Dispositivo de medición de la uniformidad de un neumático a alta velocidad.

un dispositivo de medición de la uniformidad a alta velocidad que comprende:

un par de árboles de llanta (37, 42), en donde un árbol de llanta puede estar dispuesto encima y otro árbol de llanta puede estar dispuesto debajo de un transportador (30) que transporta un neumático de modo que el par de árboles de llanta aprisionan entre ellos el neumático, y cada árbol de llanta del par de árboles de llanta está provisto de una media llanta (38, 40) para aprisionar el neumático, y el par de árboles de llanta aprisionan entre ellos el neumático que está siendo transportado sobre el transportador o dejan de aprisionarlo;

un tambor de carga (18) que puede moverse en las direcciones de aproximación y de separación del neumático, el tambor de carga que aplica una carga al neumático que está aprisionado entre las medias llantas, en tanto que el tambor de carga es empujado contra el neumático y gira junto con el neumático; y

una parte (54) de llenado y de vaciado de aire para llenar con aire el neumático aprisionado entre las medias llantas, y para vaciar el aire del neumático; caracterizado porque

una parte que mide la uniformidad a alta velocidad que incluye un sensor (58A) de tipo de fuerza de tres componentes, un codificador (58B), un analizador (64) de FFT y un ordenador personal (66), cuya parte detecta y procesa las variaciones de fuerzas en las tres direcciones del eje x, el eje y el eje z del neumático y los momentos en cada eje para medir la uniformidad a alta velocidad y el desequilibrio residual dentro de un intervalo de velocidades de giro predeterminado en un estado en el que la carga se aplica al neumático que está lleno de aire y se varía la velocidad de giro del neumático;

en donde el sensor (58A) de tipo de fuerza de tres componentes está dispuesto en uno del par de árboles de llanta (37, 42);

la parte de medición de la uniformidad a alta velocidad está configurada para medir la uniformidad a alta velocidad en un estado en el que la carga se aplica al neumático estando el neumático presionado por el tambor de carga con una presión predeterminada y la velocidad de giro del neumático es variada en aumento y en disminución en una primera fase; y

la parte de medición de la uniformidad a alta velocidad está configurada para medir el desequilibrio residual en un estado en el que se aplica al neumático una carga inmediatamente antes de que el neumático haga contacto con el terreno por el toque superficial del neumático al tambor de carga y la velocidad de giro del neumático es variada la otra de aumento y de disminución en una segunda fase;

la velocidad de giro del neumático se varía aumentándola y después disminuyéndola, de modo que la primera fase sigue a la segunda fase o la segunda fase sigue a la primera fase; y

en donde se obtiene un componente de primer orden de la uniformidad a alta velocidad mediante la sustracción vectorial de un desequilibrio residual de una uniformidad a alta velocidad así medida a las velocidades de giro respectivas.

Dispositivo de medición de la uniformidad de un neumático a alta velocidad

La presente invención se refiere a un dispositivo de medición de la uniformidad de un neumático a alta velocidad. En particular, la presente invención se refiere a un dispositivo de medición de la uniformidad a alta velocidad de un neumático, en el que se puede medir de forma automática y continua una uniformidad a alta velocidad de un neumático que es transportado en una línea de montaje.

La uniformidad a alta velocidad, que es una característica básica de un neumático producido se usa para la verificación de datos de coincidencia de una carrocería de un vehículo (suspensión) y de un neumático en un fabricante de neumáticos y en un fabricante de automóviles.

La uniformidad a alta velocidad la mide un dispositivo de medición de la uniformidad a alta velocidad de la siguiente manera: un neumático que ha de ser medido se monta en una llanta que se vende comercialmente, el neumático inflado con aire es colocado manualmente por un operario sobre un sensor que está sobre un eje de husillo, el neumático es presionado por un tambor de carga, y el tambor de carga es hecho girar a alta velocidad en un estado en el que se aplica una carga constante al neumático.

