ITMI941650A1 - Macchina equilibratrice per la compensazione di squilibri in corpi rotanti - Google Patents

Abstract

Una macchina equilibratrice per la compensazione di squilibri in corpi rotanti fissabili su di un albero principale della macchina, in particolare ruote di autoveicoli di diverse grandezze e tipi, la quale comprende un dispositivo tastatore per un dispositivo ottico atto al tastamento senza contatto della distanza, relativa alla macchina, del piano di equilibratura e del raggio di equilibratura.

Description

Descrizione dell'invenzione avente per titolo:

"MACCHINA EQUILIBRATRICE PER LA COMPENSAZIONE DI SQUILIBRI IN CORPI ROTANTI"

DESCRIZIONE

L'invenzione riguarda una macchina equilibratrice per la compensazione di squilibri in corpi rotanti fissabili su di un albero principale della macchina, in particolare ruote di autoveicoli di diverse dimensioni e tipi, nella quale, per una misura degli squilibri riferita ad uno o più piani di equilibratura, è previsto un dispositivo tastatore per il rilevamento della distanza, riferita alla macchina, del piano o dei piani di equilibratura e per il rilevamento del raggio di equilibratura e per indicare la disposizione dei pesi di equilibratura dopo la determinazione dello squilibrio.

Dal DE-41 22 844 Al è nota una tale macchina equilibratrice, nella quale un dispositivo tastatore presenta un organo tastatore estraibile, la cui punta tastatrice viene portata in contatto con un punto di misura sul cerchione di una ruota da equilibrare. Le diverse posizioni di equilibratura (raggi e piani di equilibratura) dei pesi di equilibratura, dipendenti dalla qualità e dal tipo di cerchione, vengono rilevate tramite tastamento meccanico e possono essere rappresentate a contatto tramite marcatura con un colore.

Nella precedente domanda di brevetto tedesca P 42 29 865.2 è descritto un procedimento per la compensazione di squilibri in una ruota di veicolo, nel quale viene utilizzato un dispositivo tastatore conformato come leva tastatrice o barra tastatrice per tastare meccanicamente la misurazione di un cerchione, e per portare un peso di equilibratura nella sua disposizione o posizione di equilibratura.

Compito dell'invenzione è perfezionare e migliorare una macchina equilibratrice della tecnica precedentemente descritta, in modo tale che il tastamento delle posizioni di equilibratura per pesi di equilibratura così come l'indicazione delle posizioni di equilibratura avvenga senza contatto.

Questo compito viene risolto secondo l'invenzione tramite l'oggetto con le caratteristiche indicate nella rivendicazione 1.

Con il tastamento secondo l'invenzione tramite un dispositivo ottico, il tastamento viene semplificato, non essendo utilizzato nessun tastatore meccanico, il quale dev'essere portato in contatto con un corpo rotante da equilibrare oppure con un cerchione di una ruota, potendo danneggiarsi.

Secondo una forma di realizzazione vantaggiosa il dispositivo ottico comprende due sorgenti luminose, ciascuna emettente un raggio luminoso, dove i due raggi luminosi sono regolabili in tal modo nel loro orientamento su di un punto di misura sul corpo rotante, da generare un punto luminoso comune nel punto di misura, le cui coordinate sono determinabili tramite valutazione deH'orientamento dei raggi luminosi tramite i mezzi di misura. Ciascuna sorgente luminosa può essere orientabile nello spazio insieme ad un’ottica per remissione di un raggio luminoso oppure un diaframma, oppure la sorgente luminosa può essere fissa e l'ottica emettente il raggio luminoso oppure il diaframma possono essere orientati rispetto alla sorgente luminosa, per generare un raggio luminoso con diverso angolo di direzione e angolo di inclinazione. In questo modo la luce generata da una lampada alogena può essere focalizzata tramite lenti o specchi e può essere portata fino ad un punto di uscita della luce, ad esempio tramite un conduttore in fibra di vetro oppure altro conduttore ottico, dove vengono regolati l'angolo di direzione e l'angolo di inclinazione del raggio luminoso uscente. In questo modo, mezzi di misura vengono disposti o direttamente alla sorgente luminosa orientabile oppure nel punto d'uscita orientabile della luce, detti mezzi consentendo una determinazione dell'angolo del raggio luminoso. Per la determinazione di una posizione di equilibratura, un raggio luminoso viene dapprima diretto su un punto di misura di un piano di equilibratura del cerchione, dove l'orientamento della sorgente luminosa o punto d'uscita della luce avviene ad esempio manualmente tramite una persona di servizio. Tramite l'orientamento della seconda sorgente luminosa o del secondo punto d'uscita per la luce, entrambi i raggi luminosi vengono portati a ricoprirsi come macchia luminosa chiara nel punto di misura (vale a dire nella posizione di equilibratura). Tramite i mezzi di misura vengono rilevati gli angoli solidi dei raggi luminosi e le coordinate del punto di misura sono determinabili.

