CN101939178B - 模块化轮胎充气装置 - Google Patents

Abstract

一种用于给安装在轮缘上的轮胎充气的轮胎充气装置，其包括：安装在头位置气缸(42)的可动充气轴(64)上的充气头(40)和安装在框架构件(62)上的辅助气缸(44)，其中框架构件(62)和辅助气缸(44)定位在充气位置(34)的上方。辅助气缸(44)包括通过可动的横向构件(71)与充气轴(64)可操作地连接的可动辅助轴(68)，由此头位置气缸(42)和辅助气缸(44)相配合地操作成选择性地定位充气头(40)。充气头(40)可通过辅助轴(68)的竖直向上延伸而定位在缩回位置(48)，以及通过辅助轴(68)的竖直向下缩回而定位在轮胎啮合位置(50)。充气轴(64)中的流体通道(52)可将压缩空气输送到充气头(40)的轮胎充气腔(54)中，以便当充气头(40)抵靠轮胎密封时给轮胎充气。

Description

模块化轮胎充气装置

相关申请的交叉引用

本申请要求Hocnke于2007年12月10日提交的、序列号为No.61/012,599、标题为“模块化的轮胎充气装置”的美国临时申请的优先权，在此通过引用将该申请全文并入本文中。

发明背景和技术领域

本发明涉及一种用于给装配到车轮上的轮胎充气的装置和方法。

轮胎充气装置可用于轮胎和轮缘的批量装配，以相对于通过轮胎阀的充气加快轮胎充气。传统的轮胎充气装置包括相对轮胎车轮组件移动以便在轮胎充气过程中接触和保持轮胎侧壁在从轮缘偏斜的一个方向的部分。轮胎充气装置的可动部分通常在由向下延伸的导向杆或类似物导向时沿垂直方向移动，所述导向杆在可动部分和与轮胎轮缘组件邻接的静止部分之间。大量的压缩空气从轮胎车轮组件的一侧或另一侧输送到组件。也就是说，可以通过与轮胎充气装置的可动部分接触的一侧输送压缩空气，或者从与轮胎充气装置的可动部分相对的底部区域输送压缩空气。轮胎充气装置可包括用于调节机器以给不同尺寸的轮胎车轮组合充气的机构。可将风箱或气缸用于这类装置以驱动调节机器的机构。

然而，这种系统的问题在于，由于可动部分可能发生粘合，因此碎屑如轮胎碎屑、不良润滑或校准误差会导致可动部分倾斜或者在导向杆上发生位移。这样，轮胎充气装置的定时操作可能会被中断和/或导致损坏导向杆、可动部分，和/或轮胎车轮组件。此外，碎屑对系统产生的问题还有，由于碎屑堵塞充气阀和密封件，从轮胎车轮组件下方充气。风箱的使用增大了轮胎充气装置的总移动质量和高度要求，还可能需要增大可动部分的移动距离。因此，高度和移动质量的增大会增大循环时间和充气装置的功率要求。

发明内容

根据本发明的轮胎充气装置可定位头位置气缸(head positioncylinder)和辅助气缸，用于赋予和导向充气头上方的以及待充气的轮胎车轮组件上方的充气头的运动。压缩空气通过在头位置气缸的轴中形成的流体通道输送到充气头。充气头包括内部钟形组件和外部钟形组件，其中外部钟形组件可与内部钟形组件选择性地连接和分离。当与内部钟形组件分离时，外部钟形组件被保持或储藏，使得内部钟形组件能够独立地移动。充气头的定位可用位置传感器和比例位置控制如比例方向控制阀进行控制，所述位置传感器和比例位置控制与控制系统构成一个整体，以便监控充气头的位置，和控制到达头位置气缸和/或辅助气缸以引导充气头的移动和位置的液压流体和/或压缩空气的流动。

