ITMO20070175A1

ITMO20070175A1 - "metodo per la correzione dell'eccentricita' di una ruota per veicoli in macchine equilibratrici o simili"

Info

Publication number: ITMO20070175A1
Application number: IT000175A
Authority: IT
Inventors: Andrea Matteucci; Marco Montanari
Original assignee: Sicam Srl
Priority date: 2007-05-23
Filing date: 2007-05-23
Publication date: 2008-11-24
Also published as: US20090145221A1; CN101311694A; ES2453975T3; EP1995582A2; CN101311694B; US8011243B2; EP1995582B1; JP2008292489A; EP1995582A3; JP5419385B2

Description

Descrizione di Brevetto per Invenzione Industriale avente per titolo:

“METODO PER LA CORREZIONE DELL’ECCENTRICITÀ’ DI UNA RUOTA PER VEICOLI IN MACCHINE EQUILIBRATRICI O SIMILI”.

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un metodo per la correzione deN'eccentricità di una ruota per veicoli in macchine equilibratrici o simili. E’ noto che le ruote di veicoli sono, in genere, costituite da un cerchio metallico e cilindrico provvisto, alle estremità assiali, di risvolti anulari tra i quali è definito un canale di inserimento ad incastro di un pneumatico elastico.

In particolare, le porzioni laterali del pneumatico, cosiddetti “talloni”, si inseriscono in battuta aderente in corrispondenza dei suddetti risvolti anulari.

L’usura del pneumatico od, anche, la presenza di difetti di fabbricazione, portano ad irregolarità geometriche del cerchio e del pneumatico che, durante l’utilizzo, si manifestano come vibrazioni del veicolo.

E’ nota, di conseguenza, la necessità di eseguire periodiche operazioni di equilibratura delle ruote atte a ristabilire un assetto ottimale del veicolo. Le tradizionali operazioni di equilibratura prevedono l’applicazione di pesi, realizzati generalmente in piombo, in corrispondenza di predeterminati punti della ruota e lungo il cerchio.

Per l’esecuzione di tali operazioni sono comunemente impiegate macchine equilibratrici che comprendono una struttura portante di supporto a mezzi di presa e di messa in rotazione della ruota, del tipo di un albero orizzontale ruotabile assialmente per azione di mezzi motori e sul quale viene calettato il cerchio della ruota.

La misura dello squilibrio della ruota è rilevata durante la rotazione da opportuni dispositivi elettronici od elettromeccanici, quali trasduttori di forza applicati lungo l’albero orizzontale. Normalmente, ciascuna delle misure rilevate è relazionata ad una rispettiva posizione angolare della ruota sull’asse di rotazione.

L’applicazione dei pesi consente di compensare esclusivamente gli effetti delle irregolarità della ruota nella distribuzione delle forze centrifughe durante la rotazione ma, tuttavia, non risolve i problemi legati ai difetti di geometria della ruota stessa.

Per questo motivo, nelle moderne macchine equilibratrici, l’operazione di equilibratura è spesso anticipata da una procedura di ottimizzazione dell’accoppiamento tra pneumatico e cerchio, allo scopo di ridurre gli effetti delle irregolarità geometriche delle ruote.

Tale procedura di ottimizzazione prevede, generalmente, una fase preliminare di misura dello scostamento radiale deN’eccentricità del cerchio e del pneumatico durante una o più rotazioni complete della ruota, normalmente eseguita mediante opportuni sensori di misura con o senza contatto (ad esempio tastatori o sensori ottici).

All’acquisizione dei dati di eccentricità segue l’analisi delle curve acquisite e la determinazione dei vettori di eccentricità relativi al cerchio ed al pneumatico.

Tali vettori di eccentricità sono generalmente calcolati a partire dai valori di picco massimo o minimo di scostamento radiale od, in alternativa, a partire dai valori di prima armonica delle curve acquisite determinati secondo i noti metodi matematici di analisi delle funzioni periodiche.

Il pneumatico viene poi ruotato rispetto al cerchio sino a raggiungere una posizione angolare ottimale, in cui i predeterminati vettori di eccentricità del cerchio e del pneumatico risultano tra loro contrapposti in modo da minimizzare il risultante vettore di eccentricità della ruota.