I raggi luminosi sono preferibilmente orientabili in un piano. A questo scopo, le sorgenti luminose orientabili stesse oppure i punti d'uscita della luce sono disposti in un piano passante per l'asse dell'albero principale e l'orientabilità è possibile solamente in questo piano di illuminazione. Questo facilita alla persona di servizio la regolazione dei raggi luminosi su un punto luce comune sul cerchione, dato che entrambi i raggi luminosi non devono essere mossi nello spazio ma solamente nel piano di illuminazione comune, per arrivare a ricoprirsi sul cerchione. Il piano di illuminazione può anche trovarsi al di fuori dell'asse dell'albero principale, verticalmente oppure inclinato di un angolo, per migliorare la visibilità del punto luce sul cerchione da parte della persona di servizio.

Entrambi i raggi luminosi possono presentare diversi colori di luce, cosicché il punto luce comune possieda una miscela di colore diversa dai raggi luminosi. In questo modo l'operazione viene notevolmente semplificata, perché al raggiungimento della ricopertura di entrambi i raggi luminosi compare, nel punto luce, un cambio di colore otticamente ben riconoscibile.

Ciascun raggio luminoso orientabile è accoppiato preferibilmente con un dispositivo di misurazione d'angolo per la determinazione del suo orientamento. Tramite il dispositivo di misurazione d'angolo, preferibilmente un potenziometro rotativo collegato ad un circuito di valutazione, l'orientamento del raggio luminoso è direttamente determinabile, insieme alla sorgente luminosa oppure separatamente dalla sorgente luminosa nel punto d'uscita per la luce.

Per questo scopo il dispositivo ottico è disposto sulla macchina equilibratrice vicino all'albero principale e ad un corpo rotante o ruota fissata su di esso. In questo modo nelle posizioni di equilibratura risultano vantaggiosi angoli di incidenza luminosa dei raggi luminosi sul cerchione, ciò che rende possibile un'esatta regolazione della ricopertura di entrambi i raggi luminosi. Angoli di incidenza troppo ridotti potrebbero rendere difficile o impossibile un posizionamento esatto od una indicazione esatta su settori del cerchione paralleli all'albero principale, poiché il punto luce potrebbe sfocare in un ovale allungato oppure le posizioni di equilibratura potrebbero essere coperte otticamente da parti di cerchione sporgenti.

Secondo un perfezionamento vantaggioso, i mezzi ottici possono essere disposti su di una parte estraibile della macchina equilibratrice, mobile in direzione del cerchione della ruota fissata. In questo modo risultano delle posizioni delle sorgenti luminose o punti d'uscita per la luce vantaggiose per il tastamento del cerchione con i raggi luminosi in riferimento ai loro angoli di incidenza. A seconda della qualità e del tipo di cerchione, la posizione migliore per la parte estraibile può essere regolata e fissata.

La parte estraibile mobile può essere accoppiata con un potenziometro rotativo o con un potenziometro lineare per la determinazione della sua posizione.

Preferibilmente sono previsti mezzi di azionamento per l'orientamento dei raggi luminosi, in modo che i raggi luminosi siano regolabili su di un punto di misura tramite i mezzi di azionamento azionati da un comando. La preregolazione tramite i mezzi di azionamento, ad esempio motori elettrici, i quali agiscono sulle sorgenti luminose o sui punti d'uscita della luce per il loro orientamento, può essere applicata quando posizioni di equilibratura note per comuni tipi di cerchioni sono richiamabili da una memoria. Alla persona addetta alla macchina non rimane che una eventuale correzione, necessaria quando la regolazione non dovesse coincidere con le misure dei cerchioni.

