CN101104375B - 用于将车轮轮缘安装到车间机械上的主轴 - Google Patents

Abstract

一种用于将车轮轮缘固定到车间机械尤其是轮胎更换机等上的主轴，包括：框架，可以绕一工作轴线旋转地连接到车间机械上；至少三个车轮轮缘抓取接头，连接到该框架，并可相对于该工作轴线沿各自的接近和远离移动方向而移动，至少一个流体驱动的驱动缸，连接到一个所述抓取接头并用于沿相应的接近和远离移动方向移动该接头；至少三个齿条，每个齿条连接到一个抓取接头，并沿大致平行于该相应的接近和远离移动方向的方向延伸；以及，一齿轮，与所述齿条相啮合。

Description

用于将车轮轮缘安装到车间机械上的主轴

技术领域

本发明涉及一种用于将车辆轮缘安装到车间机械上的主轴(spindle)，尤其是涉及一种用于将车辆轮缘安装到轮胎更换机等上的主轴。

背景技术

众所周知，所谓轮胎更换机(tyre-changing machines)的用途是，例如为了进行保养工作或更换轮缘和/或轮胎本身，将轮胎安装到相应的车轮轮缘或者从相应的车轮轮缘上移除。

这种轮胎更换机通常包括一基座结构和至少一个工具臂，其中，该基座结构支撑用于抓取和旋转轮缘的主轴，该工具臂具有一个或多个适于进行从轮缘上移除轮胎和/或将轮胎安装到轮缘上的工具。

目前存在各种已知类型的主轴。

第一种类型的主轴包括轮缘连接板，其安装在轮胎更换机的基座结构上使其可绕一中心工作轴线旋转，并且设有四个轮缘抓取接头。

这些接头可从轮缘连接板的中心向轮缘连接板的外部移动，反之亦然，从而在闭合状态和打开状态之间移动，该闭合状态对应于接头位于连接板中心的位置，该打开状态对应于接头位于连接板外围的位置。

接头由设置在连接板中心的可转动的齿轮驱动，该可转动的齿轮与四个纵向移动的齿条相啮合。

齿条的外端部与抓取接头相连，并且在转动体被一独立的齿轮马达驱动旋转时推动这些抓取接头。

一旦轮缘被固定到连接板上，其可绕该中心工作轴线旋转。

这种已知类型的主轴具有许多缺点，包括，在齿轮马达出现故障或着齿条或齿轮破损时，抓取接头的锁紧力会突然消失，带来高速旋转的车轮从连接板上脱落以及危及设备的完整性和机器附近的人的安全的风险。

在第二种类型的用于轮胎更换机的主轴中，抓取接头通过一对汽缸使其打开和闭合。

活塞杆或汽缸套连接到连接板，而对应的汽缸套或活塞杆连接到两个不同的抓取接头上。然而也已知不同的主轴，其中汽缸不是连接到连接板，而是设置在两个位置上彼此相对的抓取接头之间。

汽缸沿平行于两个抓取接头打开和闭合的方向设置，汽缸连接到该抓取接头并直接控制其打开和闭合。

另一方面，其余的抓取接头通过特别的传动连杆系统(kinematic leversystem)推动而进行移动，该传动连杆系统连接到汽缸的汽缸套或活塞杆，并且将汽缸自身的运动转换成接头的打开和闭合运动。

这种已知类型的主轴也有很多缺点。

应当清楚这样的事实，上述传动连杆系统通常结构比较复杂，并且其传递到与之相连接的抓取接头上的推力在主轴打开和闭合过程中不是恒定的，实际上，该推力随着接头位置的变化而变化。

因此，不利的是，是否可以成功地将车轮固定到连接板上或多或少取决于轮缘的尺寸。

对这种类型的主轴，还应当考虑之前考虑过的关于在出现故障的情况下机械操作人员需要承受的风险和危险。实际上，两个汽缸中的一个出现故障就已经能够妨碍机器的可操作性和正确操作。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种用于将车轮轮缘安装到车间机械尤其是轮胎更换机等的主轴，该主轴实用、有效，并能够在最大限度地保持设备的完整性和机械周围人员的安全的前提下进行工作。