根据本发明的一个方面，用于给安装在轮缘上的轮胎充气的轮胎充气装置包括处于轮胎轮缘组件充气位置上方的框架构件，在所述位置可容纳安装在轮缘上的轮胎，从而给轮胎和在缩回位置和轮胎啮合位置之间可移动的充气头充气，该充气头限定了轮胎充气腔并适于在抵靠轮胎定位于轮胎啮合位置时与轮胎形成密封，其中当充气头在轮胎啮合位置密封轮胎时可将压缩空气输送到充气腔给轮胎充气。充气装置还包括具有固定的头位置气缸底座和可动的充气轴的头位置气缸。充气头安装在充气轴上，由此充气轴的移动可选择地将充气头定位在缩回位置和轮胎啮合位置之间。充气装置还包括安装在处于充气位置上方的框架构件上的第一辅助气缸，所述第一辅助气缸具有固定的第一辅助气缸底座和可动的第一辅助轴。所述第一辅助轴通过可动的横向构件与充气轴操作性地连接，且头位置气缸和第一辅助气缸相配合地操作成选择性地定位充气头，所述充气头可通过第一辅助轴从第一辅助气缸底座竖直向上伸出而定位在缩回位置，以及通过第一辅助轴从第一辅助气缸底座竖直向下缩回而定位在轮胎啮合位置。

流体通道至少部分地延伸穿过充气轴，该流体通道在充气腔中形成一个出口，用于将压缩空气通过流体通道输送到充气腔。在一个实施例中，横向构件定位在框架构件上方且在竖直方向可动，第一辅助气缸底座构件和头位置气缸底座安装在框架构件上。此外在一个实施例中，充气轴包括可从头位置气缸底座向下竖直延伸和缩回的下部以及可从头位置气缸底座向上竖直延伸和缩回的上部，且充气轴的上部与可动的横向构件连接。第一辅助气缸可以是液压的或气动的气缸。

根据本发明的另一方面，用于给安装在轮缘上的轮胎充气的轮胎充气装置包括处于轮胎轮缘组件充气位置上方的框架构件，在所述位置可容纳安装在轮缘上的轮胎从而给轮胎充气；至少一个安装在框架构件上的保持器；和在缩回位置和轮胎啮合位置之间可移动的充气头，该充气头限定了轮胎充气腔并适于在抵靠轮胎定位于轮胎啮合位置时与轮胎形成密封。充气装置还包括具有固定的头位置气缸底座和可动的充气轴的头位置气缸，所述充气头安装在充气轴上，由此充气轴的移动可选择地将充气头定位在缩回位置和轮胎啮合位置之间。所述充气轴具有至少部分地延伸穿过充气轴的流体通道，该流体通道在充气腔中形成一个出口，使得当充气头在轮胎啮合位置密封轮胎时压缩气体可通过流体通道输送到充气腔，以便给轮胎充气。充气头包括内部钟形组件和外部钟形组件，其中外部钟形组件可与内部钟形组件选择性地连接，同时当外部钟形组件啮合内部钟形组件且抵靠轮胎定位在轮胎啮合位置时外部钟形组件与轮胎形成密封。外部钟形组件与内部钟形组件可选择地分离，同时当外部钟形组件与内部钟形组件分离时至少一个保持器适于将外部钟形组件保持在缩回位置。内部钟形组件在外部钟形组件与其分离时不受外部钟形组件影响地可选择地移动，同时当内部钟形组件与外部钟形组件分离且内部钟形组件抵靠轮胎定位时内部钟形组件与轮胎形成密封。

在一个实施例中，内部钟形组件包括多个锁定销，外部钟形组件包括具有多个锁定孔的可动的外部钟形锁定板，所述锁定孔用于选择性地容纳锁定销。可以移动外部钟形锁定板，以选择性地使外部钟形组件啮合内部钟形组件，以及使外部钟形组件与内部钟形组件分离。外部钟形组件包括锁定板致动器，其适于使外部钟形锁定板相对内部钟形组件转动，以使锁定销啮合锁定孔以及使锁定销和锁定孔分离。外部钟形组件包括具有至少一个保持器的至少一个突出部，所述保持器具有适于在和内部钟形组件分离时啮合突出部以将外部钟形组件保持在缩回位置的夹具。所述夹具由保持气缸致动。

根据本发明的另一方面，用于给安装在轮缘上的轮胎充气的轮胎充气装置包括处于轮胎轮缘组件充气位置上方的框架构件，在所述位置可容纳安装在轮缘上的轮胎从而给轮胎充气；和在缩回位置和轮胎啮合位置之间可移动的充气头，该充气头限定了轮胎充气腔并适于在抵靠轮胎定位时与轮胎形成密封。充气装置还包括控制器、检位规、位置控制阀和头位置气缸。所述头位置气缸包括固定的头位置气缸底座和可动的充气轴，充气头安装在所述充气轴上，由此移动充气轴可选择地将充气头定位在缩回位置和轮胎啮合位置之间。检位规操作性地检测充气头的位置，控制器与检位规操作性地连接，使得控制器可接收充气头的位置信息。位置控制阀与控制器操作性地连接，并适于控制充气头的移动，所述控制器适于操作位置控制阀，以响应于从检位规接收的充气头的位置信息引导充气头的移动。

