ITMO20080278A1 - Macchina smontagomme per il montaggio e lo smontaggio di ruote di veicoli - Google Patents

Description

“MACCHINA SMONTAGOMME PER IL MONTAGGIO E LO SMONTAGGIO DI RUOTE DI VEICOLI†.

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad una macchina smontagomme per il montaggio e lo smontaggio di ruote di veicoli.

E<5>noto che le ruote dei veicoli sono costituite da un cerchio cilindrico in metallo provvisto, alle estremità assiali, di bordi anulari tra i quali à ̈ definito un canale di inserimento ad incastro per un pneumatico elastico. In configurazione di montaggio le porzioni laterali del pneumatico, cosiddette “talloni†, vanno a battuta aderente sui bordi anulari del cerchio. AlTintemo del pneumatico può essere inserita una camera d’aria o, nel caso di pneumatici di tipo “tubeless†, essere introdotta direttamente aria in pressione.

Per eseguire le operazioni di montaggio e smontaggio dei pneumatici sui e dai relativi cerchi sono attualmente impiegate macchine, cosiddette smontagomme, che consentono di rimuovere il pneumatico dal relativo cerchio, ad esempio per eseguire interventi di manutenzione o di sostituzione della camera d’aria, del cerchio e/o del pneumatico stesso, e quindi di rimontare il medesimo pneumatico, ovvero uno sostitutivo, sul cerchio della ruota.

Tradizionalmente le macchine smontagomme sono costituite da un telaio di base che supporta mezzi di presa e di messa in rotazione del cerchio della ruota in lavorazione.

L’asse di rotazione dei mezzi di presa e di messa in rotazione può essere verticale od orizzontale a seconda della tipologia di macchina smontagomme.

Sul telaio di base sono montate una o più teste operative provviste di uno o più utensili per il montaggio e/o lo smontaggio del pneumatico sul e dal cerchio.

Gli utensili adoperati presentano forme e dimensioni differenti a seconda dell’impiego a cui sono destinati.

Alcuni utensili, ad esempio, hanno forma ad uncino e sono destinati ad essere inseriti tra i talloni del pneumatico ed i corrispondenti bordi anulari del cerchio per distaccarli, in fase di smontaggio, nonché per premere i talloni medesimi all’ interno del canale definito tra i bordi anulari, in fase di montaggio.

Altri utensili, invece, hanno forma troncoconica o cilindrica e sono montati ruotabili per fùngere da rulli prementi destinati a spingere i talloni del pneumatico verso l’interno del canale del cerchio in fase di montaggio o verso l’esterno in fase di smontaggio.

Le teste operative montate sulle macchine smontagomme sono solitamente associate a mezzi di azionamento automatizzati, come cilindri pneumatici, idraulici o simili, che compiono l’operazione di montaggio e smontaggio con forza maggiore dell’uomo.

L’operatore fa funzionare la macchina tramite i comandi di azionamento che governano il moto delle teste operative e l’esatto funzionamento della macchina à ̈ ottenuto tramite il corretto governo degli utensili.

Siffatte macchine, tuttavia, sono suscettibili di perfezionamenti mirati ad incrementarne la praticità d’uso e la precisione nello svolgimento delle operazioni di montaggio e smontaggio.

Con le macchine tradizionali, infatti, la movimentazione degli utensili à ̈ sconvenientemente subordinata alla professionalità e all’ esperienza dell’operatore.

In particolare si fa notare che le fasi più critiche per l’operatore durante l’esecuzione delle operazioni di montaggio e smontaggio su una macchina smontagomme sono le seguenti:

- il riconoscimento del bordo di contatto del pneumatico sul cerchio ed il preciso posizionamento degli utensili in prossimità di esso per eseguire le successive fasi della lavorazione;

- l’azionamento degli utensili ad uncino per effettuare lo smontaggio del pneumatico dal canale del cerchio, senza provocare eccessivi stress sul tallone o rotture della sua struttura interna (soprattutto nel caso di pneumatici più delicati come pneumatici ribassati e runflat) e senza toccare e graffiare il cerchio (soprattutto nel caso di cerchi pregiati come i cerchi in lega).

