IT8648444A1 - Procedimento e macchina per la equilibratura di una ruota di veicolo o simile - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

L'equilibratura delle ruote di un veicolo, oppu_ re altro organo di rotazione, viene attualmente effet_ tuata per mezzo di macchine comportanti un albero de_ stinato a supportare la ruota, che ? trascinato in ro_ tazione e montato su due cuscinetti distanziati, muni_ ti ciascuno di un captatore di forza. Un dispositivo permette di controllare ogni momento la rotazione dello albero mentre un calcolatore, che riceve le iriforma?io_ ni da questo dispositivo nonch? i segnali emessi dai captatori, determina le masse di correzione da appli_ care sulla ruota a partire da una relazione che :? fun_ zione del diametro della ruota, della sua velocit? di rotazione, nonch? della sensibilit? dei captatori, del_ la distanza fra i cuscinetti, della distanza fra il primo cuscinetto e il lato pi? vicino del cerchione del la ruota e della larghezza della ruota.

E1 quindi necessario, per l'operatore, di misura_ re il diametro della ruota, la larghezza del cerchio_ ne, la distanza fra il primo cuscinetto ed il cerchione con l'aiuto di potenziometri, di tastiere oppure di qualsiasi altro dispositivo appropriato, ci? che com_ porta un rischio di errore di misure e introduzione di dati errati nel calcolatore.

Bisogna d'altronde notare che la velocit? di rota_ zione, la sensibilit? dei captatori e la distanza fra i cuscinetti,sono considerate come costanti per una determinata macchina. Ora, la velocit? di rotazione varia in funzione delle tensioni e delle frequenze del settore, mentre la sensibilit? dei captatori pu? variare con il tempo oppure la temperatura, ci? che comporta imprecisioni supplementari nella misura.

La presente invenzione ha per scopo di porre di_ medio a questi inconvenienti fornendo un procedimento ed una macchina di equilibratura dinamica che permet_ tano di ottenere una misura di grande precisione, in maniera semplice.

La presente invenzione ha infatti per oggetto un procedimento di equilibratura di una ruota, o simile, montata su un albero trascinato in rotazione e sup_ portato da due cuscinetti distanziati, che sono asso_ ciati ciascuno ad un captatore di forza, procedimento che consiste nel prendere due masse di valori noti e porle ciascuna su un lato del cerchione della ruota, in posizioni scostate angolarmente di un valore determi_ nato, misurare per mezzo dei captatori le forze pro_ vocate sui cuscinetti dalla rotazione della ruota, togliere le due masse, misurare di nuovo le forze create sui cuscinetti dalla rotazione della ruota, confrontare i risultati delle due misure e dedurne la relazi?ne propria dell'insieme ruota-macchina,

poi introdurre questa relazione nel risultato del_ la seconda misura per ottenere il valore delle mas_ se di equilibratura necessarie per compensare la mancanza di equilibrio della ruota.

Non ? pi? necessario, con questo procedimento, di tenere conto del diametro della ruota n? della

sua larghezza, nemmeno della distanza fra i cuscinet_ ti, in modo che i rischi di errori dovuti alle misu_ re effettuate dall'operatore vengono totalmente sop_ pressi. Lo stesso, la sensibilit? dei captatori non interviene pi? nella misura poich? il risultato vie_ ne ottenuto mediante il confronto delle due misure effettuate.

L'invenzione si estende anche ad una macchina di equilibratura che comporta mezzi di individuazio_ ne della posizione angolare dell'albero rispetto ad una posizione di riferimento, una memoria, che con_ serva i valori di forze misurate dai captatori, mez_ zi per il calcolo a partire dalle forze misurare e dalla variazione della posizione angolare dell'albero, dei valori delle masse di correzione da porre sulla ruota al momento di una prima misura, poi al momento di una seconda misura e di confronto di questi valori fra loro per dedurne la relazione propria dell'insieme ruota-macchina, la memoria conservando anche questa relazione.