在一个实施例中，轮胎充气装置还包括压力传感器，其操作成监控轮胎充气腔的压力并将指示压力的输入信号发送给控制器，其中控制器适于响应于输入信号操作充气装置。此外在一个实施例中，头位置气缸包括液压气缸，充气轴包括在头位置气缸底座中的活塞，其中位置控制阀包括液压比例流动控制阀，其适于从活塞的两侧供给和去除液压流体。控制器还可以接收具有指示待充气的轮胎车轮组件的信息的数据输入信号，并且操作成响应于所述数据输入信号控制充气装置的操作。

因此，提供了一种充气装置，其可以通过头位置气缸的轴便利地输送压缩的轮胎充气流体如压缩空气，由此简化了压缩气体向充气轮胎的输送。向上延伸的辅助气缸可以用于帮助将装置的充气头定位在缩回位置和伸出位置之间，使得辅助气缸的轴在轮胎车轮组件充气位置之外被操作，从而避免了污染。充气装置还包括安装在充气头上方以及与辅助气缸和/或头位置气缸邻近的导向系统，用于导向充气头向上和远离充气装置的碎屑产生区的移动。与闭环控制系统一体的位置传感器、压力传感器和比例位置控制阀可以结合到监控器上，控制充气装置的充气头的位置。充气装置还能够给不同尺寸的车轮轮胎组合便利地充气，而占用设备的时间不会变化。

当结合附图阅读下面的说明时本发明的这些以及其他目标、优点、目的和特征将变得明显。

附图说明

图1是根据本发明的轮胎充气装置的透视图；

图2是图1的轮胎充气装置的侧视图；

图3是示出了处于缩回位置的充气头的图1的轮胎充气装置的上部的侧视图；

图3A是图3的轮胎充气装置部分的顶部平面图；

图4是图3的轮胎充气装置的前视图；

图5是沿图4的A-A线的剖视图；

图6是示出了处于轮胎啮合位置的充气头的图1的轮胎充气装置的上部的侧面剖视图；

图6A是示出了内部钟形组件处于轮胎啮合位置以及外部钟形组件被分离的图6的轮胎充气装置的侧面剖视图；

图7是图5的充气头的放大剖视图；

图8是示出为从缩回位置伸出的图1的轮胎充气装置的充气头向上看的透视图；

图9是示出为处于缩回位置的图1的轮胎充气装置的外部钟形组件和示出为从缩回位置伸出的充气头的内部钟形组件部分向上看的透视图；

图10是示出了图8的充气头向下看的透视图，固定在一起的内部钟形组件和外部钟形部件的；

图11是图1的轮胎充气装置的充气头向下看的局部透视图，其示出了未锁定以便分离的内部钟形组件和外部钟形组件；

图12是示出了外部钟形组件处于缩回位置使得内部钟形组件能够与外部钟形组件无关地移动的图1的轮胎充气装置的充气头的侧面透视图；

图13是处于缩回位置的图12的一部分外部钟形组件的特写透视图；

图14是示出了在外部钟形组件的可拆卸环形密封下面的可动支撑臂的图1的轮胎充气装置的侧面透视图；

图15是图1的轮胎充气装置的轮胎轮缘定位装置的透视图；

图16是和图1的轮胎充气装置一起使用的根据本发明的可选的液压控制系统的示意性表示；以及

图17是和轮胎充气装置一起使用的根据本发明的可选的液压控制系统的示意性表示。

具体实施方式

现在将参考附图描述本发明，其中在下面的描述中有编号的元件相应于图中相同的有编号元件。图1和2示出了轮胎充气装置30，其包括具有车轮轮胎组件输入位置34的底座32、车轮定心装置36、轮胎定心装置38，以及安装在充气头定位气缸或充气头气缸或头位置气缸或充气气缸42上的充气头40。在示出的实施例中，充气装置30还包括一对设置在充气气缸42两侧的辅助气缸44、46。充气头40用于给安装在车轮或轮缘上的轮胎充气，例如图6的轮胎轮缘组件45以及图6A的轮胎轮缘组件47。通过充气气缸42和辅助气缸44、46可使充气头40在缩回或存储位置48(图5)和轮胎啮合位置50(图6)之间移动，以及保持在缩回或存储位置48和轮胎啮合位置50。