本发明的另一个目的在于提供一构造简单、结构上坚固且成本相对低的主轴。

上述目的全部通过这种用于将车轮轮缘安装到车间机械尤其是轮胎更换机等的主轴而实现，该主轴包括：至少一个框架，围绕一工作轴线可旋转地连接到车间机械上；以及，至少三个车轮轮缘抓取接头，连接到该框架上并可相对于该工作轴线沿各自的接近和远离移动方向移动，该主轴的特征是包括至少一个由流体驱动的驱动缸，连接到至少一个所述抓取接头上，用于沿相应的接近和远离方向移动该抓取接头；至少三个齿条，一个齿条连接到一个抓取接头上，并大致平行于所述接近和远离移动方向中的一个而延伸；以及，至少一个齿轮，与所述齿条相啮合。

附图说明

本发明的更多的特性和优点将通过对用于将车轮轮缘安装到车间机械尤其是轮胎更换机等的主轴的优选而非唯一的实施例的具体描述而变得更为明显，附图通过非限定性的例子示出了该实施例，其中：

图1为安装有本发明的主轴的轮胎更换机的立体示意图；

图2为本发明的主轴的俯视图；

图3为本发明的主轴的一部分的平面图，详细示出了抓取接头处于闭合状态时的同步装置；

图4为图3中那部分的平面图，详细示出了抓取接头处于打开状态时的本发明主轴的同步装置；

图5为本发明的主轴另一部分的平面图，详细示出了驱动缸和用于调节行程的相关装置；

图6为本发明的主轴在抓取接头处于闭合状态时的侧视图；

图7为本发明的主轴在抓取接头处于打开状态时的侧视图。

具体实施方式

详细参考上述附图，用于将车轮轮缘安装到车间机械尤其是轮胎更换机等的主轴被从整体上标记为1。

在图1所示的本发明的特定应用中，车间机械由用于将轮胎安装到车轮轮缘或从车轮轮缘上移除的轮胎更换机M构成，但是显然可以将主轴1安装到任何车间机械上，类似地，该车间机械需要固定轮缘以对车轮进行特定的操作。

主轴1包括一框架2，该框架2可以连接到轮胎更换机M上，从而在齿轮马达3的驱动下围绕工作轴线A旋转。

在图1所示的本发明的具体实施例中，工作轴线A是垂直的，但并不局限于此，也可以有其他的方案，如主轴1被安装为可绕一水平轴或其他的倾斜轴旋转。

在框架2上，安装有四个用于抓紧轮缘的抓取接头4，该四个抓取接头沿各自的相对于工作轴线A沿径向的接近和远离移动方向而移动，彼此两两正交。

每个抓取接头4均连接到一个对应的由流体驱动(气压、液压等)的驱动缸5，该驱动缸具有连接到框架2的固定端6和连接到对应的抓取接头4的推拉移动端7。

优选地，框架2由垂直于工作轴线A的板8构成，该板8整体连接到齿轮马达3的输出轴9，并具有一上表面，抓取接头4从该上表面突出。

具体地，在板8上，设置有四个用于抓取接头4的滑动的纵向槽10，限定了相对于工作轴线A的接近和远离移动方向。

板8还具有一下表面，该下表面的中心部分连接到用于支撑驱动缸5的支撑支座11。

驱动缸5沿平行于抓取接头4的接近和远离移动方向的轴线设置，且相对于工作轴线A有一偏移。

驱动缸5的固定端6由缸套的底部构成，其中，该缸套连接到支座11上。

另一方面，移动端7包括用于将驱动缸5的活塞杆12连接到抓取接头4上的连接支架；这些支架被设置为穿过纵向槽10。

有用的是，主轴1具有用于同步抓取接头4的移动的同步装置13。

这种同步装置包括四个齿条14，每个齿条14连接到一个支架71上，并沿大致平行于相对于工作轴线A的一个接近合远离移动方向而延伸。

齿轮15与齿条14相啮合，该齿轮15可绕与工作轴线A共轴的轴线空转；具体地，齿轮15由一外齿环形构件构成，该外齿环形构件可自由滑动地安装在板8下面的齿轮马达3的输出轴9上。

