ITMI962083A1 - Dispositivo di bloccaggio automatico di ruote e simili su una macchina equilibratrice - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

La presente invenzione ha per oggetto un dispositivo per il bloccaggio automatico di ruote, pulegge, dischi e in particolare ruote per autoveicoli su una macchina equilibratrice ad asse orizzontale.

Come è noto, le attuali e più recenti macchine equilibratrici di ruote per autoveicoli e corpi simili, sono costituite normalmente da un basamento racchiudente la motorizzazione e relativi comandi per l'azionamento di un albero assialmente cavo, girevole su cuscinetti e disposto ad asse orizzontale. Ad una estremità di detto albero cavo è associata coassialmente una flangia sostanzialmente a forma di campana, provvista centralmente di un corpo conico su cui viene alloggiata la usuale cavità centrale della ruota da equilibrare; una flangia esterna a coppa, coassiale all'albero cavo, è predisposta per il bloccaggio della ruota alla campana girevole durante la rotazione dell'albero cavo.

Coassialmente a detto albero cavo è montato traslabile un alberinocon funzione di tirante, la cui estremità prossima alla campana è collegabile (e separabile) a detta flangia esterna a forma di coppa o simile, in modo da mantenere bloccata la ruota sulla compana quando detto tiranLe è mantenuto spinto verso l'estremità dell'albero cavo opposta a quella di bloccaggio della ruota, con forza sufficiente ad assicurare il fissaggio della ruota alla campana stessa.

Per realizzare il bloccaggio della ruota alla campana sono stati prò· posti vari sistemi o dispositivi in grado di far traslare automaticamente l'alberino, interno all'albero cavo, verso l'estremità opposta dello stesso albero cavo.

Uno dei più noti dispositivi di bloccaggio automatico di una ruota su una equilibratrice del tipo più sopra specificato è -costituito da un cilindro pneumatico rotante con l'albero cavo della equilibratrice al cui pistone è collegato assialmente un tirante (alberino interno all'albero cavo rotante) in grado di applicare, mediante la pressione a cui è sottoposto, al tirante stesso una forza sufficiente a bloccare la ruota sulla campana o flangia di serraggio.

In questo caso, il cilindro ruota con l'alberino e quindi si rende indispensabile disporre di un collettore rotante per portare l'alimentazione dell'aria compressa al cilindro; ciò implica una costruzione accurata e costosa per evitare disturbi e vibrazioni dovuti al collettore stesso.

D'altra parte c'è il vantaggio di non èsserci implicita limitazione di corsa del cilindro e del tirante, così che è possibile costruire dispositivi di centraggio particolarmente pratici ed efficienti per l'utilizzatore.

Un altro dispositivo noto è costituito da un pacco di molle metalliche montate sull'alberino cavo rotante e disposte in modo tale da fornire una forza assiale al tirante in grado di trattenere la ruota sul dispositivo di staffaggio. Quando l'albero non è in rotazione un cilindro non rotante può precaricare le molle cosi che sia passibile montare la ruota e collegare al tirante la staffa di riscontro che tratterrà la ruota contro la staffa o campana di staffaggio. Questo dispositivo è più semplice e meno costoso del precedente, ma presenta lo svantaggio di avere una corsa limitata della molla. E' infatti pressoché non realizzabile una molla metallica di dimensioni compatibili con una equilibratrice per ruote che abbia forza sufficiente a staffare una ruota per una corsa di più di pochi millimetri.

La molla metallica inoltre è·raramente simmetrica e per vari livelli di compressione possono essere generati squilibri non conpensabili.

Questa applicazione, a causa della ridotta corsa ottenibile sul tirante, obbliga a delle soluzioni realizzative poco pratiche della flangia di staffaggio della ruota con necessità di registrazione o pre-staffaggi affinchè la ridotta corsa sia comunque sufficiente a trattenere la ruota. Considerando i sistemi di staffaggio normalmente in uso per la migliore praticità è infatti auspicabile una corsa del tirante dell'ordine dei 70-100 mm, con forza minima dell'ordine dei 250 Kg. Tali risultati non sono ottenibili con i sistemi utilizzanti reazione di molle attualmente noti.