在组件输入位置34上方的方向定位充气气缸42和辅助气缸44、46可通过下述方式有助于充气装置30的适当操作：将充气气缸42和辅助气缸44、46远离与轮胎车轮组件输入位置34相联的碎屑产生区安装，以避免或抑制组件污染物或碎屑损害充气气缸42和辅助气缸44、46或使其粘合。此外，如下面所描述的，充气气缸42包括使压缩空气至少部分穿过充气气缸42进行输送且进入充气头40的充气腔54(图5)的流体通道52(图5)，所述充气头用于给轮胎车轮组件45和47的轮胎充气。

如下文进一步附加描述地，充气头40包括外部钟形组件56和内部钟形组件58以使得能够使用充气装置30给不同尺寸的轮胎车轮组件45、47充气。外部钟形组件56可以分离并保持成使得内部钟形组件58能够在缩回位置48和轮胎啮合位置50之间不受外部钟形组件56影响地移动。外部钟形组件56还包括可拆卸的环形密封构件60(图3-7)，其可以用不同尺寸的环形密封构件替换，以便进一步使得能够使用充气装置30给不同尺寸的车轮轮胎组件充气。

现在参考图3-7，充气气缸42和辅助气缸44、46安装在固定的框架构件62上，在示出的实施例中，所述框架构件连接到底座32并构成底座的一部分。充气气缸42包括可动气缸构件，在示出的实施例中该气缸构件是在固定的气缸构件66内可动操作的充气轴64，所述固定的气缸构件安装在固定框架构件62上。每个辅助气缸44、46包括可动的气缸构件，在示出的实施例中可动的气缸构件是与可动的横向构件71相连的辅助轴68、70。该辅助轴68、70在安装于固定的框架构件62上的固定气缸构件72、74内操作。图5和6示出了充气轴64的一端75固定在可动的横向构件71上，充气头40安装在充气轴64的另一端76。移动充气轴64和辅助轴68、70可将充气头40定位在缩回位置48(图5)和伸出的或轮胎啮合位置50(图6)之间。

图3A和4公开了防转的塔或支柱或导向系统77的结构，其包括位于固定框架构件62上的支架78，该支架78具有导轨80，横向构件71的导向构件82适于在所述导轨上移动，以便引导横向构件71移动并防止横向构件71绕充气轴64的纵轴转动。示出的实施例中公开了单个导向系统77，然而，也可以采用附加的导向系统，或者在不包括这种支架的情况下构造充气装置。此外，举例来说，可选的导向系统可以构造为具有可伸出且可缩回的轴的气缸。

如图3和5所示，位置传感器84安装在邻近辅助气缸44的支架78上，用于监控充气轴64的行程，由此，监控充气头40的位置。位置传感器84利用与可动的横向构件71相连的磁铁86，使得位置传感器84能够在磁铁86沿着位置传感器84或在其附近移动时将位置信息提供给控制系统88(图16)。正如在下文更加详细描述地，由此控制系统88能够准确地监控和引导充气头40的伸出和缩回。

横向构件71在固定框架构件62上方移动，辅助轴68、70竖直向上伸出以便将充气头40布置在缩回位置48，辅助轴68、70缩回到固定框架构件72、74中以将充气头40布置在轮胎啮合位置50。也就是说，气缸44、46向上伸出可将充气头40定位在缩回位置48，辅助气缸44、46缩回可将充气头40定位在轮胎啮合位置50。将双作用的充气轴64和辅助轴68、70与固定框架构件62之上的横向构件71连接以及充气轴64的相对直径可使辅助轴68、70伸出和缩回，而不需要布置或定位在车轮轮胎组件附近的导向杆或类似结构，通过将辅助轴68、70定位在车轮轮胎组件输入位置34的上方可抑制对其的污染。

