ITRE950016A1 - Metodo e apparecchio per equilibrare ruote di veicoli mediante pesi compensatori - Google Patents

Abstract

Il metodo per equilibrare ruote di veicoli comprende la determinazione, mediante mezzi elettronici di calcolo, della posizione del piano di applicazione (Q1, Q2) e della posizione angolare (Z1, Z2) di ciascun peso equilibratore in un intorno dei piani prescelti (P1, P2) di equilibratura, calcolata in base a valori (N1, N2) del peso scelti dall'operatore.

Description

DESCRIZIONE

di brevetto per Invenzione Industriale dal titolo: "METODO E APPARECCHIO PER EQUILIBRARE RUOTE DI VEICOLI MEDIANTE PESI COMPENSATORI" ,

Per equilibrare le ruote degli autoveicoli, sono note macchine comprendenti un albero rotante su cui viene fissata la ruota e mezzi per individuare i dati di squilibrio della stessa.

Queste macchine sono atte, in sostanza a calcolare i valori dei pesi di equilibratura (usualmente occorrono due pesi) dopo che l'operatore ha prefissato la posizione dei piani su cui intende disporre i pesi stessi (piani di equilibratura). E' quindi necessario fornire alla macchina la posizione assiale dei piani di equilibratura prescelti, ossia il valore della distanza assiale tra un piano di riferimento e i piani stessi, oltre alla distanza radiale tra l'asse di rotazione e il punto (sul piano di equilibratura) ove si vuole porre il peso di compensazione.

Nei tradizionali cerchioni in acciaio, il piano di applicazione dei pesi compensatori veniva assunto coincidente con i bordi del cerchione stesso e pertanto, quali parametri geometrici identificatori, venivano in generale scelti: la distanza tra il fianco interno del cerchione e il fianco del cassone della macchina (piano di riferimento) , larghezza e diametro del cerchione.

Anche grazie al diffondersi dei cerchioni in lega leggera, inadatti all'applicazione su essi dei tradizionali pesi compensatori sui bordi esterni, è sorta l'esigenza di applicare sui cerchioni i pesi in posizioni intermedie tra i bordi esterni e quindi è sorta l'esigenza di macchine capaci di attuare tali applicazioni.

A questo fine è noto determinare e memorizzare dapprima la posizione dei piani prescelti ove si vuole disporre i relativi pesi compensatori, nonché la distanza radiale del punto di applicazione dall'asse di rotazione, tutto ciò mediante un apposito dispositivo di rilevamento della posizione geometrica integrato con la macchina.

Una unità elettronica di calcolo provvede quindi a calcolare il valore esatto dei pesi compensatori da applicare sui piani prescelti nonché la loro esatta posizione angolare su tali piani .

A tale fine si può, vantaggiosamente, utilizzare lo stesso dispositivo di rilevamento.

Si provvede a spostare l'organo tastatore del dispositivo rilevatore sulla superficie ove applicare i pesi compensatori mentre un indicatore acustico/visivo segnala che il tastatore ha raggiunto la posizione calcolata.

Il metodo descritto presenta tuttavia l’inconveniente che il valore dei pesi compensatori che viene determinato é un valore che generalmente non coincide con il valore dei pesi compensatori praticamente a disposizione dell'operatore, poiché tali pesi saranno giocoforza in numero finito e il loro valore sarà di regola un numero intero di grammi multiplo di cinque.

in pratica, quindi, l'operatore è costretto a fare un arrotondamento del valore del peso per poter utilizzare uno dei pesi a disposizione, con conseguente imprecisione nell'effetto di equilibratura.

Detto inconveniente viene superato dalla presente invenzione la quale prevede anch'essa la determinazione e la memorizzazione della posizione dei piani prescelti di equilibratura per ciascun peso compensatore, e ciò, vantaggiosamente mediante un dispositivo di rilevamento della posizione geometrica facente parte integrante con la macchina.

La determinazione dei piani di equilibratura, che in sostanza sono i piani in corrispondenza dei quali la macchina effettua il calcolo dei pesi di equilibratura, avviene preferenzialmente, secondo il trovato, mediante la determinazione di due intorni entro i quali debbono essere compresi i piani di applicazione dei pesi, essendo i piani di equilibratura i piani centrali di detti intorni.