Sin embargo, en el dispositivo convencional de medición de la uniformidad a alta velocidad lleva tiempo montar el neumático en la llanta, inflar el neumático con aire y colocar el neumático en el dispositivo de medición con objeto de medir la uniformidad. También, lleva tiempo retirar el neumático que está colocado en el dispositivo de medición después de terminada la medición. Por otra parte, es costoso operar el dispositivo de medición debido a las operaciones, por ejemplo montar el neumático en la llanta, colocar el neumático en, y retirar el neumático del dispositivo de medición, aplicar el dispositivo de medición y recoger los datos, son realizados manualmente por el operario. Además, debido a la presión interna de los cambios del neumático cuando el neumático es hecho girar, se necesita un espacio de tiempo largo de calentamiento para que se estabilice la presión interna con el fin de comenzar la medición.

En consecuencia, en el dispositivo convencional de uniformidad a alta velocidad es muy difícil medir de forma continua y automática la uniformidad a alta velocidad de un neumático que es transportado en una línea de montaje.

Además, el factor de primer orden de la uniformidad a alta velocidad está influido por un desequilibrio residual. Por lo tanto, no sólo se mide la uniformidad a alta velocidad sino también el desequilibrio residual, y es necesario que se evalúe un dato en el que se elimina un valor medido del desequilibrio residual de un valor medido de la uniformidad a alta velocidad. Hay dos métodos de medición del desequilibrio residual. Un método es tal que el neumático, que gira a una velocidad que es igual a, o mayor que, una velocidad objetivo se hace girar inercialmente en un estado sin carga, y se realiza la medición. El otro método es tal que se mide una TFV (variación de la fuerza tangencial) de una velocidad objetivo del neumático en un estado de toque superficial (en un estado en el que se aplica una carga, que se aplica al neumático cuando el neumático hace un contacto ligero con el terreno) , y esta TFV a alta velocidad se usa como un valor sustituto del desequilibrio residual.

Por lo tanto, es necesario que, después de que sea medida la uniformidad a alta velocidad, el neumático sea hecho girar de nuevo a alta velocidad en un estado en el que el tambor de carga no aplique al neumático una carga, se mida el desequilibrio residual, y los datos de los resultados de la medición de la uniformidad a alta velocidad sean corregidos manualmente. En consecuencia, existe el problema de que se requieren tiempo y dinero.

Por otra parte, un dispositivo de medición de la uniformidad a baja velocidad tiene un mecanismo automático desmontable mediante una media llanta, y un componente de variación de la carga (una carga vertical) de la “RFV (variación de la fuerza radial) ” del neumático y se mide un componente de la variación de la fuerza lateral “LFV (variación de la fuerza lateral) ” del neumático mediante un sensor montado en un eje del tambor de carga.

Uno puede pensar que la uniformidad a alta velocidad podría ser medida automáticamente de forma continua mediante el uso del mecanismo automático desmontable por la media llanta. Sin embargo, un componente de variación de una carga delantera y trasera de la “TFV (variación de la fuerza tangencial) ” del neumático no puede ser

medido por un dispositivo de medición de la uniformidad a baja velocidad debido a que el sensor está montado en el eje del tambor de carga. También, debido a que la uniformidad a baja velocidad no está influida por el desequilibrio residual, en el dispositivo de medición de la uniformidad a baja velocidad no está dispuesto un mecanismo de medición del desequilibrio residual.

Además, cuando la uniformidad a alta velocidad es medida por el dispositivo convencional de medición de la uniformidad a alta velocidad se requiere un largo período de tiempo por el siguiente motivo. En un período de aumento de la velocidad de giro que incluye un espacio de tiempo desde cuando el neumático no es hecho girar hasta que una velocidad de giro del neumático alcanza una velocidad de giro objetivo, y no se realiza la medición en un período de descenso de la velocidad de giro que incluye un espacio de tiempo desde cuando el neumático gira a la velocidad de giro objetivo hasta que se ha detenido el giro del neumático. La medición se realiza en un estado en el que la velocidad de giro del neumático se mantiene a una velocidad de giro alta constante.