辅助气缸44、46是例如由Parker Hannifin公司提供的液压气缸。充气气缸42是双杆液压气缸，其中液压流体可以在活塞90(图5和6)的任一侧上操作。在示出的实施例中，辅助气缸44、46是直径为大约2.0英寸的气缸，充气气缸42是直径为大约10.0英寸的气缸。充气气缸42的尺寸使得充气轴64能够在充气过程中抵抗边缘负荷，而不需要具有下部导杆或向下依靠框架构件62的系统的装置30。辅助轴68、70与可动横向构件71的连接使得辅助气缸44、46能够用于移动充气轴64，从而移动充气头40。通过这种方式，如果由于气缸尺寸的相对差而使用充气气缸42上下地移动充气头40，则可以使用少量的压缩液压流体来移动或根据需要再定位充气头40。然后可以使用更大直径的充气气缸42将充气头40保持在特定的位置。例如，当布置在抵靠轮胎的轮胎啮合位置50时，在轮胎充气过程中向充气轴64施加大的向上力。更大直径的充气气缸42能够以可接受的液压压力抵抗该向上力。应该理解，由于充气头40的横截面积较大，因此轮胎中相对小的充气压力可产生大的向上力。这样，由于充气气缸42的横截面积较小，因此随后将充气头40保持在特定位置所需的液压流体压力将更高。举例来说，充气头42中的压力比轮胎充气压力高10至40倍。下面将更加详细地描述充气气缸42和辅助气缸44、46的操作和配合。

然而，可选地，轮胎充气装置可以使用更多的、更少的、不同尺寸的、可选地布置的气缸或者没有辅助气缸。例如，如图17示意性示出地和如下面论述地，可选的辅助气缸可以构造成气动气缸。通常气动气缸的成本比液压气缸低，并且也可以减少轮胎充气装置所需要的液压流体，包括减小液压流体电源泵送液压流体所需的功率。此外，可选的轮胎充气装置可以构造成不需要辅助气缸，其中充气气缸同时用于移动和保持充气头。此外，可以根据在此所施加的向上的充气力基于待充气的轮胎尺寸使用具有更大或更小直径的充气轴。

现在参考图7，示出的充气头40包括前面提到的内部钟形组件58和外部钟形组件56，还包括充气腔54。内部钟形组件58安装在充气轴64上，所述充气轴64包括在充气腔54中形成出口94的流体通道52。压缩气体如压缩空气、氮气等等可以通过与可动横向构件71上的凸缘96相连的管线或软管(未示出)供给，所述横向构件通向流体通道52(图5和6)。这样，通过流体通道52输送到充气腔54内的压缩气体可以用于给安装在车轮上的轮胎充气。

如图5-7所示，细长的中空管93可设置在充气轴64的流体通道52内并与充气轴64相连，以便与其同时移动。中空管93具有有角度的下端部95，所述下端部从轴64的出口94伸出并远离，如图6和7所示，中空管还具有与压力传感器或压力传递装置99连接的上端部97，由此中空管93和传递装置99形成压力检测发送组件。尽管未示出，但是上端部97可以通过管件弯头(未示出)穿过垫块(未示出)，同时用于容纳空气供给软管的凸缘96安装在垫块上，使得垫块夹在凸缘如图1-3的凸缘96和横向构件71之间。中空管93使腔54的充气或空气压力可由压力传递装置99进行测量，同时使通过通道52的高速空气充填速率的影响最小化。由压力传递装置99监控的充气压力信息可用于控制充气装置30的设置或操作。例如，充气压力信息可以从压力传递装置99发送给控制系统，如下面结合图16和17描述的控制系统88或188，这种信息可用于控制装置30的操作。

在示出的实施例中，流体通道52延伸充气轴64的轴向长度，其中压缩气体可被输送到一个端部75并从相对端部76进入腔54。然而，可选的充气轴可以具有一流体通道，所述流体通道仅延伸该充气轴的一部分。例如，流体通道可以配置成盲孔或插在一个端部的孔，其中压缩气体可由例如通过配件固定在充气轴外表面的软管、管子等等进行供给。此外，一个可选的充气轴包括超过一个流体通道，其中附加的一个或多个通道例如可用于提供控制空气给内部钟形组件内的其他装置，提供充气，或相反。充气轴也可以具有附加的多个通道，例如用于允许配线进入内部钟形组件与其他装置一起使用，所述其他装置例如是压力监控器、距离或对象传感器等等。