Scopo pertanto del presente trovato è quello di realizzare un dispositivo di bloccaggio automatico di una ruota su una equilibratrice concepito e strutturato in modo da eliminare totalmente gli inconvenienti e le limitazioni presentati dagli attuali noti dispositivi e soprattutto tale da bloccare con forza sufficiente la ruota alla flangia o campana della equilibratrice senza che tale forza venga scaricata sui cuscinetti che sostengono l'albero cavo rotante.

Altro scopo del trovato è quello di realizzare un dispositivo di bloccaggio automatico della ruota o simili sulla flangia rotante utilizzante mezzi elastici per realizzare la forza di staffaggio necessaria per le operazioi di calibratura tali da consentire elevate e costanti deformazioni elastiche ai vari valori di compressione e quindi una.corsa del tirante maggiore di quella consentita dai sistemi noti a molle metalliche, con evidenti vantaggi per quanto riguarda la stabilità dello staffaggio della ruota e la praticità d'impiego da parte dell'utilizzatore.

Ulteriore scopo del trovato è quello di realizzare un dispositivo di bloccaggio del tipo sopra specificato strutturalmente sémplice e di facile e rapido azionamento nella fase di sbloccaggio della ruota dopo la fase di equilibratura.

Questi ed altri scopi ancora, che più chiaramente potranno essere evidenziati dalla descrizione che segue, vengono raggiunti da un dispositivo di bloccaggio automatico di ruote e simili, particolarmente ruote di autoveicoli, su macchine equilibratrici del tipo che prevedono un albero assialmente cavo, montato orizzontalmente girevole su cuscinetti e portante, ad una estremità, una usuale flangia di staffaggio provvista di un supporto conico per la centratura della ruota da equilibrare, un alberino con funzióne di tirante montato liberamente traslabile all'interno di detto albero cavo e portante mezzi a coppa o simile per il bloccaggio della ruota su detta flangia di staffaggio, nonché mezzi molleggienti, posti coassialmente all'altra estremità di detto alberino e di detto albero cavo e compressi in modo da mantenere detto alberino traslato in allontanamento da detta flangia di staffaggio, per consentire il bloccaggio stabile della ruota, e poi ulteriormente compressi tramite un cilindra pneumatico per far traslare detto alberino verso detta flangia di staffaggio onde consentire lo sbloccaggio di detta coppa, il quale dispositivo prevede, secondo il presente trovato, dei mezzi molleggienti per il mantenimento in chiusura della ruota sulla flangia di staffaggio costituiti da almeno due molle pneumatiche, sostanzialmente ad aria compressa, disposte parallelamente a detto alberino-tirante e interposte'fra una flangia o puleggia solidale alla estremità libera di detto albero cavo ed un perno solidale al tirante e alle estremità libere di dette molle, in modo da mantenere la ruota stabilmente bloccata sulla flangia di staffaggio durante le fasi di equilibratura, alla estremità libera di detto alberino-tirante essendo posizionato un gruppo cilindro-pistone pneumatico con il proprio stelo a contatto dell'estremità del tirante in modo da consentire, al termine dell'equilibratura e con pistone in funzione, a detto perno in asse con le estremità di dette molle di traslare e quindi di precaricare le molle stesse e far traslare il tirante verso la flangia di staffaggio e cosi consentire l'asportazione della ruota, mezzi di arresto essendo previsti per delimitare la corsa di detto tirante in fase di traslazione verso la flangia di staffaggio, nonché mezzi elastici per il richiamo del tirante e dello stelo del pistone in posizione di partenza, onde permettere alle molle pneumatiche di ristabilire il bloccaggio stabile di un'altra ruota.

Più.particolarmente detti mezzi molleggienti pneumatici sono costituiti preferibilmente da due uguali molle cilindriche a gas (aria compressa), liberamente alloggiate con una estremità entro sedi ricavate in detta puleggia solidale all'albero cavo e provvista, alla estremità opposta, di elementi astiformi per la realizzazione di detta ulteriore compressione.

le estremità opposte di detti elementi astiformi, solidali alle molle, essendo fra loro collegate da un perno trasversalmente inserito nella estremità del tirante.

Inoltre detti mezzi di arresto della corsa del tirante necessaria per lo sbloccaggio della ruota sono costituiti da un disco o simile coassiale al tirante e perifericamente sostenuto da almeno due elementi a lamina flessibile di lunghezza prestabilita e collegati stabilmente al corpo del cilindro, nonché da un analogo disco sostenuto, tramite due tiranti, dalla puleggia solidale all'albero cavo, la corsa del tirante essendo definita dal contatto fra detti due dischi durante la traslazione del tirante operata dallo stelo del pistone.