Successivamente, secondo l'invenzione, è prevista la determinazione, mediante mezzi elettronici di calcolo, della posizione del piano di applicazione di ciascun peso compensatore nell'intorno del relativo piano prescelto di equilibratura, in base a valori del peso scelti dall’operatore tra quelli a sua disposizione, cioè generalmente con valori multipli di cinque grammi.

Secondo una possibile forma di attuazione del metodo secondo l'invenzione, dopo la determinazione e la memorizzazione della posizione dell'intorno dei piani prescelti di equilibratura per i pesi compensatori (mediante il detto dispositivo di rilevamento), viene effettuato un primo calcolo, mediante mezzi elettronici di calcolo, che determina il valore dei pesi da applicare su relativi piani prescelti. Successivamente, viene effettuato un secondo calcolo, mediante i detti mezzi di calcolo, che determina la posizione dei piani di applicazione dei pesi equilibratori nell'intorno dei piani prescelti (in precedenza) di equilibratura, in base a valori del peso fissati prossimi ai valori determinati con il primo calcolo e scelti tra quelli disponibili.

Il trovato viene esposto in dettaglio nel seguito con l'aiuto delle allegate figure che ne illustrano una forma, non esclusiva, di attuazione.

La FIG.l è una vista prospettica di una ruota montata su una macchina equilibratrice.

La FIG.2 è una sezione assiale di una porzione della ruota di cui alla FIG.l.

La FIG.3 è un possibile diagramma a blocchi della macchina. La macchina, indicata globalmente con 1 comprende una struttura fissa (o corpo macchina) 2 dalla quale sporge a sbalzo 11 dispositivo di bloccaggio della ruota 10 (illustrato in FIG. 2).

La ruota 10 comprende un cerchione 11 che presenta un mozzo 12 avente un foro assiale 13 con il quale la ruota viene fissata agli organi del veicolo.

Il cerchione il ha una porzione radiale ("disco") 14 che è disposta più vicino al lato esterno della ruota (ossia il lato rivolto all'esterno quando la ruota è montata sul veicolo) .

Il mozzo 12 ha una superficie 12a esattamente ortogonale all'asse della ruota 10, che funge da superficie di riferimento nell'accoppiamento della ruota stessa con i relativi organi del veicolo.

Con 15 è indicata la porzione sostanzialmente cilindrica ("cerchio") del cerchione 11 su cui è impostato il pneumatico 16.

Il dispositivo di bloccaggio comprende un albero 20 motorizzato, con asse A orizzontale, sul quale viene fissata la ruota 10, che sporge a sbalzo dal corpo 2 della macchina. L'albero 20 è solidalmente unito ad un albero coassiale 23 di sostegno, motorizzato, uscente dal corpo 2.

Tramite mezzi di serraggio 30, 31, 32 la ruota 10 viene resa solidale all'albero 20 e disposta esattamente centrata e ortogonale ad esso.

A fianco del dispositivo di bloccaggio è posto un dispositivo 40 di rilevamento della posizione geometrica, il quale comprende un'asta 41 disposta a lato della ruota 10 ed una seconda asta 42 fissata all'estremità libera 41' dell'asta 41.

L'asta 41 è parallela all'albero 20 ed è accoppiata a sbalzo alla struttura fissa 2 in modo da poter scorrere assialmente e poter inoltre ruotare intorno al proprio asse.

L'asta 42 è disposta anteriormente alla ruota 10 e porta uno stelo 44 parallelo all'albero 20, alla cui estremità libera è posto un mezzo tastatore 50 che è in posizione geometrica fissa e nota rispetto all'asta 41; lo stelo 44 può penetrare assialmente entro la cavità del cerchione in modo che il tastatore 50 possa raggiungere qualsiasi punto della superficie cilindrica interna 15.

Entro il carter 43 della macchina sono posti dei mezzi di misura 60 atti a misurare la posizione assiale e la posizione angolare dell’asta 41 rispetto alla struttura fissa 2 della macchina. I dati forniti dai mezzi di misura 60 vengono inviati ad una unità di elaborazione 71 comprendente tra l'altro sia una memoria centrale 72, sia una unità di calcolo 73, connessa con una unità di visualizzazione 74 (FIG. 3).