Se llama la atención también a una de las descripciones de los documentos US-A-5029467 y WO98/08070 A y EPA-0897107.

La presente invención toma en consideración los hechos antes mencionados, y un objeto de la presente invención es proporcionar un dispositivo de medición de la uniformidad a alta velocidad de un neumático, en el que se puede medir de forma automática y continua una uniformidad de un neumático transportado en una línea de montaje.

Otro objeto de la presente invención es proporcionar un dispositivo de medición de la uniformidad a alta velocidad de un neumático, en el que la uniformidad a alta velocidad puede ser medida en un corto espacio de tiempo.

Con objeto de conseguir el objeto antes mencionado, de acuerdo con la presente invención se ha proporcionado un dispositivo de medición de la uniformidad a alta velocidad como se reivindica en la reivindicación 1.

De acuerdo con la presente invención, un par de árboles de llanta están dispuestos encima y debajo de un transportador que transporta un neumático, para aprisionar el neumático entre los dos. Una media llanta está dispuesta en cada árbol de llanta. Usando las medias llantas el par de árboles de llanta aprisionan el neumático que está siendo transportado por el transportador, y liberan el neumático después de realizada la medición, y el neumático se coloca de nuevo en el transportador. Se aplica una carga al neumático que está siendo aprisionado por la media llanta, por un tambor de carga que mueve en las direcciones de aproximación y alejamiento del neumático. Además, una parte de llenado de aire y de vaciado llena de aire el neumático aprisionado entre las medias llantas (infla el neumático con aire) y vacía el aire metido en el neumático después de haber terminado la medición. Después, en la parte de medición de la uniformidad a alta velocidad se mide la uniformidad a alta velocidad en un estado en el que se aplica una carga al neumático llenado con aire y se varía la velocidad de giro del neumático.

En la invención, se ha dispuesto un mecanismo para montar y desmontar el neumático por las medias llantas. Por lo tanto, el neumático que está siendo transportado puede ser automáticamente montado y desmontado, y se puede reducir el tiempo requerido para montar y desmontar el neumático para su medición. Además, debido a que el llenado del neumático con aire comprimido y el vaciado del aire comprimido del neumático pueden ser realizados automáticamente, y se puede acortar el tiempo para realizar la medición.

Una realización preferida de la presente invención es un dispositivo de medición de la uniformidad a alta velocidad, en donde la parte de medición de la uniformidad a alta velocidad mide la uniformidad a alta velocidad en un estado en el que la carga se aplica al neumático y la velocidad de giro del neumático se varía en una primera fase, y la parte de medición de... [Seguir leyendo]

1. un dispositivo de medición de la uniformidad a alta velocidad que comprende:

un par de árboles de llanta (37, 42) , en donde un árbol de llanta puede estar dispuesto encima y otro árbol de llanta puede estar dispuesto debajo de un transportador (30) que transporta un neumático de modo que el par de árboles de llanta aprisionan entre ellos el neumático, y cada árbol de llanta del par de árboles de llanta está provisto de una media llanta (38, 40) para aprisionar el neumático, y el par de árboles de llanta aprisionan entre ellos el neumático que está siendo transportado sobre el transportador o dejan de aprisionarlo;

un tambor de carga (18) que puede moverse en las direcciones de aproximación y de separación del neumático, el tambor de carga que aplica una carga al neumático que está aprisionado entre las medias llantas, en tanto que el tambor de carga es empujado contra el neumático y gira junto con el neumático; y