Così pure, detti mezzi di richiamo del tirante (e quindi anche dei mezzi astiformi di precarica delie molle) sono costituiti da elementi a lamina, dimensionati in modo da flettersi durante la corsa di precarica delle molle e da reagire elasticamente, in assenza di pressione da parte dello stelo del pistone, riportando il tirante e lo stelo del pistone con esso in contatto, in posizione di riposo.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del presente trovato appariranno più chiaramente dalla seguente dettagliata descrizione, fatta con riferimento alle allegate tavole di disegno, date a solo titolo indicativo e non limitativo, nelle quali:

la figura 1 mostra una sezione assiale dei dispositivo di bloccaggio automatico di una ruota su una equilibratrice, realizzata secondo il trovato ed illustrato in posizione di bloccaggio stabile;

la figura 2 mostra una sezione dello stesso dispositivo di figura 1, presa a 90° rispetto alla prima, ed illustrato in posizione di sbloccaggio della ruota dalla equilibratrice.

Con riferimento a dette figure, il dispositivo in oggetto è applicato ad una equilibratrice di tipo noto, e cioè del tipo che prevede mezzi molleggienti compressi per mantenere stabilmente in chiusura una ruota su un albero cavo rotante, ed un alberino o tirante, assialmente traslabile in detto albero cavo, azionato dallo stelo di un pistone di un cilindro pneumatico solo nella fase di sblocco della ruota dalla equilibratrice.

Più particolarmente, il dispositivo oggetto del trovato comprende una ruota 1, ad esempio una ruota per autoveicolo, la quale è calettata (staffata) sulla flangia di centraggio 2, a forma di campana o simile, mediante una coppa 3 (o staffa a spine multiple) sottoposta a trazione mediante un alberino o tirante 4 il quale è coassialmente inserito in un albero cavo orizzontale 17 a cui è solidale detta flangia di centraggio 2.

Il tirante 4 presenta una corsa di traslazione tale da consentire la estrazione della coppa 3, e quindi della ruota, mediante la semplice rotazione manuale di un nottolino 5, come nella maggior parte delle equilibratrici note.

La ruota 1 è centrata sulla flangia a campana 2 mediante suo inserimento sul cono 6 che è contrapposto ad una molla di spinta 7.

Secondo il trovato, l’albero cavo 17, di ridotta lunghezza, è montata girevole senza traslazione all'interno di un corpo cavo di supporto 18, a forma di manicotto, tramite cuscinetti 17a; il supporto 18 è stabilmente supportato dal basamento (non rappresentato) della macchina equilibratrice, tramite un elemento a lamina 19, mentre la rotazione dell'albero cavo 17, e relativa staffa di centraggio 2, è generata da una ruota dentata (o cinghia) in presa sulla periferia 2a della stessa staffa 2 ed azionata dalla notorizzazionc alloggiata nel basamento dell’equilibratrice.

Alla estremità libera del corpo cavo 17, opposta a quella portante la staffa di centraggio 2, è coassialmente ancorata una puleggia 9 sulla cui faccia rivolta a sinistra nelle figure sono ricavate due nicchie entro le quali sono liberamente alloggiate una estremità di due molle a gas 8 (sostanzialmente ad aria compressa) il cui asse è parallelo a quello dell’alberino-tirante 4.

Alle opposte estremità di dette molle a gas 8 sono assialmente ancorati due steli 8a, pure paralleli al tirante 4, le cui estremità libere sono fra loro collegate da un perno 10 attraversante l’estremità libera del tirante stesso 4.

Le molle a gas risultano pertanto interposte fra detta puleggia 9 e detto perno trasversale 10, e con questa disposizione la forza esercitata dalle molle caricate mantengono il tirante 4 spinto verso sinistra (nelle figure) realizzando così il bloccaggio della ruota sulla flangia di centraggio 2-Le molle ad aria 8 ed il tirante 4 risultano liberi di ruotare assieme alla puleggia 9 e al perno di estremità 10.

A valle del perno 10 è posizionato un cilindro pneumatico 11, sostenuto da un supporto a lamina flessibile 11a, al cui pistone è solidale uno stelo che, a dispositivo in posizione di bloccaggio (fig. 1), presenta la sua estremità 11b coassialmente accostato all'estremità libera 4a del tirante 4.