如前面所描述地，充气头40包括外部钟形组件56和内部钟形组件58。图1-8公开了与内部钟形组件58相连的外部钟形组件56。在该布置中，外部钟形组件56和内部钟形组件58一起上下移动。正如从图7所理解地，内部钟形组件58套在外部钟形组件56中，使得当外部钟形组件56定位在轮胎啮合位置50时与轮胎接触。这样，与图6A示出的邻近较小轮胎车轮组件47的内部钟形组件58相比，可以在对更大轮胎和/或车轮如图6的轮胎车轮组件45进行充气的过程中使用外部钟形组件56。

外部钟形组件56包括外部钟形顶板98、与顶板相连的外部钟形壳体100以及通过夹具104与壳体100可拆卸连接的环形密封构件60。外部钟形锁定构件或锁定板106与顶板98可动地连接，并保持和夹持在顶板98和保持构件或保持环107之间，其中保持环107固定在顶板98上。锁定板106用于使外部钟形组件56和内部钟形组件58相啮合和分离。

环形密封构件60包括下周向密封边缘108，当充气头40定位在轮胎啮合位置给安装在车轮上的轮胎充气时，下周向密封边缘108啮合并密封轮胎侧壁的。环形密封构件60还包括密封槽110，其内可安装一密封如O形环密封(未示出)，用于提供环形密封构件60和壳体100的连接面112之间的密封。环形密封构件60包括与连接面112配合的外部凸缘114，由此可以使用夹具104将环形密封构件60固定在壳体100上。环形密封构件60的可拆除性能够可选地使不同尺寸的环形密封构件60A(图14)固定在壳体100上。这种具有周向密封边缘的可选的环形密封构件能够进一步使充气装置给不同尺寸的轮胎和/或轮缘组件充气，所述周向密封边缘限定了更大或更小的直径。当处于未使用的状态时，环形密封构件102可以保持在环形构件支撑臂116上，所述支撑臂与底座32可枢转地连接。图1、2和14示出了邻近外部钟形组件56定位的环形构件支撑臂116，用于安装或拆卸环形密封构件60。当使用充气装置30给安装在车轮上的轮胎充气时，支撑臂116被枢转成与充气头40对齐。

外部钟形壳体100包括通向周向密封表面120的内周向斜面118，如下所述地，内部钟形组件58可密封在该周向密封表面上，从而防止供给到腔54的压缩气体在内部钟形组件58和外部钟形组件56之间逸出。

内部钟形组件58包括固定在内部钟形锁定板124上的内部钟形壳体122。多个锁定销126(图7和12)从锁定板124伸出，并如下文所述地用于将内部钟形组件和外部钟形组件56的啮合。内部钟形壳体122包括下周向密封边缘128，其在外部钟形组件56与内部钟形组件58分离且内部钟形组件58定位在轮胎啮合位置并用于给安装在车轮(图6A)上的轮胎充气时啮合和密封在轮胎侧壁上。

外部周向密封槽130设置在壳体122上，并且其内设有密封件，如O形环密封132，用于密封外部钟形壳体100的密封表面120。图7示出了在该布置中完全套在外部钟形组件56内的内部钟形组件58，由此内部钟形组件58和外部钟形组件56固定在一起并一起移动。然而，当外部钟形组件56与内部钟形组件58分离，且内部钟形组件58在缩回位置48和轮胎啮合位置50之间不受外部钟形组件56影响地移动时，不使内部钟形组件58完全套在外部钟形组件56内。例如，内部钟形组件58仅缩回一段距离，使得内部钟形组件58的下密封边缘128与外部钟形组件56的下密封边缘108平齐或相对其成平面定向。这样，内部钟形组件58的密封132不会抵靠外部钟形壳体100的腔118和密封表面120而连续移动，由此避免了密封132的过度磨损。

现在参考图10和11，将描述外部钟形组件56和内部钟形组件58的锁定啮合。可动的外部钟形锁定板106包括多个孔134，用于容纳内部钟形组件58的锁定销126。孔134形成为重叠的细长孔并且在键槽式结构中具有不同的直径。锁定销126构造成具有扩大的头部136(图12)，所述头部能够穿过孔134的扩大部分(图11)。在头部136穿过孔134的扩大部分后，使用致动器如气缸138使锁定板106旋转。气缸138的底座140通过支架141与外部钟形顶板98可枢转地连接，气缸138的轴142与臂144可枢转地连接，所述臂与可动锁定板106连接。图11示出了伸出的轴142，由此头部136能够穿过孔134。随后，轴142(图10)缩回从而使得锁定板106被转动，且孔134的较小部分定位在头部136的下面，由此将外部钟形组件56与内部钟形组件58固定。气缸138可以是气动或液压气缸，或者可选地可以配置成电气致动器。