Più in generale, quindi, si sottolinea che la capacità dell’operatore di riconoscere il bordo del cerchio su cui entra in contatto il pneumatico e le sue doti nel posizionare correttamente gli utensili in prossimità del bordo stesso costituisco un attuale limite funzionale delle macchine smontagomme.

A questo proposito, inoltre, si specifica che la difficoltà nel comandare le macchine smontagomme tradizionali comporta sconvenientemente che esse possano essere adoperate solamente da personale specializzato opportunamente addestrato e dal costo non trascurabile.

Il compito principale della presente invenzione à ̈ quello di escogitare una macchina smontagomme per il montaggio e lo smontaggio di ruote di veicoli che sia di uso pratico e funzionale e permetta di agevolare l’operatore nello svolgimento delle operazioni di montaggio e smontaggio al punto da poter essere impiegata anche da personale non specializzato, determinando un sensibile risparmio economico in termini di minori costi di manodopera.

Altro scopo del presente trovato à ̈ quello di escogitare una macchina smontagomme per il montaggio e lo smontaggio di ruote di veicoli che consenta di superare i menzionati inconvenienti della tecnica nota neH’ambito di una soluzione semplice, razionale, di facile ed efficace impiego e dal costo contenuto.

Gli scopi sopra esposti sono raggiunti dalla presente macchina smontagomme per il montaggio e lo smontaggio di ruote di veicoli, comprendente un telaio di base supportante mezzi di presa e di messa in rotazione di almeno una ruota di veicoli provvista di un cerchio e di un pneumatico da montare/smontare, almeno una testa operativa associabile a detto telaio di base e provvista di almeno un utensile di montaggio/smontaggio, mezzi di azionamento atti a posizionare detta testa operativa in una configurazione di lavoro in cui detto utensile à ̈ disposto in contatto contro detto pneumatico sostanzialmente in prossimità del bordo di detto cerchio, caratterizzata dal fatto che comprende mezzi di rilevamento senza contatto di detto bordo del cerchio operativamente associati ad almeno un’unità di elaborazione e controllo atta al comando/ausilio dì detti mezzi di azionamento per il posizionamento di detta testa operativa in detta configurazione di lavoro.

Altre caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione di una forma di esecuzione preferita, ma non esclusiva, di una macchina smontagomme per il montaggio e lo smontaggio di mote di veicoli, illustrata a titolo indicativo, ma non limitativo, nelle unite tavole di disegni in cui:

la figura 1 Ã ̈ una vista prospettica della macchina secondo il trovato;

la figura 2 Ã ̈ una vista prospettica, su scala ingrandita, di una possibile immagine proiettata dalla macchina secondo il trovato sulla mota in lavorazione.

Con particolare riferimento a tali figure, si à ̈ indicato globalmente con 1 una macchina smontagomme per il montaggio e lo smontaggio di mote di veicoli.

La macchina 1 comprende un telaio di base 2 supportante mezzi di presa e di messa in rotazione 3 di una mota R di veicoli.

La mota R Ã ̈ costituita da un cerchio C interno e da un pneumatico P da montare e/o smontare sul/dal cerchio C.

Nella particolare forma di attuazione del trovato illustrata nelle figure, il telaio di base 2 comprende un basamento 2a sopra al quale si estendono i mezzi di presa e di messa in rotazione 3.

I mezzi di presa e di messa in rotazione 3 sono costituiti da un mandrino ad asse verticale, ma non si escludono alternative forme di attuazione in cui la macchina 1 sia dotata di mezzi di presa e di messa in rotazione 3 ad asse orizzontale.

Il telaio di base 2 comprende anche una torretta 2b che si estende in verticale dal basamento 2a e che sostiene una testa operativa 4.