una parte (54) de llenado y de vaciado de aire para llenar con aire el neumático aprisionado entre las medias llantas, y para vaciar el aire del neumático; caracterizado porque una parte que mide la uniformidad a alta velocidad que incluye un sensor (58A) de tipo de fuerza de tres componentes, un codificador (58B) , un analizador (64) de FFT y un ordenador personal (66) , cuya parte detecta y procesa las variaciones de fuerzas en las tres direcciones del eje x, el eje y el eje z del neumático y los momentos en cada eje para medir la uniformidad a alta velocidad y el desequilibrio residual dentro de un intervalo de velocidades de giro predeterminado en un estado en el que la carga se aplica al neumático que está lleno de aire y se varía la velocidad de giro del neumático;

en donde el sensor (58A) de tipo de fuerza de tres componentes está dispuesto en uno del par de árboles de llanta (37, 42) ;

la parte de medición de la uniformidad a alta velocidad está configurada para medir la uniformidad a alta velocidad en un estado en el que la carga se aplica al neumático estando el neumático presionado por el tambor de carga con una presión predeterminada y la velocidad de giro del neumático es variada en aumento y en disminución en una primera fase; y

la parte de medición de la uniformidad a alta velocidad está configurada para medir el desequilibrio residual en un estado en el que se aplica al neumático una carga inmediatamente antes de que el neumático haga contacto con el terreno por el toque superficial del neumático al tambor de carga y la velocidad de giro del neumático es variada la otra de aumento y de disminución en una segunda fase;

la velocidad de giro del neumático se varía aumentándola y después disminuyéndola, de modo que la primera fase sigue a la segunda fase o la segunda fase sigue a la primera fase; y

en donde se obtiene un componente de primer orden de la uniformidad a alta velocidad mediante la sustracción vectorial de un desequilibrio residual de una uniformidad a alta velocidad así medida a las velocidades de giro respectivas.

2. Un dispositivo de medición de la uniformidad a alta velocidad reivindicado en la reivindicación 1, caracterizado porque la parte de medición de la uniformidad a alta velocidad determina el componente de primer orden de la uniformidad a alta velocidad determinando una relación entre una velocidad de giro del neumático y el desequilibrio residual, y después, mediante la sustracción vectorial de una uniformidad a alta velocidad a una velocidad de giro predeterminada del neumático, un desequilibrio residual en la velocidad de giro predeterminada cuyo desequilibrio residual se estima sobre la base de la relación.

3. Un dispositivo de medición de la uniformidad a alta velocidad reivindicado en la reivindicación 1, caracterizado porque la parte de medición de la uniformidad a alta velocidad mide la uniformidad a alta velocidad en un estado en el que se aplica la carga al neumático y se varía la velocidad de giro del neumático, y al menos uno de los componentes de primer orden de la uniformidad a alta velocidad se determina sobre la base de la uniformidad a alta velocidad así medida.

4. Un dispositivo de medición de la uniformidad a alta velocidad reivindicado en la reivindicación 1,

en donde en la primera fase, a las respectivas velocidades de giro del neumático, las salidas procedentes del sensor (58A) de tipo de fuerza de tres componentes son sometidas a una transformación de Fourier de alta velocidad por el analizador (64) de FFT para obtener valores de la uniformidad a alta velocidad; y

en donde en la segunda fase, a las respectivas velocidades de giro del neumático, las salidas procedentes del sensor (58A) de tipo de fuerza de tres componentes son sometidas a una transformación de Fourier de alta velocidad por el analizador (64) de FFT para obtener los valores de desequilibrio residual.

5. Un dispositivo de medición de la uniformidad a alta velocidad reivindicado en la reivindicación 1 ó 4, en donde el dispositivo comprende además:

una celda de carga (58C) configurada para medir una carga que actúa sobre el neumático desde el tambor de carga;

en donde la carga y la carga aplicada inmediatamente antes de que el neumático haga contacto con el terreno son controladas por la salida de la celda de carga.

6. Un dispositivo de medición de la uniformidad a alta velocidad reivindicado en la reivindicación o la reivindicación 5, cuando depende de la reivindicación 4, en donde una fase y una amplitud del desequilibrio residual son sometidas a una transformación de Fourier de alta velocidad por el analizador (64) de FFT para obtener los valores del desequilibrio residual.