L'invenzione viene ora spiegata con maggior dettaglio tramite esempi di realizzazione in base ai disegni. Le figure illustrano:

la figura 1 : una vista dall'alto in rappresentazione schematica e parzialmente in sezione di un esempio di realizzazione di una macchina equilibratrice con un dispositivo ottico di tastamento e indicazione secondo l'invenzione, e

la figura 2: una macchina equilibratrice secondo la figura 1, dove il dispositivo ottico di tastamento e di indicazione è disposto su di una parte estraibile.

In figura 1 è rappresentata una macchina equilibratrice, che presenta un corpo fisso 1 ed un albero principale 2 orizzontale con un dispositivo di fissaggio 3 che si estende a partire dal corpo fisso 1. Sul dispositivo di fissaggio 3 è fissata una ruota 4 da equilibrare con il suo cerchio 5.

Su di una parte superiore 6 del corpo fisso 1 è disposto, su di un lato vicino alla ruota fissata e rivolto verso di essa, un dispositivo 7, il quale presenta due sorgenti luminose 8, 9. Ciascuna sorgente luminosa 8, 9 emette un raggio luminoso 10 e 11 focalizzato in direzione del cerchione 5 della ruota 4 fissata. Per generare ciascuno dei raggi luminosi 10, 11 ciascuna sorgente luminosa 8, 9 può contenere ad esempio una lampada alogena, la cui luce, riflessa da un riflettore, fuoriesce come raggio luminoso 10, 11 focalizzato. Ciascuna sorgente luminosa 8, 9 è fissata in modo girevole per un orientamento in un piano, cosicché i raggi luminosi 10, 11 siano orientabili verso un punto luce 12 sul cerchione 5. Nel percorso del raggio luminoso 10, 11 di ciascuna sorgente luminosa 8, 9 vi è una lastra colorata trasparente alla luce, una lente oppure un'ottica focalizzatrice, tramite la quale può essere arbitrariamente impostato il colore del raggio luminoso 10, 11.

Entrambe le sorgenti luminose 8, 9 sono disposte in un piano verticale contenente l'asse di rotazione dell'albero principale 2, in modo sfalsato l'una rispetto all'altra, cosicché entrambi i raggi luminosi 10, 11 possono essere riportati a ricoprirsi tramite orientamento delle sorgenti luminose 8, 9 (oppure dell'ottica) in un punto 12 di una posizione di equilibratura sul bordo del cerchione oppure sul lato interno del cerchione 5. Tramite una diversa selezione dei colori dei raggi luminosi 10, 11 nel punto luce 12 comune, viene generato un colore misto, il quale è otticamente e chiaramente riconoscibile da parte di una persona addetta alla macchina rispetto a ciascun singolo colore. In questo modo, raggi luminosi 10 e 11 rispettivamente blu e giallo generano un punto luce 12 comune verde.

Ciascuna sorgente luminosa orientabile 8, 9 è accoppiata con un potenziometro rotativo 13, il quale invia, ad un circuito di valutazione, un segnale corrispondente alla posizione angolare del raggio luminoso, ad esempio rispetto all'orizzontale. Tramite semplici relazioni geometriche (punto di intersezione di due rette in un piano, qui non ulteriormente specificato) possono essere determinate, tramite il dispositivo di valutazione, le coordinate del punto di misura o dei pesi si equilibratura. A tale punto corrisponderà, durante una misura di squilibrio, un determinato peso di equilibratura. La posizione dell'angolo di equilibratura della ruota, determinata in modo noto, viene successivamente impostata e il peso di equilibratura può essere fissato da parte di una persona addetta alla macchina nel luogo indicato dal punto luce sul cerchione.