La testa operativa 4 à ̈ provvista di un utensile 5, 6 per il montaggio e/o lo smontaggio del pneumatico P ed à ̈ associata a mezzi di azionamento 7, 8, 9, di tipo automatizzato, atti a posizionare la testa operativa 4 in una configurazione di lavoro in cui l’utensile 5, 6 à ̈ disposto in contatto contro un tallone T del pneumatico P sostanzialmente in prossimità del bordo B del cerchio C.

Nella particolare forma di attuazione del trovato illustrata nelle figure, la testa operativa 4 à ̈ definita da un braccio sostanzialmente orizzontale che protende a sbalzo dalla torretta 2b e che à ̈ provvisto di un’estremità libera in corrispondenza della quale à ̈ montato l’utensile 5, 6.

L’utensile 5, 6, in particolare, à ̈ definito da un attrezzo 5 sagomato ad uncino, inseribile longitudinalmente tra il tallone T del pneumatico P ed il cerchio C della ruota R per l’aggancio e l’estrazione del tallone T, e da un elemento di spinta 6 destinato ad essere premuto contro il tallone T per spingere la ruota R durante le operazioni di montaggio e di smontaggio. Utilmente, i mezzi di azionamento 7, 8, 9 sono illustrati in figura 1 in modo schematizzato e comprendono:

- un primo attuatore 7 per la movimentazione della testa operativa 4 lungo una direzione parallela all’asse di rotazione della ruota R e, in dettaglio, lungo la torretta 2b;

- un secondo attuatore 8 per la movimentazione della testa operativa 4 lungo una direzione ortogonale all’asse di rotazione della ruota R e, nello specifico, in modo da allungare ed accorciare il braccio 4;

- un terzo attuatore 9 per la movimentazione della testa operativa 4 in modo da variare l’inclinazione dell’attrezzo 5 rispetto all’asse di rotazione della ruota R per agevolare l’aggancio e l’estrazione del tallone T durante le operazioni di smontaggio.

Non si escludono, tuttavia, alternative forme di attuazione in cui sia prevista una pluralità di teste operative 4 dotate di utensili 5, 6 diversi da quelli illustrati nelle figure ed azionabili con differenti tipologie dì attuatori 7, 8, 9.

Vantaggiosamente, la macchina 1 Ã ̈ dotata di mezzi di rilevamento senza contatto 10 destinati a riconoscere il bordo B del cerchio C.

I mezzi di rilevamento senza contatto 10 sono operativamente associati ad un’unità di elaborazione e controllo 11 atta al comando e/o all’ausilio dei mezzi di azionamento 7, 8, 9 per il posizionamento della testa operativa 4 nella configurazione di lavoro.

A questo proposito si specifica che quando si afferma che l’unità di elaborazione e controllo 1 1 à ̈ atta al “comando†dei mezzi di azionamento 7, 8, 9 si intende che la movimentazione della testa operativa 4 durante le operazioni di montaggio e/o di smontaggio à ̈ completamente ed autonomamente svolto dalla macchina 1 per mezzo dell’unità di elaborazione e controllo 11, senza l’intervento diretto dell’operatore.

Quando, invece, si afferma che l’unità di elaborazione e controllo 11 à ̈ atta all’“ausilio†dei mezzi di azionamento 7, 8, 9 si intende che l’unità di elaborazione e controllo 11 agevola l’operatore mentre questi comanda i mezzi di azionamento 7, 8, 9, ad esempio rallentandone i movimenti in prossimità del bordo B del cerchio C oppure definendo una serie di posizioni di fine corsa per gli attuatori 7, 8, 9, inibendo tutti i comandi impartiti dall’operatore che porterebbero la testa operativa 4 contro il cerchio C col rischio di danneggiarlo.

Utilmente i mezzi di rilevamento senza contatto 10 comprendono un sistema di identificazione di tipo a luce strutturata.

Più in dettaglio, i mezzi di rilevamento senza contatto 10 comprendono un generatore di pattern 12 atto a proiettare verso la ruota R un’immagine di per sé nota all’unità di elaborazione e controllo 11.