Queste procedure di ottimizzazione dell’accoppiamento tra cerchio e pneumatico presentano, tuttavia, alcuni inconvenienti.

In particolare, l’utilizzo dei vettori di eccentricità, determinati a partire dai valori di picco dello scostamento o dai valori di prima armonica delle curve acquisite, limita l’analisi ad una singola componente dell’eccentricità del cerchio e del pneumatico e non considera le irregolarità geometriche complessive della ruota.

Il compito principale del presente trovato è quello di escogitare un metodo per la correzione dell’eccentricità di una ruota per veicoli in macchine equilibratrici o simili che consenta di minimizzare gli effetti delle irregolarità della ruota nel suo complesso.

Altro scopo del presente trovato è quello di escogitare un metodo per la correzione dell’eccentricità di una ruota per veicoli in macchine equilibratrici o simili che consenta di superare i menzionati inconvenienti della tecnica nota nell’ambito di una soluzione semplice, razionale, di facile ed efficace impiego e dal costo contenuto.

Gli scopi sopra esposti sono tutti raggiunti dal presente metodo per la correzione dell’eccentricità di una ruota per veicoli in macchine equilibratrici o simili, comprendente:

- una fase di rilevamento dello scostamento radiale di eccentricità del cerchio di una ruota da equilibrare e dello scostamento radiale di eccentricità del pneumatico di detta ruota, rilevati in corrispondenza di una pluralità di predeterminate posizioni angolari lungo l’intero perimetro esterno di detto cerchio e di detto pneumatico; caratterizzato dal fatto che comprende:

- una fase di elaborazione dei valori dello scostamento radiale di eccentricità complessivo di detta ruota, a partire da detti scostamenti radiali di eccentricità del cerchio e del pneumatico rilevati ed in funzione delle posizioni angolari di accoppiamento tra detto cerchio e detto pneumatico;

- una fase di definizione di un indice di irregolarità geometrica di detta ruota, determinato in funzione dei valori dello scostamento radiale di eccentricità complessivo di detta ruota ed in funzione della posizione angolare di accoppiamento tra detto cerchio e detto pneumatico;

- una fase di determinazione di una posizione angolare di accoppiamento ottimale tra detto pneumatico e detto cerchio, selezionata tra tutte le posizioni angolari di accoppiamento possibili, in cui è minimo il valore di detto indice.

Altre caratteristiche e vantaggi del presente trovato risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione di una forma di esecuzione preferita, ma non esclusiva, di un metodo per la correzione dell’eccentricità di una ruota per veicoli in macchine equilibratrici o simili, illustrata a titolo indicativo, ma non limitativo, nell’unita tavola di disegno in cui:

la figura 1 è uno schema generale del metodo secondo il trovato.

Con particolare riferimento a tale figura, si è indicato globalmente con 1 un metodo per la correzione deH’eccentricità di una ruota per veicoli, applicabile particolarmente in macchine equilibratrici o simili.

Nello specifico, il metodo 1 può essere attuato mediante un programma software integrato al software di controllo di una convenzionale macchina per l’equilibratura di ruote di veicoli.

Il metodo 1 comprende una fase di rilevamento 2 dello scostamento radiale di eccentricità del cerchio di una ruota da equilibrare e dello scostamento radiale di eccentricità del pneumatico di tale ruota.

Tali valori di scostamento sono rilevati in corrispondenza di una pluralità di predeterminate posizioni angolari lungo l’intero perimetro esterno del cerchio e del pneumatico durante uno più rotazioni complete della ruota. In particolare, la fase di rilevamento 2 comprende una prima fase di acquisizione 3 di una pluralità di misure del raggio del pneumatico, effettuate in corrispondenza delle suddette posizioni angolari e lungo tutto il perimetro esterno durante almeno una rotazione completa della ruota. La fase di rilevamento 2 comprende, inoltre, una successiva prima fase di calcolo 4 dello scostamento radiale di eccentricità del pneumatico determinato a partire dalla pluralità di misure del raggio acquisite durante la prima fase di acquisizione 3.

Utilmente, la prima fase di calcolo può essere effettuata mediante il confronto di ciascuna delle misure del raggio del pneumatico con il valore di un raggio medio di riferimento; particolarmente, tale raggio medio può essere determinato considerando tutte le misure del raggio del pneumatico acquisite.