Secondo l'invenzione, dopo aver disposto e fissato la ruota 10 sull'albero 20, si determina e si memorizza la posizione geometrica di due piani PI e P2 prescelti quali piani di equilibratura, in un intorno dei quali dovranno giacere i piani Q1 e Q2 di applicazione dei pesi di equilibratura, vantaggiosamente il trovato prevede che vengano determinati due intorni, che chiameremo P1MIN-P1MAX e P2MIN-P2MAX, di ognuno dei quali PI e P2 sono i piani mediani. Preferibilmente, questi piani o questi intorni vengono scelti su tratti di superficie cilindrica della porzione 15, ove sia cioè possibile collocare in modo agevole i pesi compensatori 8, in zone prive di discontinuità che intralcerebbero l'applicazione dei pesi 8.

La determinazione della posizione assiale dei piani PI e P2, o dei relativi intorni viene, vantaggiosamente ma non esclusivamente, attuata mediante il dispositivo di rilevamento 40, cioè portando manualmente il mezzo tastatore 50 contro la superficie del cerchione in corrispondenza di ciascun piano P1 e P2 oppure P1MIN, P1MAX, P2MIN P2MAX e quindi registrando nella memoria 72 i dati forniti dai mezzi 60, vale a dire i parametri geometrici del dispositivo 40 cui corrispondono la distanza dei piani individuati dal piano di riferimento R e la distanza radiale della superficie del cerchione dall'asse A.

A questo punto, la ruota viene lanciata in rotazione e quindi i mezzi di calcolo 73 provvedono a determinare (tramite le ben note relazioni che legano i vari parametri geometrici e i vettori delle forze di squilibrio rilevati dagli usuali trasduttori previsti sulla macchina con il valore dei pesi compensatori) i valori MI e M2 dei pesi compensatori che occorre disporre sui piani PI e P2 per equilibrare la ruota, nonché le corrette posizioni angolari Tl, T2 di tali pesi nei rispettivi piani PI e P2.

Poiché normalmente tali valori M1,M2 dei pesi sono diversi dai valori dei pesi a disposizione dell'operatore (una coincidenza sarebbe un fatto casuale), quest'ultimo, oppure la macchina in modo automatico, provvede a fornire all'unità di calcolo altri valori NI e N2 dei pesi (prossimi ai valori calcolati M1 e M2) appartenenti ai pesi praticamente a disposizione dell'operatore, cioè appartenenti ad una serie discreta di pesi aventi valori multipli ad esempio di cinque grammi.

L'unità di calcolo effettua quindi un nuovo calcolo e determina (sempre in base alle citate relazioni che legano i vari parametri geometrici con il valore dei pesi compensatori) la posizione geometrica -ovvero la distanza assiale dal piano di riferimento R- di altri piani Q1 e Q2 ove occorre applicare i pesi compensatori di valore N1 e N2, nonché le loro posizioni angolari Z1, Z2 su tali piani.

In sintesi, vengono ricalcolate nuove terne di valori pesoorientazione-piano N1-Z1-Q1, N2-Z2-Q2 in sostituzione delle terne di valori M1-T1-P1, M2-T2-P2 ottenute con il primo calcolo effettuato secondo modalità tradizionali.

Poiché, il valore N1, N2 dei pesi da applicare al cerchione viene scelto dall'operatore, oppure dalla macchina, in qualche caso i piani Q1 e Q2 possono cadere fuori dall'intorno P1MIN-P1MAX e/o P2MIN-P2MAX, se ciò accade l’operatore (oppure la macchina) dovrà ripetere la procedura scegliendo due nuovi pesi N'1 e N'2 tra quelli a sua disposizione.

Grazie a ciò non solo i piani di applicazione risultano sempre posti in zone della superficie del cerchione ove i pesi compensatori possono agevolmente venire applicati, ma è anche possibile applicare pesi compensatori aventi esattamente il valore teorico di equilibratura.

Vantaggiosamente, la posizione geometrica dei piani di applicazione Q1 e Q2 può venire identificata mediante lo stesso dispositivo di rilevazione 40.

Ciò viene realizzato muovendo manualmente il mezzo tastatore 40, il quale porta un peso compensatore 8 di fronte alla superficie della porzione 15; quando il peso 8 raggiunge la posizione assiale del piano di applicazione Ql, Q2, determinata in funzione del peso 8 e memorizzata in 72, la unità di visualizzazione 74 emette un segnale ottico.