Secondo un ulteriore esempio di realizzazione (vedi figura 2) la sorgente luminosa 9 è disposta su di una parte estraibile 14, parallela all'albero principale 2 in direzione del cerchione 5, la quale è bloccabile tramite una vite di regolazione 16. La sorgente luminosa 9 è orientata in modo che il suo raggio luminoso 11 si diparta dalla parte estraibile 14 con un angolo retto oppure approssimativamente retto ed in modo che raggiunga un punto di misura 12 sul cerchione 5. La parte estraibile 14 è accoppiata con un potenziometro rotativo 13 oppure con un potenziometro lineare 15, tramite il quale viene determinata la coordinata orizzontale del punto di misura (vale a dire del piano di equilibratura). La seconda sorgente luminosa 8 è disposta sulla parte estraibile 14 in un piano parallelo all'albero principale 2, a distanza dalla sorgente luminosa 9 e accoppiata con un dispositivo di misura in forma di un potenziometro rotativo 13 per la determinazione della posizione angolare del suo raggio luminoso 10. La seconda sorgente luminosa 8 è orientabile in questo piano con il suo raggio luminoso 10, cosicché il raggio luminoso 11 della sorgente luminosa 9 è da portare in ricopertura con il raggio luminoso 10 della sorgente luminosa 8 nel punto di misura sul cerchione 5 quale punto luminoso 12, con il colore misto sopra descritto. La coordinata verticale (vale a dire il raggio di equilibratura) del punto di misura è poi determinabile in modo simile a quello descritto precedentemente come intersezione di due rette tramite il circuito di valutazione.

Il piano luminoso formato dalle sorgenti luminose 8, 9 e dai raggi luminosi 10, 11 può, in entrambi gli esempi di realizzazione, passare perpendicolarmente all'asse dell'albero principale 2, in modo che il punto luminoso 12 venga sempre formato nel punto più alto di un piano di equilibratura ("posizione ore 12"). Comunque, i raggi luminosi 10, 11 possono essere orientabili anche in un piano luminoso il quale è inclinato rispetto all'asse dell'albero principale 2, ad esempio inclinato aH'indietro a partire dalla persona addetta alla macchina, cosicché il punto luminoso 12 venga a trovarsi in una posizione del cerchione meglio visibile da parte della persona addetta alla macchina (ad esempio "posizione ore 10").

Le sorgenti luminose 8, 9 possono essere disposte anche esternamente al piano perpendicolare dell'albero principale e formare con i raggi luminosi un piano di illuminazione non contenente l'asse dell'albero principale, per ottenere una disposizione ottimale dei mezzi ottici per il tastamento e l'indicazione.

Le sorgenti luminose 8, 9 possono essere esse stesse orientabili e quindi generare ciascuna un raggio luminoso 10, 11 con angolazione diversa. Il raggio luminoso può anche dipartirsi dalla sorgente luminosa con un angolo fisso e venire deviato nella sua direzione tramite un'ottica regolabile o orientabile. In questo modo il dispositivo di misura per la determinazione dell'orientamento del raggio luminoso è disposto nel punto d'uscita del raggio luminoso, la cui direzione non viene in seguito più influenzata. In questo modo, ad esempio, della luce può essere portata, a partire da una sorgente luminosa, tramite un conduttore in fibra di vetro, verso un'uscita per la luce, dove l'inclinazione del raggio luminoso orientabile è determinabile tramite un mezzo di misura accoppiato.

Secondo un vantaggioso perfezionamento dell'invenzione, la sorgente luminosa 9, nell'esempio di realizzazione secondo la figura 1, può essere un laser orientabile, il quale emette un raggio luminoso 11 focalizzato su di un punto di misura sul cerchione. In base a note caratteristiche della luce laser, la distanza del punto luminoso 12 generato sul cerchione 5 dalla sorgente luminosa 9 può essere determinato semplicemente in modo esatto con un dispositivo noto in commercio. Insieme all'angolo di inclinazione e alla distanza possono essere ricavate, tramite un dispositivo di valutazione, le coordinate esatte del punto luminoso o punto del peso di equilibratura, e questo punto per la disposizione del peso di equilibratura si lascia chiaramente indicare.