Analogamente, la fase di rilevamento 2 comprende una seconda fase di acquisizione 5 di una pluralità di misure di raggio del cerchio, effettuate in corrispondenza delle suddette posizioni angolari e lungo tutto il perimetro esterno durante almeno una rotazione completa della ruota.

La fase di rilevamento 2 comprende, inoltre, una successiva seconda fase di calcolo 6 dello scostamento radiale di eccentricità del cerchio determinato a partire dalla pluralità di misure del raggio acquisite durante la seconda fase di acquisizione 5.

Utilmente, la seconda fase di calcolo può essere effettuata mediante il confronto di ciascuna delle misure del raggio del cerchio con il valore di un raggio medio di riferimento; particolarmente, tale raggio medio può essere determinato considerando tutte le misure del raggio del cerchio acquisite. La ruota è montata ruotabile su mezzi di presa e di messa in rotazione della macchina equilibratrice e la prima fase di acquisizione 3 e la seconda fase di acquisizione 5 sono effettuate mediante opportuni sensori di misura con o senza contatto quali, ad esempio, tastatori o sensori ottici del tipo comunemente impiegato.

Utilmente, la prima fase di acquisizione 3 e la seconda fase di acquisizione 5 possono essere eseguite simultaneamente in modo da ridurre sensibilmente i tempi complessivi di rilevamento.

Vantaggiosamente, il metodo 1 prevede una fase di elaborazione 7 dei valori dello scostamento radiale di eccentricità complessivo della ruota, determinato a partire dai suddetti scostamenti radiali di eccentricità del cerchio e del pneumatico ed in funzione delle possibili posizioni angolari di accoppiamento tra cerchio e pneumatico.

Utilmente, il metodo 1 comprende una successiva fase di definizione 8 di un indice di irregolarità geometrica della ruota, costituito da un valore positivo determinato in funzione dei valori dello scostamento radiale di eccentricità complessivo ed in funzione della posizione angolare di accoppiamento relativo tra il cerchio ed il pneumatico.

In una particolare, ma non esclusiva, forma di attuazione del metodo 1, tale indice può essere calcolato da un’opportuna funzione definita positiva, quale ad esempio una norma matematica. In tal caso l’indice è costituito, ad esempio, dalla varianza dei valori dello scostamento radiale complessivo di eccentricità della ruota rispetto ad una ruota perfettamente cilindrica e perfettamente centrata sull’asse di rotazione.

Vantaggiosamente, tale indice può essere calcolato secondo i metodi noti dell’analisi delle funzioni periodiche e può essere definito, ad esempio, da un’opportuna funzione della prima armonica e delle armoniche di ordine superiore relative alla curva dello scostamento radiale di eccentricità complessivo della ruota.

Utilmente, nel caso in cui la quantità delle informazioni acquisite risulti elevata, considerando nella definizione dell’indice solo alcune delle armoniche di ordine superiore alla prima si può ottenere una buona approssimazione dell’irregolarità geometrica della ruota semplificando, al contempo, il processo di calcolo.

Il metodo 1 comprende, inoltre, una fase di determinazione 9 di una posizione angolare di accoppiamento ottimale tra il pneumatico ed il cerchio.

Tale posizione angolare di accoppiamento ottimale è selezionata tra tutte le posizioni angolari di accoppiamento possibili, ed è tale per cui risulta minimo il valore del suddetto indice e, di conseguenza, è minima la differenza dello scostamento radiale di eccentricità complessivo della ruota rispetto alla ruota ideale di riferimento.

In particolare, la fase di determinazione 9 comprende una fase di minimizzazione 10 del suddetto indice, ad esempio, mediante applicazione del criterio matematico dei minimi quadrati.

Non si esclude, tuttavia, l’applicazione di diversi criteri di minimizzazione basati, ad esempio, sulla minimizzazione della somma dei valori assoluti degli scostamenti radiali di eccentricità o, ancora, sulla minimizzazione del massimo valore assoluto degli scostamenti.

Il metodo 1 comprende poi un conclusiva fase di rotazione 11 del pneumatico sul cerchio sino al raggiungimento della suddetta posizione angolare ottimale.