齿条14设置为两两相互平行，并且相对于齿轮15沿径向相对。

具体地，两个齿条14与齿轮15的上部啮合，且设置在另外两个齿条14的上方，另一方面，所述另外两个齿条14与齿轮15的下部啮合。

优选地，主轴1具有用于调节驱动缸15的活塞杆12的行程的调节装置16，为了直观，该调节装置16仅在图5中详细示出。

调节装置16包括多个杆，每个杆作用于一个抓取接头4，该杆具有至少一个对照元件(contrast element)17，用于对照接头自身的滑动。

具体地，杆16在框架2中心的支座11处相互连接，并可以和彼此一起以整体的方式在工作位置和闲置位置(idle position)之间转动。其中，在该工作位置，对照元件17被设置在支架71的运动轨迹上；在该闲置位置，对照元件17被设置为基本上远离该轨迹上。

在图5所示的本发明的具体实施例中，调节装置16处于闲置位置，不涉及改变驱动缸5的行程；从而抓取接头4的行程对应于驱动缸自身的长度。

这种调节装置还包括在每个杆16的自由端上只设置一个的对照元件17。

一旦处于工作位置，对照元件17就在抓取接头4的打开状态下对支架71起到挡块的作用。因此，从闭合状态开始计算的驱动缸5的活动行程由杆16的长度和对照元件17与支座11之间的距离而决定。

此外，在本发明的其它可选实施例中，杆16具有多个设置在距离板8的中心不同距离的位置上的对照元件17，用于在不同的打开状态对抓取接头4进行限位。

在中部，杆16具有一抓取把手18，用于在工作位置和闲置位置之间手动移动这些杆。

事实上已经可以看出所描述的发明如何实现前面预定的目的。

在这点上，应当强调，本发明能够在保证最大程度上的安全性和功能性的条件下进行工作，即使在一两个驱动缸出现故障的情况下亦然。

实际上，在这种情况下，余下的驱动缸的运转使得可以控制所有抓取接头的打开和闭合，并通过齿轮齿条对将移动从一个传递到另一个。

可以很容易地对本发明进行多种改进和变形，所有的这些改进和变形都包含在本发明构思的范围内。

此外，所有的零件都可以由技术上等同的其它元件替代。

实际上，所使用的材料以及所附的形状和尺寸可以根据需要而任意确定，不能为此而将其排除在所附权利要求的保护范围之外。

Claims (25)

1.一种主轴(1)，用于将车轮轮缘固定到车间机械(M)上，包括：

至少一个框架(2)，可绕一工作轴线(A)旋转地连接到车间机械(M)上；以及，

至少三个轮缘抓取接头(4)，连接到该框架(2)并可相对于该工作轴线(A)沿各自的接近和远离移动方向移动，

其特征在于，该主轴还包括：

至少三个流体驱动的驱动缸(5)，每个驱动缸连接到所述抓取接头(4)中对应的一个，并用于将抓取接头沿各自的接近和远离移动方向移动；以及

同步装置(13)，用于同步所述抓取接头(4)的移动，

其中所述同步装置(13)包括至少三个齿条(14)，每个齿条连接到所述至少三个抓取接头(4)中对应的一个，并大致平行于各自的接近和远离移动方向而延伸；以及

至少一个空转齿轮(15)，与所述至少三个齿条(14)相啮合。

2.根据权利要求1所述的主轴(1)，其特征在于，所述驱动缸(5)中的每个具有一连接到所述框架(2)的固定端(6)和一连接到所述抓取接头(4)中对应的一个的推拉移动端(7)。