Inoltre, al cilindro 11 sono associati due tiranti a lamina flessibile 12, paralleli al tirante 4, alle cui opposte estremità libere è associato un disco 13 coassiale al tirante 4, mentre un secondo disco 15, parallelo a quello 13, è sostenuto dalla puleggia 19 tramite due tiranti 16, pure paralleli al tirante 4 (fig. 2).

Il disco 15 risulta pertanto girevole insieme alla puleggia, senza spostamenti assiali, mentre il disco 13, ad esso parallelo e ad una distanza prestabilita, è soggetto a spostamenti verso e fino a contatto con il disco 15 quando gli elementi a lamina 12 che lo sostengono vengono assoggettati a compressione assiale, come meglio verrà chiarito in seguito.

Pertanto, la forza di bloccaggio stabile della ruota sulla staffa di centraggio, durante la fase di equilibratura, è assicurata dalla pressione delle molle ad aria 8, le quali mantengono il tirante 4 traslato verso sinistra, come illustrato in figura 1, quando il cilindro 11 non è in funzione-Per poter scaricare la ruota e cioè per allontanare la coppa a griffe 3 dalla flangia di centraggio 2, è necessario caricare ulteriormente le molle 8 in modo da far traslare il tirante 4 di un tratto che è definito dall'entità dello spostamento del disco 13 per giungere a contatto con disco 15.

Per ottenere questo spostamento verso destra del tirante 4 (figura 2) si attiva il cilindro 11 il quale,'tramite l'estremità 11b del suo stelo, spinte il tirante 4 comprimendo ulteriormente le molle a gas e, contemporaneamente, flette le lamine 12 che sostengono il disco 13. La corsa del tirante 4 viene arrestata quando il disco 13 (che per effetto della flessione delle lamine 12 si avvicina al disco 15, sostenuto dai tiranti s collegati alla puleggia 9) giunge a contatto con questo disco 15.

In questo modo, la forza necessaria per caricare ulteriormente le molle 8 non viene scaricata sui cuscinetti 17a, con evidenti vantaggi per quanto riguarda l'assenza di usura degli stessi e di insorgenza di squilibri e vibrazioni dannose per una corretta equilibratura della ruota.

Sempre secondo il trovato, oltre ai vantaggi e caratteristiche più sopra citati, il dispositivo in oggetto prevede un supporto elastico (a lamina 11a flettente) per il cilindro e a lamina elastica 19 per il supporto del cannotto 18 dell'albero cavo, che consentono ulteriori vantaggi.

Infatti, dette lamine sono dimensionate in modo da flettersi in dire zione perpendicolare all'asse di rotazione degli alberi 4 e 17 e di torcersi contemporaneamente secondo un asse con direzione perpendicolare al piano contenente gli assi dell'albero cavo e del cannotto 18; la rilevazione di questi squilibri (torsioni e flessioni) può essere vantaggiosamente affidata a due sensori, sostanzialmente trasduttori piezoelettrici di tipo noto, di cui uno indicato con 21, sensibile alle flessioni delle lamine di supporto 9 e 11b e l'altro, "indicato con 22 in figura 1, sensibile alle torsioni delle stesse lamine.

Detti trasduttori sono supportati da due tiranti 20 fra loro a 90*, ancorati alla estremità di una lamina 23, solidale al supporto fisso 18. La disposizione di detti trasduttori all'esterno dell'albero cavo consente di ridurre la lunghezza degli alberi 4 e 17, con evidenti vantaggi per quanto riguarda la possibilità di ridurre le dimensioni di’ ingombro in lunghezza degli alberi stessi.

Ovviamente, nella realizzazione pratica, al trovato come sopra descritto secondo una delle sue possibili forme realizzetive, possono essere apportate modifiche e varianti strutturalmente e funzionalmente equivalenti, senza uscire dall'ambito di protezione del trovato stesso.