La macchina comporta anche mezzi di controllo della velocit? di rotazione dell'albero.

La descrizione che segue di un modo di realizza^ zione dato a titolo di esempio non limitativo, e rap_ presentato nell'unico disegno annesso, far? d'altron_ de risaltare i vantaggi e le caratteristiche dell'in_ venzione. Nel disegno:

la figura 1 ? una vista schematica di una macchi_ na di equilibratura secondo l'invenzione; e

la figura 2 ? una vista di faccia del disco di individuazione della posizione angolare dell'albero.

.La macchina di equilibratura rappresentata compor ta, nella maniera abituale, un albero 1 munito, ad una delle sue estremit?,di un supporto 2 destinato a ricevere l'oggetto da equilibrare, per esempio una ruota 3 di autoveicolo.

L'albero 1 viene trascinato in rotazione da un sistema motore, che non ? stato rappresentato per semplificare la figura . Esso ? d'altronde supporta^ to da due cuscinetti distanziati, rispettivamente 4 e 6, su ciascuno dei quali ? montato un captatore 8, 10 di forza.

L'albero 1 supporta anche un disco 12 di indi_ viduazione della sua posizione angolare, che ? fora_ to alla sua periferia da una serie di fessure 14, re_ golarmente distanziate su una circonferenza attorno al suo asse. Una fessura supplementare 16 ? ricava_ ta nel disco 12, all'interno rispetto alle fessure 14, cio? la fessura 16 ? sfalsata radialmente verso 11in_ terno rispetto alle fessure 14. Di preferenza, il nu_ mero delle fessure 14 del disco 12 ? un multiplo di 4, questo numero essendo per esempio di 4n.

Il disco 12, che ? solidale in rotazione con lo albero 1, si sposta davanti ad un lettore ottico 18 che rivela indipendentemente il passaggio della fessu_ re esterne 14 e della fessura interna 16. Questo let_ tore ottico rivela anche il senso di rotazione del disco 12 ed ? associato ad un tachimetro 20.

I captatori 8, 10 trasmettono i segnali corri_ spondenti alle forze misurate ad un dispositivo 22 di calcolo e di trattamento, che riceve anche le in_ formazioni dal lettore ottico 18 e dal tachimetro 20.

Per effettuare l'equilibratura di una ruota 3 che ? stata montata sul supporto 2 dell'albero 1, si pongono sul cerchione di questa ruota due masse di valori noti, in punti distanziati angolarmente per un valore determinato, poi si trascina in rotazione la ruota per mezzo del motore, non rappresentato, fino a darle una velocit? di rotazione relativamente no_ tevole. Quando questa velocit? ? raggiunta, i capta_ tori 8 e 10 che misurano le forze esercitate sui cu_ scinetti 4 e 6 dalla rotazione della ruota 1, trasmet_ tono al calcolatore 22 segnali corrispondenti alle com_ ponenti delle forze esercitate. Il dispositivo 22 re_ gistra questi segnali trasmettendoli ad una memoria 24.

Questo dispositivo 22, ricevendo d'altronde le informazioni dal lettore ottico 18, conosce la posizio_ ne angolare dell'albero e, di conseguenza, quella del_ la ruota. Esso conosce anche la velocit? di rotazione di questa ruota e comincia a registrare i segnali emes_ si dai ca ptatori appena questa velocit? ha raggiunto un valore dato. I segnali di componenti di forze emes_ si dai captatori 8 e IO vengono allora campionati e numerati a ciascun passaggio di una fessura 14 davan_ ti al."lettore ottico 18. Il calcolatore calcola quin_ di le componenti dei segnali per ciascuno di questi valori campionati. Esso ne deduce la relazione ??he lega le componenti della masse di correzioni da por_ re sui cerchi di bordo del cerchione alle componenti dei segnali misurati.