现在参考图8、9和11-13，将描述外部钟形组件56的保持，以便能够使内部钟形组件58不受外部钟形组件56影响地进行操作。正如从图9和12所理解地，外部钟形组件56可以保持在缩回位置48，使得内部钟形组件58能够不受外部钟形组件56影响地伸出和缩回。

外部钟形顶板98包括一对彼此分开大体上成180度布置的保持突出146A、146B(图7和13)和安装在固定框架构件62上的一对用于选择性地啮合所述突出146A、146B的保持器。在示出的实施例中，保持器构造成具有可枢转的L形臂152A、152B的夹具150A、150B，所述臂分别由一对配置成气缸154A、154B的致动器选择性地致动。当外部钟形组件56处于缩回位置48时，伸出气缸154A、154B的轴156A、156B可使夹具150A、150B的臂152A、152B定位在突出146A、146B的下方(图9、12和13)。通常，尽管未示出，轴156的缩回可沿大致指向下方的方向移动臂152，从而使外部钟形组件56与内部钟形组件58一起移动。

图7和13还公开了包括在外部钟形顶板98上的定心按钮或定心销158。定心销158适于接触固定框架构件62的一部分，以便在外部钟形组件56保持在缩回位置48时抵靠固定框架构件62准确地定位外部钟形组件56。在示出的实施例中，定心销158适于接触安装在定心垫162内的套管160，所述定心垫与固定框架构件62相连。尽管未示出，设置了三个定心销158来定位抵靠固定框架构件62的外部钟形组件56。可以使用定位抵靠固定框架构件62的外部钟形组件56的替代部件，在本发明的范围内其功能是众所周知的。例如，定心销直接接触固定框架构件，或者用于固定外部钟形组件的替代保持器可以充分地定位外部钟形组件而不需要定心销。

当期望不受外部钟形组件56的影响操作内部钟形组件58时，使外部钟形组件56处于缩回位置48，使得定心销158啮合套管160。然后通过气缸154致动夹具150，以使臂152布置在突出146下面，如图9、12和13所示。随后，通过气缸138使可动外部钟形锁定板106旋转，由此锁定销126的头部36布置在孔134的扩大部分，使得内部钟形组件58与外部钟形组件56分离。然后使内部钟形组件58伸出外部钟形组件56。正如所描述地，当不受外部钟形组件56影响地操作内部钟形组件58时，内部钟形组件58不需要与外部钟形组件56完全嵌套啮合，从而减少密封132的磨损。

替代地配置和/或操作的保持机构可以用于将外部钟形组件56保持在缩回位置48，在本发明的范围内其功能是众所周知的。例如，外部钟形顶板98包括超过两个保持突出，例如相对顶板布置成120度。夹具还可以配置成非L形的臂，或者保持器可以配置成不作为夹具。例如，可以选择性地将保持销插入孔中，将外部钟形组件保持在合适的位置。

尽管上面描述的充气头40既包括内部钟形组件58又包括外部钟形组件56，但是应该理解，根据本发明各个方面的轮胎充气装置可以仅包括单个钟形组件，例如通常或者大体上与内部钟形组件58相似的钟形组件。

如图1和15所示，轮缘定心装置36和轮胎定心装置38也可以包括在充气装置30中。轮缘定心装置36和轮胎定心装置38分别用于将轮缘和轮胎在轴向排列上彼此定心并保持，以及在使给轮胎充气的充气头40啮合轮胎前将充气头定心并保持。尽管未示出，但是轮胎轮缘组件可以通过输送带系统、机器人操作系统等等安装在充气装置30上或从其上拆卸。

轮缘定心装置36包括具有三个常规定心臂166的支撑板164。每个定心臂166与单个定心臂齿轮(未示出)连接，反过来每个定心臂齿轮与驱动齿轮(也未示出)啮合。驱动齿轮由滑轮168驱动，当这样驱动时定心臂166可枢转地一同移动。当轮缘布置在支撑板16上时，定心臂166一同向外旋转或枢转，以啮合轮缘的内径、边缘或凸缘。当这样夹紧时，轮缘的旋转轴通常相对充气头40对齐或定心。轮胎定心装置38包括一对具有在分开的位置与其相连的轮胎啮合辊172的臂170A、170B。臂170由滑轮系统174一同地移入和移出，并操作成使得向内移动臂170将使安装在轮缘上的轮胎与充气头40对齐。