Il generatore di pattern 12 à ̈ costituito, ad esempio, da un diodo laser con apertura angolare nota che, vantaggiosamente, proietta nello spazio un’immagine tridimensionale, ossia che non si propaga solamente lungo una linea o un singolo piano ma altresì lungo un cono o una piramide di luce.

L’immagine proiettata, ad esempio, può essere un pattern di linee 13 più o meno colorate che intercettano la ruota R e ne mettono in luce il profilo. Per acquisire la forma di tale profilo, i mezzi di rilevamento senza contatto 10 comprendono un dispositivo di rivelazione 14 della luce generata per riflessione dalPintersezione deirimmagine proiettata 13 con la ruota R. 11 dispositivo di rivelazione 14, ad esempio, à ̈ costituito da un sensore ottico, di tipo CCD (Charge-Couple Device) o simili, che riprende la forma delle linee 13 sulla ruota R e trasferisce i dati all’unità di elaborazione e controllo 1 1.

Tramite un algoritmo od una serie di algoritmi, l’unità di elaborazione e controllo 11 processa l’immagine 13 acquisita per ricavare i parametri utili al riconoscimento del bordo C ed eventualmente di altre parti della ruota R per il loro posizionamento nello spazio.

Facendo riferimento alla figura 2 che riprende in dettaglio l’immagine 13 ripresa sulla ruota R, la distanza relativa tra le linee 13 permette di calcolare la distanza della ruota R dal diodo laser 12 e quindi di collocare la ruota R nel sistema di riferimento della macchina 1.

La forma delle linee 13 (curvatura, continuità, divergenza relativa) rilevate sulla ruota R, invece, viene confrontata con la forma dell’ immagine originariamente proiettata dal diodo laser 12 e permette di riconoscere la forma della superficie illuminata ed individuare il bordo B del cerchio C ed altri punti notevoli della ruota R utili per l’azionamento della testa operativa 4.

Si evidenzia, inoltre, che con il sistema di identificazione di tipo a luce strutturata adottato sulla macchina 1 secondo il trovato durante lo svolgimento delle operazioni di montaggio/smontaggio del pneumatico P sul/dal cerchio C à ̈ possibile riprendere il movimento della testa operativa 4 e dell’utensile 5, 6 e verificare la loro efficacia sulla ruota R, in modo da permettere un controllo completo ad anello chiuso dell’ azionamento automatico.

Si sottolinea, altresì, che sono possibili differenti forme di attuazione della presente invenzione in cui Γ acquisizione della forma della ruota R à ̈ ottenuta anche senza proiettare un pattern 13 specifico.

In altre parole i mezzi di rilevamento senza contatto 10 possono consistere anche in sistemi diversi da quelli a luce strutturata, ad esempio in un sistema di identificazione dei colori del cerchio C e del pneumatico P.

Questo sistema sfinita il fatto che la variazione di colore tra cerchio C e pneumatico P, data dai due diversi materiali, Ã ̈ sufficiente ad individuare il bordo B del cerchio C.

A tale scopo à ̈ possibile adoperare una telecamera analoga a quella precedentemente descritta e, invece di un diodo laser, utilizzare uno o più illuminatori isotropi per porre il sistema in condizioni controllate (ad esempio per ovviare ai limiti oggettivi della luce ambiente).

In alternativa, i mezzi di rilevamento senza contatto 10 possono consistere in un sistema di identificazione delle ombre definite sul cerchio C e sul pneumatico P tramite la proiezione di luce proveniente da due o più punti noti e fissati all’ interno del sistema di riferimento della macchina 1.

Si à ̈ in pratica constatato come l’invenzione descritta raggiunga gli scopi proposti.

A questo proposito si specifica che il particolare accorgimento di prevedere mezzi di rilevamento del bordo del cerchio permette il riconoscimento delle geometrie e della topografia della ruota in modo autonomo dall’operatore per fungere da punto di partenza per il comando o il semplice ausilio nelle operazioni di montaggio e smontaggio.