Claims (7)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo di bloccaggio automatico di ruote e simili, particolarmente ruote per autoveicoli, su macchine equilibratrici del tipo che prevedono un albero assialmente cavo, montato orizzontalmente, girevole su cuscinetti e portante, ad una estremità, una usuale flangia di staffaggio provvista di un supporto conico per la centratura della ruota da equilibrare, un alberino con funzione di tirante montato liberamente traslabile all'interno di detto albero cavo, e portante mezzi a coppa o simili per il bloccaggio della ruota su detta flàngia di staffaggio, nonché mezzi molleggienti, posti coassialmente all'altra estremità di detto alberino e di detto albero cavo e compressi in modo da mantenere detto alberino traslato in allontanamento da detta flangia di staffaggio, per consentire il bloccaggio stabile della ruota, e poi ulteriormente compressi tramite un cilindro pneumatico per la traslare detto alberino verso detta flangia di staffaggio onde consentire lo sbloccaggio di detta coppa, caratterizzato dal fatto che prevede dei mezzi molleggianti per il mantenimento in chiusura della ruota sulla flangia di staffaggio costituiti da almeno due molle pneumatiche, sostanzialmente ad aria compressa, disposte parallelamente a detto alberino-tirante e interposte fra una flangia o puleggia solidale alla estremità libera di detto albero cavo ed un perno solidale al tirante e alle estremità libere di dette molle in modo da mantenere la ruota sta bilmente bloccata sulla flangia di staffaggio durante le fasi di equilibratura, alla estremità libera di detto alberino-tirante essendo posizionato un gruppo cilindro-pistone pneumatico con il proprio stelo a contatto dell'estremità del tirante in modo da consentire, al termine dell'equilibratura e con pistone,in funzione, a detto perno solidale alle estremità di detto tirante e di dette molle di traslare e quindi di precaricare le molle stesse e far traslare il tirante verso la flangia di staffaggio e così consentire l'asportazione della ruota, mezzi di arresto essendo previsti per delimitare la corsa di detto tirante in fase di traslazione verso la flangia di staffaggio, nonché mezzi elastici per il richiamo del tirante e dello stelo del pistone in posizione di partenza, onde permettere alle molle pneumatiche di ristabilire il bloccaggio stabile di'un'altra ruota.
2. 2. Dispositivo di bloccaggio secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi molleggianti pneumatici sono costituiti preferibilmente da due uguali molle a gas, liberamente alloggiate, con una estremità, entro sedi ricavate in detta puleggia solidale all'albero cavo e provviste, alla loro estremità opposta, di elementi astiformi atti a realizzare detta ulteriore compressione delle molle a gas, le opposte estremità di detti elementi astiformi solidali alle molle essendo fra loro col-legate da un perno trasversalmente inserito nella estremità del tiran-
3. 3. Dispositivo di bloccaggio secondo le rivendicazioni 1 e 2, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di arresto della corsa del tirante necessaria per lo sbloccaggio della ruota sono costituiti da un disco o simile coassiale al tirante e perifericamente sostenuto da almeno due elementi a lamina flessibili di lunghezza prestabilita e collegati stabilmente al corpo del cilindro, nonché da un analogo disco sostenuto, tramite due tiranti, dalla puleggia solidale all'albero cavo, la corsa del tirante essendo definita al raggiungimento del contatto fra detti due dischi durante la traslazione del tirante operata dallo stelo del pistone.
4. 4. Dispositivo di bloccaggio secondo le rivendicazioni da 1 a 3, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di richiamo del tirante (e quindi anche dei mezzi astiformi di precarica delle molle) sono costituiti da detti elementi a lamina, dimensionati in modo da flettersi durante la corsa di precarica delle molle e da reagire elasticamente in assenza di pressione da parte dello stelo del pistone, riportando il tirante e lo stelo del pistone con esso in contatto, in posizione di riposo.
5. 5. Dispositivo di bloccaggio secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto pistone pneumatico è montato su un supporto costituito da una lamina flessibile o simile e dal fatto che tutto il dispositivo è collegato alla struttura fissa della macchina mediante una lamina flessibile.
6. 6. Dispositivo di bloccaggio secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che prevede un corpo tubolare di sostegno dell'albero cavo girevole a cui è associata almeno una lamina flessibile supportante, tramite due tiranti fra loro a 90°, due usuali trasduttori piezoelettrici o sensori simili, atti a rilevare sia le ampiezze delle flessioni di dette lamine di supporto del cilindro e del dispositivo di bloccaggio stesso sia le torsioni delle stesse lamine.
7. 7. Dispositivo di bloccaggio automatico di una ruota o simile su macchine equilibratrici, caratterizzato dal fatto che è realizzato per gli scopi e gli impieghi sopra specificati secondo quanto descritto, illustrato e qui rivendicato.