Al momento di questa prima misura, cio? quando la ruota ? munita delle masse note, questa relazio_ ne ? del tipo:

a b~

-mlx ?ex lx

-??2? mlx c d 2x

(I) a b"

-mly mey" ?iy

c d

-m2y miy_ 2y

in cui m^ e m2 sono le masse di correzioni destinate a compensare la mancanza di equilibrio propria della ruota, mentre me ed mi sono le masse campioni note po ste sulla ruota. Si ed S2 essendo i segnali forniti dai due captatori.

Le masse vengono poi tolte dal cerchione della ruota 3, poi questa ruota viene di nuovo trascinata in rotazione e viene effettuata una nuova misura, di modo che il dispositivo 22 riceve, dai captatori 8 e 10, nuovi segnali di componenti di forze a partire dai quali esso determina la relazione delle componen_ ti delle masse di correzioni da porre sulla ruota per compensare la sola mancanza di equilibrio. Il dispo_ sitivo 22 confronta allora il risultato ottenuto con quello contenuto nella memoria 24 e ne deduce la re_ lazione propria dell'insieme ruota-macchina.

Al momento di questa seconda misura, cio? dopo aver tolto le masse campioni, la relazione ? della forma :

a b S'lx

x

c d S '

_m2x 2x

(II) a b S ly

-miy

x

c d

_?ra2y_ 2y _

ci? che d?, sottraendo (II) da (I):

m a b - s?

ex 'lx lx

IQ c d - s'

I.X J ?2x 2x

(III) a b - s*

raey 'iy iy

m. c d - s'

L iy J 2y 2yJ

ci? che corrisponde alla relazione dell'insieme ruo_ ta-macchina, relazione che ? di forma lineare ed ? costante per uno stesso tipo di ruota, cio? in pra__ tica per l'insieme delle ruote di uno stesso veicolo.

Di preferenza si utilizzano masse campioni di vaio ri identici di modoche me = mi-D'altronde, scegliendo come indicato sopra un disco 12 le cui fessure 14 sono uguali a 4n, ? possi__ bile dare alle masse campioni posizioni tali che es_ se siano separate di un angolo di 90?.

Ci? viene facilmente ottenuto con l'aiuto della macchina rappresentata sulla figura 1, facendo gira_ re la ruota 3 fino al momento in cui il rivelatore ottico 18 segnala la presenza della fessura 16, e ponendo la prima massa campione sulla verticale del_ 1'albero 1. Si fa allora girare di nuovo la ruota 3 fino al momento in cui il rivelatore ottico 18 segnale il passaggio della fessura 15 che ? separa_ ta dalla prima da n fessure 14, cio? di un angolo di 90?. La seconda massa campione viene allora fis_ sata sul cerchione della ruota 3.

Nel modo di realizzazione rappresentato sulla figura 1, il dispositivo 22 ? collegato ad un dispo_ sitivo 26 di segnalazione che comporta in particolare due lampade, rispettivamente 27 e 28, che segnalano all'operatore la rivelazione della fessura 16 e della fessura 15, rispettivamente.

Quando le masse campioni sono cos? poste a 90? una dall'altra, la posizione dell'albero 1 al momen_ to della rivelazione della fessura 16 pu? venire presa come posizione di riferimento, dimodoch? la la

componente mix = 0 cos? come/componente mey. Si ottie ne allora m^y = mi ed mex = me e quando si scelgono due masse uguali, cio? me = mi = m, si ottiene:

a b?

Per determinare a,b,c,d il calcolatore 22 deve risolvere un sistema di quattro equazioni a quattro incognite- Esso introduce poi questi valori nella re_ lazione II, ci? che gli d? le componenti delle masse da equilibrare da porre sui cerchi di cerchio^ ne esterno ed interno.