Claims (16)

1. RIVENDICAZIONI 1) Macchina smontagomme (1) per il montaggio e lo smontaggio di ruote di veicoli, comprendente un telaio di base (2) supportante mezzi di presa e di messa in rotazione (3) di almeno una ruota (R) di veicoli provvista di un cerchio (C) e di un pneumatico (P) da montare/smontare, almeno una testa operativa (4) associabile a detto telaio di base (2) e provvista di almeno un utensile (5, 6) di montaggio/smontaggio, mezzi di azionamento (7, 8, 9) atti a posizionare detta testa operativa (4) in una configurazione di lavoro in cui detto utensile (5, 6) à ̈ disposto in contatto contro detto pneumatico (P) sostanzialmente in prossimità del bordo (B) di detto cerchio (C), caratterizzata dal fatto che comprende mezzi di rilevamento senza contatto (10) di detto bordo (B) del cerchio (C) operativamente associati ad ameno un’unità di elaborazione e controllo (11) atta al comando/ausilio di detti mezzi di azionamento (7, 8, 9) per il posizionamento di detta testa operativa (4) in detta configurazione di lavoro.
2. 2) Macchina (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di rilevamento senza contatto (10) comprendono un sistema di identificazione di tipo a luce strutturata.
3. 3) Macchina (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di rilevamento senza contatto (10) comprendono almeno un generatore di pattern (12) atto a proiettare almeno un’immagine (13) verso detta ruota (R) ed almeno un dispositivo di rivelazione (14) della luce generata per riflessione dall’intersezione di deta immagine (13) con deta ruota (R).
4. 4) Macchina (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caraterizzato dal fato che detta immagine (13) à ̈ tridimensionale.
5. 5) Macchina (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fato che deto generatore di patern (12) comprende almeno un diodo laser.
6. 6) Macchina (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fato che deto dispositivo di rivelazione (14) comprende almeno un sensore otico.
7. 7) Macchina (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caraterizzato dal fatto che detto sensore otico (14) à ̈ un CCD.
8. 8) Macchina (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caraterizzato dal fato che detti mezzi di azionamento (7, 8, 9) sono di tipo automatizzato.
9. 9) Macchina (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che deti mezzi di azionamento (7, 8, 9) comprendono almeno un primo atuatore (7) di movimentazione di deta testa operativa (4) lungo una direzione sostanzialmente parallela all’asse di rotazione di deta ruota (R).
10. 10) Macchina (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caraterizzato dal fatto che deti mezzi di azionamento (7, 8, 9) comprendono almeno un secondo attuatore (8) di movimentazione di deta testa operativa (4) lungo una direzione sostanzialmente ortogonale all’asse di rotazione di deta ruota (R).
11. 11) Macchina (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di azionamento (7, 8, 9) comprendono almeno un terzo attuatore (9) di movimentazione di detta testa operativa (4) atto a variare l’inclinazione di detto utensile (5, 6) rispetto all’asse di rotazione di detta ruota (R).
12. 12) Macchina (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta unità di elaborazione e controllo (1 1) à ̈ atta a comandare autonomamente l’attivazione di detti mezzi di azionamento a, s, 9).
13. 13) Macchina (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta unità di elaborazione e controllo (1 1) à ̈ atta a rallentare i movimenti di detta testa operativa (4) in prossimità di detto bordo del cerchio.
14. 14) Macchina (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta unità di elaborazione e controllo (1 1) à ̈ atta a definire almeno una posizione di fine corsa per detti mezzi di azionamento (7, 8, 9) e ad inibire i comandi che porterebbero detta testa operativa (4) contro detto cerchio.
15. 15) Macchina (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di rilevamento senza contatto (10) comprendono un sistema di identificazione dei colori di detto cerchio (C) e di detto pneumatico (P).
16. 16) Macchina (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di rilevamento senza contatto (10) comprendono un sistema di identificazione delle ombre su detto cerchio (C) e su detto pneumatico (P).