Se nell'esempio di realizzazione secondo la figura 2 venisse utilizzato un laser come sorgente di luce 9, le coordinate della posizione di equilibratura sarebbero determinabili allo stesso modo tramite la misura dello spostamento della parte estraibile 14 e tramite - come sopra indicato - la distanza determinabile.

I questo modo, utilizzando un laser con accoppiato un dispositivo per la misurazione della distanza, non è più necessaria una seconda sorgente di luce per la determinazione delle coordinate del punto di misura.

Lo stesso caso si presenta, quando, in una forma di realizzazione semplificata secondo la figura 2, i piani di equilibratura e le posizioni di equilibratura vengono tastate e indicate tramite il raggio luminoso 11 della sorgente luminosa 9, mentre il raggio del piano di equilibratura viene rilevato tramite note misure di lunghezza (ad esempio metro a nastro, tastatore).

Claims (9)

1. RIVENDICAZIONI 1. Macchina equilibratrice per la compensazione di squilibri in corpi rotanti fissabili su di un albero principale della macchina, in particolare ruote di autoveicolo di diverse dimensioni e tipi, per la quale è prevista, per una misurazione degli squilibri riferita ad uno o più piani di equilibratura, un dispositivo tastatore per la rilevazione della distanza, riferita alla macchina, del piano o dei piani di equilibratura e per la rilevazione di un raggio di equilibratura e per l'indicazione, dopo la determinazione dello squilibrio, di ciascuna posizione dei pesi di equilibratura, caratterizzata dal fatto che il dispositivo tastatore comprende un dispositivo ottico (7) per il tastamento senza contatto della distanza, riferita alla macchina, del piano o dei piani di equilibratura e di ciascun raggio di equilibratura così come l'indicazione senza contatto di ciascuna posizione dei pesi di equilibratura e mezzi di misura per la determinazione delle coordinate dei punti di misura così tastati.
2. 2. Macchina equilibratrice secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che il dispositivo ottico (7) comprende due sorgenti luminose (8, 9) ciascuna delle quali emette un raggio luminoso (10, 11), dove l'orientamento di entrambi i raggi luminosi (10, 11) è regolabile su di un punto di misura sul corpo rotante (5) in modo che questi generino, nel punto di misura, un punto luminoso (12) comune, le cui coordinate sono determinabili mediante valutazione dell'orientamento dei raggi luminosi (10, 11) tramite i mezzi di misura.
3. 3. Macchina equilibratrice secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che i raggi luminosi (10, 11) sono orientabili in un piano in modo guidato.
4. 4. Macchina equilibratrice secondo la rivendicazione 2 o 3, caratterizzata dal fatto che entrambi i raggi luminosi (10, 11) comportano diversi colori di luce, cosicché il punto luminoso (12) comune ha un colore misto diverso rispetto ai raggi luminosi (10, 11).
5. 5. Macchina equilibratrice secondo una delle rivendicazioni da 2 a 4, caratterizzata dal fatto che ciascun raggio luminoso (10, 11) orientabile è accoppiato con un dispositivo di misurazione d'angolo collegato ad un circuito di valutazione, in particolare un potenziometro rotativo, per la determinazione del suo orientamento.
6. 6. Macchina equilibratrice secondo una delle rivendicazioni da 2 a 5, caratterizzata dal fatto che il dispositivo ottico (7) è disposto sulla macchina equilibratrice in vicinanza dell'albero principale (2) e di un corpo rotante (4) ad esso fissato.
7. 7. Macchina equilibratrice secondo una delle rivendicazioni da 2 a 6, caratterizzata dal fatto che il dispositivo ottico (7) è disposto su di una parte estraibile (14) della macchina equilibratrice orientabile in direzione del corpo rotante (4) fissato.
8. 8. Macchina equilibratrice secondo la rivendicazione 7, caratterizzata dal fatto che la parte (14) estraibile e spostabile è accoppiata con un potenziometro per la determinazione della sua posizione.
9. 9. Macchina equilibratrice secondo una delle rivendicazioni da 2 a 8, caratterizzata dal fatto che sono previsti dei mezzi di azionamento azionati da un comando per un orientamento dei raggi luminosi (10, 11) su di un punto di misura.