Il dispositivo 22 indica anche i moduli di masse di equilibratura e la loro posizione rispetto all'as_ se di riferimento costituito dall'asse passante per la fessura 16 ed il centro del disco 12. Questi ri_ sultati vengono presentati su un quadro 30 mentre i valori a,b,c,d vengono conservati nella memoria 24.

la

Di preferenza,/macchina rappresentata comporta anche un circuito di comando munito di un interruttore 32 che permette, quando ? chiuso^di avviare il fun_ zionamento dell'insieme del calcolatore e della me_ maria 24, ma provoca, quando ? aperto, la cancella_ zione della memoria.

Il quadro 30 di presentazione indica, nella ma_ niera abituale, da un lato in 34 i valori della mas_ se da porre sul cerchione e , d'altro lato, per mez_ zo di frecce luminose 36, lo spostamento da effettua_ re per raggiungere la posizione nella quale queste mas_ se devono venire poste.

Per semplificare il lavoro dell'operatore, il dispositivo 22 ? d'altronde collegato ad un segnale luminoso 38 e roppure sonoro 40 che avverte l'operato_ re alla fine di ciascuna delle misure per permettergli di rallentare la ruota, sia per togliere le masse campioni, sia per aggiungere le masse di correzioni, secondo le informazioni date dal quadro 30 di presen_ tazione.

E' chiaro che l'operatore non deve intervenire pri_ ma della messa in posizione delle masse campioni sulla ruota e che non gli ? pi? necessario effettuare una mi_ sura qualsiasi dei parametri di questa ruota, oppure dei parametri della macchina, per introdurli nel dispo__ sitivo 22. Solamente la velocit? di rotazione intervie_ ne nella misura,che pu? essere disturbata soltanto da errori su questa velocit? di rotazione oppure, eventual_ mente da errori sulla posizione delle masse campioni. Le indicazioni date sono quindi sicure e i rischi di errore estremamente ^limitati.

Si constata d'altronde che il diametro e la lar_ ghezza del cerchione non intervengono pi? nella deter_ minazione delle masse di correzioni. E' quindi possibile equilibrare una ruota con l'aiuto di masse di correzio_ ni disposte su cerchi aventi diametri differenti, ci? che ? particolarmente interessante nel caso dei cer_ chioni di alluminio oppure altro, la cui forma non permette il montaggio di masse di correzioni su cer_ chi di diametri analoghi.

RIVENDICAZIONI

1. Procedimento di equilibratura di una ruota o simile, montata su un albero trascinato in rotazio_ ne e supportato da due cuscinetti distanziati, che sono associati ciascuno ad un captatore di forze, il quale procedimento ? caratterizzato da ci? che esso consiste nel prendere due masse di valori noti e por_ le ciascuna su un lato del cerchione della ruota , in posizioni spostate angolarmente di un valore determi_ nato, per misurare, per mezzo dei captatori, le for_ ze provocate sui cuscinetti dalla rotazione della ruo_ ta, togliere le due masse, misurare di nuovo le forze create sui cuscinetti dalla rotazione della ruota, confrontare i risultati delle due misure e dedurne la relazione propria dell'insieme ruota-macchina?. poi introdurre questa relazione nel risultato della secon_ da misura per ottenere il valore delle masse di equi_ libratura necessarie per compensare la mancanza di equilibrio della ruota.

2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, ca_ ratterizzato da ci? che le forze esercitate sui cusci_ netti e misurate dai captatori di forza vengono tra_ smesse ad un dispositivo che calcola la relazione corrispondente alle componenti delle masse di corre_ zioni necessarie per compensare, al momento della pri_ ma misura, le masse e la mancanza di equilibrio pro_ pria della ruota e, al momento della seconda misura, la sola mancanza di equilibrio,poi sottrae - le due relazioni ottenute per dedurne la relazione propria dell'insieme ruota-macchina.

3. Procedimento secondo la rivendicazione 1 oppure 2, caratterizzato da ci? che si controlla la velocit? di rotazione dell'albero e si effettua la misura delle forze esercitate sui cuscinetti quando questa velocit? raggiunge un valore dato, lo stesso per le due misure.