3.根据权利要求1或2所述的主轴，其特征在于，所述齿条(14)的所述接近和远离移动方向相对于该工作轴线(A)大致为沿径向的。

4.根据权利要求1所述的主轴，其特征在于，所述框架(2)包括至少一个大致垂直于该工作轴线(A)的板(8)。

5.根据权利要求4所述的主轴，其特征在于，所述板(8)具有一表面，所述抓取接头(4)从该表面突出，以及一相对面，所述驱动缸(5)连接到该相对面。

6.根据权利要求4所述的主轴，其特征在于，所述板(8)包括多个用于所述抓取接头(4)的滑动的纵向槽(10)。

7.根据权利要求4所述的主轴，其特征在于，所述框架(2)包括一支撑支座(11)，用于支撑连接到所述板(8)的驱动缸(5)。

8.根据权利要求1所述的主轴，其特征在于，所述驱动缸(5)沿大致平行于所述齿条(14)的所述接近和远离移动方向的轴线而设置。

9.根据权利要求1所述的主轴，其特征在于，所述驱动缸(5)沿大致偏离于所述工作轴线(A)的轴线而设置。

10.根据权利要求2所述的主轴，其特征在于，驱动缸(5)的固定端(6)包括所述驱动缸(5)的缸套的一部分。

11.根据权利要求2所述的主轴，其特征在于，驱动缸(5)的移动端包括一用于将所述驱动缸(5)的活塞杆(12)连接到所述抓取接头(4)的连接支架(7)。

12.根据权利要求11所述的主轴，其特征在于，所述框架(2)包括至少一个大致垂直于所述工作轴线(A)的板(8)，其中所述板(8)包括多个用于所述抓取接头(4)的滑动的纵向槽(10)，所述连接支架(7)穿过所述纵向槽(10)而设置。

13.根据权利要求1所述的主轴，其特征在于，所述齿轮(15)可绕大致平行于所述工作轴线(A)的轴线旋转。

14.根据权利要求1所述的主轴，其特征在于，所述齿轮(15)与该工作轴线(A)基本同轴。

15.根据权利要求1所述的主轴，其特征在于，至少两个所述齿条(14)平行设置，且相对于所述齿轮(15)沿径向相对。

16.根据权利要求1所述的主轴，其特征在于，至少两个所述齿条(14)设置成一个齿条在另一个齿条之上。

17.根据权利要求1所述的主轴，其特征在于，包括调节装置(16)，用于调节驱动缸(5)的活塞杆(12)中至少一个的行程。

18.根据权利要求17所述的主轴，其特征在于，所述调节装置包括至少一个杆(16)，该杆连接到所述框架(2)的中间部分并具有至少一个用于对照至少一个所述抓取接头(4)的滑动的对照元件(17)。

19.根据权利要求11所述的主轴，其特征在于，该主轴包括调节装置(16)，用于调节驱动缸(5)的活塞杆(12)中至少一个的行程，其中所述调节装置包括至少一个杆(16)，该杆连接到所述框架(2)的中间部分并具有至少一个用于对照至少一个所述抓取接头(4)的滑动的对照元件(17)，所述杆(16)连接到所述框架(2)，并可在一工作位置和一闲置位置之间转动，其中，在该工作位置，所述对照元件(17)位于至少一个所述支架(7)的移动轨迹上，在该闲置位置，所述对照元件(17)基本远离该移动轨迹。

20.根据权利要求18或19所述的主轴，其特征在于，所述杆(16)包括一抓取把手。

21.根据权利要求18所述的主轴，其特征在于，所述杆(16)包括多个所述对照元件(17)。

22.根据权利要求18所述的主轴，其特征在于，所述调节装置包括多个杆(16)，每个杆对应于一个所述抓取接头(4)。

23.根据权利要求19所述的主轴，其特征在于，所述调节装置的杆(16)相互连接，并以整体的方式在所述工作位置和所述闲置位置之间移动。

24.根据权利要求1所述的主轴，其特征在于，所述主轴包括四个所述抓取接头(4)，两两相互正交，且沿所述接近和远离移动方向而移动。

25.根据权利要求1所述的主轴，其特征在于，所述主轴包括四个所述齿条，两两沿相互正交的方向设置。

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