macchina equilibratrice di tipo noto, con struttura a terra, in quanto manca fisicamente una parte di basamento rispetto alle macchine di tipo noto, sostituita da strutture pre-esistenti e già disponibili nell'ambiente di lavoro.

Il dispositivo per l'equilibratura di ruote così concepito è suscettibile di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo.

Inoltre, tutti i dettagli potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti .

In pratica, i materiali impiegati, purché compatibili con l'uso specifico, nonché le dimensioni e le forme contingenti potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze.

Claims (10)

1. Dispositivo per l'equilibratura di ruote (1) comprendente un albero di rotazione (3) su cui è montabile una ruota (5) e mezzi di aggancio (6) di detta ruota (5) a detto albero di rotazione (3), caratterizzato dal fatto di comprendere: un elemento tubolare (4), connesso ad un corpo scatolare di supporto (7), detto elemento tubolare (4) alloggiando girevolmente detto albero di rotazione (3), - mezzi di fissaggio amovibili (2) di detto corpo scatolare di supporto (7) ad una struttura portante (14) , - mezzi sensori (8, 9) fissati a detto corpo scatolare di supporto (7) e connessi a detto elemento tubolare (4), atti a misurare le forze che vincolano detto elemento tubolare (4) a detto corpo scatolare di supporto (7) quando detto albero di rotazione (3) e detta ruota (5) sono in rotazione, ed a fornire una misura delle forze generate dallo squilibrio statico e dinamico di detta ruota (5).

2. Dispositivo per l'equilibratura di ruote (1) , secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta struttura portante (14) è una colonna (140) di un dispositivo smonta-gomme (141), oppure un montante (142) di un ponte sollevatore (143) , oppure un banco di lavoro, oppure una parete in muratura.

3. Dispositivo per l'equilibratura di ruote (1) , secondo le rivendicazioni 1 o 2, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di fissaggio amovibili (2) comprendono elementi sagomati (20) e morsetti di bloccaggio (21) per il fissaggio rigido di detto corpo scatolare di supporto (7) a detta struttura portante (14).

4. Dispositivo per l'equilibratura di ruote (1), secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto elemento tubolare (4) è connesso a detto corpo scatolare di supporto (7) tramite una pluralità di lamine (12) elastiche.

5. Dispositivo per l'equilibratura di ruote (1), secondo una o più delle rivendicazioni precedenti , caratterizzato dal fatto che detti mezzi sensori {8, 9) comprendono un primo sensore (80) connesso tramite un primo elemento tirante (13) ad un elemento di leva (15), detto elemento di leva (15) essendo fissato a detto elemento tubolare (4), detto primo sensore (80) misurando la componente di squilibrio dinamico di detta ruota (5) in un primo piano, su cui giace l'asse di rotazione di detto albero di rotazione (3).

6. Dispositivo per l'equilibratura di ruote (1), secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi sensori (8, 9) comprendono un secondo sensore (90) connesso tramite un secondo elemento tirante (14) a detto elemento di leva (15), detto elemento di leva (15) essendo fissato a detto elemento tubolare (4), detto secondo sensore (90) misurando la componente di squilibrio statico di detta ruota (5) in un secondo piano, sostanzialmente perpendicolare all'asse di rotazione di detto albero di rotazione (3).

7. Dispositivo per l'equilibratura di ruote (1), secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere un sensore di posizione angolare (23) solidale a detto albero di rotazione (3).

8. Dispositivo per l'equilibratura di ruote (1), secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere una strumentazione elettronica (22) per la elaborazione, la visualizzazione e la memorizzazione dei dati misurati.

9. Dispositivo per l'equilibratura di ruote (1), secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi di rotazione per mettere in rotazione detta ruota (5), detti mezzi di rotazione comprendendo una manovella ad azionamento manuale (24), oppure mezzi motori.

10. Dispositivo per l'equilibratura di ruote (1), secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere una leva di freno (16), una cui estremità (161) è atta a premere contro una puleggia (17) solidale in rotazione a detto albero di rotazione (3), per la frenatura della rotazione di detta ruota (5).