L'operatore provvede quindi a disporre il peso 8 in tale piano nella posizione angolare corretta, anch'essa ritrovata tramite un segnale del dispositivo di visualizzazione. Ovviamente al trovato in oggetto potranno venire apportate numerose modifiche di natura pratico-applicativa, senza con ciò uscire dall'ambito dell'idea inventiva come sotto rivendicata.

Si è omessa la descrizione dei sistemi di calcolo, in quanto di per sè ampiamente noti ai tecnici del ramo.

Claims (6)

1. RIVENDICAZIONI 1. Metodo per equilibrare ruote di veicoli mediante almeno un peso compensatore atto a venire applicato al cerchione della ruota, comprendente la determinazione e la memorizzazione della posizione di un piano prescelto (PI, P2) di equilibratura per ciascun peso compensatore, caratterizzato dal fatto che prevede la determinazione, mediante mezzi elettronici di calcolo, della posizione del piano di applicazione (Ql, Q2) e della posizione angolare (ZI, Z2) di ciascun peso equilibratore in un intorno relativamente piccolo del relativo piano prescelto (PI, P2) di equilibratura, calcolata in base a valori (N1, N2) del peso scelti tra un numero finito di valori praticamente disponibili.
2. 2. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la posizione dei piani prescelti (P1 e P2) viene individuata mediante la scelta dei due intorni (P1MAX-P1MIN e P2MAX-P2MIN) di cui (P1 e P2) sono i piani mediani.
3. 3. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che, dopo la determinazione e la memorizzazione, mediante un dispositivo di rilevamento (40), della posizione degli intorni (P1MAX-P1MIN; P2MAX-P2MIN) entro cui devono giacere i piani (Ql, Q2) di applicazione di ciascun peso compensatore, prevede: un primo calcolo, mediante mezzi elettronici di calcolo, con determinazione dei valori (M1, M2) del peso da applicare sui piani mediani degli intorni (P1MAX-P1MIN; P2MAX-P2MIN), un secondo calcolo, mediante i detti mezzi di calcolo, con determinazione della posizione del piano di applicazione (Q1, Q2) e della posizione angolare (ZI, Z2) del peso equilibratore all’interno degli intorni sopra definiti, detto secondo calcolo essendo effettuato in base ad un valore (N1, N2) del peso prossimo al valore (MI, M2) determinato con il primo calcolo e scelto tra detto numero finito di valori praticamente disponibili.
4. 4. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che, dopo la determinazione e la memorizzazione, mediante un dispositivo di rilevamento (40), della posizione di un piano prescelto (PI, P2) di equilibratura per ciascun peso compensatore, prevede: un primo calcolo, mediante mezzi elettronici di calcolo, con determinazione del valore (MI, M2) del peso da applicare sul relativo piano prescelto (PI, P2) , un secondo calcolo, mediante i detti mezzi di calcolo, con determinazione della posizione del piano di applicazione (Ql, Q2) e della posizione angolare (Z1, Z2) del peso equilibratore in un intorno del piano prescelto (Pi, P2) di equilibratura, detto secondo calcolo essendo effettuato in base ad un valore (N1, N2) del peso prossimo al valore (M1, M2) determinato con il primo calcolo e scelto tra detto numero finito di valori praticamente disponibili.
5. 5. Metodo secondo almeno una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che, il detto dispositivo di rilevamento (40) viene utilizzato per trovare la posizione del piano di applicazione (Q1, Q2) del peso equilibratore.
6. 6. Apparecchio per equilibrare ruote di veicoli mediante l'applicazione di almeno un peso compensatore, comprendente un albero rotante su un basamento, mezzi di calettamento della ruota su detto albero rotante, mezzi rilevatori delle vibrazioni di detto albero rotante in almeno due piani di riferimento, mezzi di calcolo dello squilibrio e mezzi di calcolo dei pesi di equilibratura da applicare in due piani prefissati della ruota, a due orientazioni angolari calcolate dai mezzi di calcolo, caratterizzato dal fatto che 1 mezzi di calcolo comprendono una memoria atta a immagazzinare i dati di squilibrio, e mezzi di elaborazione atti a calcolare i piani di applicazione e la orientazione angolare dei pesi di equilibratura scelti dall'operatore, detti mezzi di elaborazione essendo collegati con un trasduttore di posizione atto a segnalare detti piani di applicazione e detta orientazione angolare.