Una volta concluse tutte le fasi del metodo 1 possono essere effettuate in modo ottimale le tradizionali operazioni di equilibratura della ruota mediante la macchina equilibratrice

Si è in pratica constatato come il trovato descritto raggiunga gli scopi proposti, e in particolare si sottolinea il fatto che consente di ridurre al minimo il contributo complessivo di tutte le irregolarità geometriche del cerchio e del pneumatico.

Il trovato così concepito è suscettibile di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nell’ambito del concetto inventivo.

Inoltre tutti i dettagli sono sostituibili da altri elementi tecnicamente equivalenti.

In pratica i materiali impiegati, nonché le forme e le dimensioni contingenti, potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze senza per questo uscire dall’ambito di protezione delle seguenti rivendicazioni.

Claims

RIVENDICAZIONI 1) Metodo per la correzione dell’eccentricità di una ruota per veicoli in macchine equilibratrici o simili, comprendente: - una fase di rilevamento dello scostamento radiale di eccentricità del cerchio di una ruota da equilibrare e dello scostamento radiale di eccentricità del pneumatico di detta ruota, rilevati in corrispondenza di una pluralità di predeterminate posizioni angolari lungo l’intero perimetro esterno di detto cerchio e di detto pneumatico; caratterizzato dal fatto che comprende: - una fase di elaborazione dei valori dello scostamento radiale di eccentricità complessivo di detta ruota, a partire da detti scostamenti radiali di eccentricità del cerchio e del pneumatico rilevati ed in funzione delle posizioni angolari di accoppiamento tra detto cerchio e detto pneumatico; - una fase di definizione di un indice di irregolarità geometrica di detta ruota, determinato in funzione dei valori dello scostamento radiale di eccentricità complessivo di detta ruota ed in funzione della posizione angolare di accoppiamento tra detto cerchio e detto pneumatico; - una fase di determinazione di una posizione angolare di accoppiamento ottimale tra detto pneumatico e detto cerchio, selezionata tra tutte le posizioni angolari di accoppiamento possibili, in cui è minimo il valore di detto indice.
2) Metodo secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che detta fase di elaborazione comprende dal fatto che detto indice è costituito da una variabile positiva continua.
3) Metodo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto indice è costituito dalla varianza dei valori dello scostamento radiale complessivo di eccentricità di detta ruota.
4) Metodo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto indice è calcolato a partire dai valori delie armoniche relative allo scostamento radiale complessivo della ruota e determinate secondo i metodi matematici di analisi delle funzioni periodiche.
5) Metodo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che dette armoniche comprendono la prima armonica ed almeno un’armonica di ordine superiore.
6) Metodo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta fase di determinazione della posizione angolare di accoppiamento ottimale comprende il minimizzare detto indice.
7) Metodo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto minimizzare comprende l'applicare il criterio matematico dei minimi quadrati.
8) Metodo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta fase di rilevamento comprende una prima fase di acquisizione di una pluralità di misure del raggio di detto cerchio, in corrispondenza di dette posizioni angolari e lungo tutto il perimetro esterno.
9) Metodo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta fase di rilevamento comprende una seconda fase di acquisizione di una pluralità di misure del raggio di detto pneumatico, in corrispondenza di dette posizioni angolari e lungo tutto il perimetro esterno.
10) Metodo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta fase di rilevamento comprende una prima fase di calcolo dello scostamento radiale di eccentricità del cerchio a partire da detta pluralità di misure del raggio del cerchio rilevate.
11 ) Metodo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta fase di rilevamento comprende una seconda fase di calcolo dello scostamento radiale di eccentricità del pneumatico a partire da detta pluralità di misure del raggio del pneumatico rilevate.
12) Metodo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto detta prima fase di calcolo comprende il confrontare ciascuna di dette misure del raggio del pneumatico con un raggio medio di riferimento ottenuto a partire da tutte le misure del raggio di detto pneumatico.
13) Metodo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto detta seconda fase di calcolo comprende il confrontare ciascuna di dette misure del raggio del cerchio con un raggio medio di riferimento ottenuto a partire da tutte le misure del raggio di detto cerchio.
14) Metodo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che comprende il ruotare detto pneumatico su detto cerchio sino a raggiungere detta posizione angolare di accoppiamento ottimale.