4. Procedimento secondo qualsiasi delle rivendi_ cazioni precedenti, caratterizzato da ci? che si in_ dividua una posizione angolare di riferimento dello albero e della ruota, si pone la prima massa sulla ruota, si fa girare la ruota dell'angolo di scosta_ mento desiderato fra le masse, poi si pone la secon_ da massa sul bordo del cerchione della ruota.

5. Procedimento secondo qualsiasi delle riven_ dicazioni precedenti, caratterizzato da ci? che le due masse note sono identiche.

6. Procedimento secondo qualsiasi delle rivendi_ cazioni precedenti, caratterizzato da ci? che lo sco_ stamento angolare fra le masse poste sul cerchione della ruota ? inferiore a 180? e, di preferenza, di 90?.

7. Procedimento secondo qualsiasi delle rivendica zioni precedenti, caratterizzato da ci? che si pone in memoria la relazione propria dell'insieme ruotamacchina in vista della equilibratura di altre ruo__ te anologhe.

8. Macchina per l'equilibratura di una ruota di veicolo, o simile, comportante un albero munito di mezzi di fissaggio della ruota, che viene trasci_ nato in rotazione e supportato da due cuscinetti di_ stanziati, un captatore di forze montato su ciascun cuscinetto, e mezzi di controllo della rotazione dello albero, la quale macchina ? caratterizzata da ci? che essa comporta mezzi (12 fino a 18) di individuazione della posizione angolare dell'albero rispetto ad una posizione di riferimento, mezzi (22) di calcolo a par_ dai

tire dalle forze segnalate / captatori (8, 10) e dal_ la vaziazione della posizione angolare dell'albero di una relazione corrispondente alle componenti delle mas_ se di correzioni da porre sul cerchione al momento di r

una prima e poi di una seconda misura, una memoria (24) di conservazione dei valori misurati dai capatatori dei mezzi (22) di confronto delle relazioni ottenute al mo_ mento delle due misure successive per dedurne la rela_ zione propria dell'insieme ruota-macchina, poi intro_ durre questa relazione nella memoria (24) e mezzi per determinare a partire dai valori della seconda misura e dalla relazione propria dell'insieme ruota-macchina le masse di correzioni da porre sulla ruota.

9. Macchina secondo la rivendicazione 8, caratte_ rizzata da ci? che essa comporta mezzi (12 fino a 20) di controllo della velocit? di rotazione dell'albero (1) e della ruota (3).

10. Macchina secondo la rivendicazione 8 oppure 9, caratterizzata da ci? che i mezzi di individuazione della posizione angolare dell'albero comprendono un disco (12) forato da una serie di fessure (14, 15) di

Claims (1)

1. stribuite regolarmente su una circonferenza, e di una fessura (16) sfalsata radialmetne rispetto alle altre, questo disco essendo solidale all'albero (1) e mobile davanti ad un lettore ottico (18) che rive_ la indipendentemente le fessure della serie e la fes_ sura sfalsata.

   11. Macchina secondo qualsiasiddelle rivendica_ zioni da 8 fino a 10, caratterizzata da ci? che essa comporta un contatto (32) di comando di un circuito di messa in azione e di cancellazione della memoria.

   12. Macchina secondo qualsiasi delle rivendicazio ni da 8 fino a 11, caratterizzata da ci? che essa com_ porta segnali luminosi (27, 28) di individuazione della posizione angolare del disco (12).

   13. Macchina secondo qualsiasi delle rivendicazio ni da 8 fino a 12, caratterizzata da ci? che essa comporta un segnale sonoro (40) di indicazione del_ la fine della misura.

   14. Macchina secondo qualsiasi delle rivendica_ zioni da 8 fino a 13, caratterizzata da ci? che il di_ spositivo (22) di calcolo ? collegato ad un quadro (30) di presentazione che indica i valori delle mas_ se di correzioni da porre, nonch?, la loro posizione.