现在参考图16说明充气装置30的控制系统88。使用与在图1-15中所用的相同数字来表示在图16中示意性示出的充气装置30的那些部件，同时在图16中示出的相同部件上增加后缀“S”。示意性示出的元件包括充气头40S、充气气缸42S、充气轴64S、活塞90S、辅助气缸44S、46S以及可动横向构件71S。

控制系统88包括一对用于控制充气气缸42S的操作充气气缸阀176、178，分别用于每个辅助气缸44S、46S的辅助气缸阀180、182，比例位置控制184，和控制器或处理器，如PLC或计算机186等等。计算机186可被预编程为具有与目标数据相关的信息以及目标轮胎充气压力信息，所述目标数据用于充气头40S的期望定位，以给可使用充气装置30进行充气的轮胎车轮组件的各种组合充气。

阀176、178用作旁通锁定阀，以控制活塞90S每一侧的液压流体的流动。当充气头40S抵靠轮胎定位在轮胎啮合位置50时，关闭用于控制液压流体离开活塞90S上方和下方的充气气缸42S的流动的阀176、178，以便防止或抑制液压流体由于轮胎充气过程中施加给充气轴64S的向上力而被迫流出充气气缸42S。辅助气缸阀180、182操作成控制液压流体流入和流出辅助气缸44S、46S的流动。可以根据下面描述的输入信号使用计算机186来控制由于流过辅助气缸阀180、182的液压流体而导致辅助气缸44S、46S的伸出和缩回。

比例位置控制184与计算机186电连接，计算机186也从位置传感器84接收输入信号181，以及从压力传递装置99接收输入信号183。比例位置控制184适于根据输入信号181、183响应于来自计算机186的指令控制在活塞90S的任一侧上液压流体进入和离开充气气缸42S的流动。这样，计算机186适于控制液压流体进入和离开充气气缸42S的流动，以提供充气头40S的精确位置控制。计算机186能够在阀176、178被关闭时使从液压源187供给的液压流体流过比例位置控制184。此外，计算机186附加地或可选择地可以从读取装置或检测装置(未示出)如影像监控器、条形码扫描仪、视觉系统等等接收输入信号185，从而发出轮胎车轮组件处于安装装置30的信号，以使给装配好的轮胎和轮缘充气的过程初始化。此外，这种提供给计算机186的输入信号185附加地可以提供有关轮缘和/或车轮的尺寸和/或类型的说明，由此计算机186可以通过控制给轮胎充气所使用的内部钟形组件58或外部钟形组件56，或者甚至发出需要替代的环形密封构件60A来根据预先编程的要求给特定的轮胎轮缘组件充气的信号，从而进一步控制安装装置30的操作。如下面所描述地，在计算机186中所述预先编程的说明还包括用于待充气的特定轮胎车轮组件的轮胎充气说明以及用于定位充气头40使得周向密封边缘如密封边缘108或128的位置可准确地抵靠轮胎侧壁定位并在充气过程中移动的说明，这种说明包括目标充气压力。

在图16示出的实施例中，比例位置控制184是比例方向控制阀。可选地，比例位置控制184是伺服液压控制阀。

在操作中，其中充气头40S处于缩回位置48，例如通过影像监控器、视觉系统等等，或者通过手动地激活操作员致动开关，可检测到布置在组件输入位置34的轮胎车轮组件如组件45或47的存在，由此将输入信号185传递给计算机186。当阀176、178打开时，允许液压流体通过辅助气缸阀180、182流出辅助气缸44S、46S，由此充气头40S低于抵靠轮胎车轮组件的位置。关于充气头40S定位的位置信息由位置传感器84传递给计算机186。当对于待充气的特定轮胎车轮组件达到预定的目标位置时，可以锁定阀176、178。随后计算机186通过比例位置控制184激活液压流体的流动，将附加的流体供给到活塞90S一侧或另一侧的充气气缸42S，同时使相应量的流体从活塞90S的相反侧流出，从而对于待充气的轮胎车轮组件准确地定位充气头40S。随后，通过流体通道52将压缩空气等供给到充气腔54给轮胎充气。在充气过程中，控制系统88可以继续监控和控制充气头40S的位置。例如，如果充气头40S由于充气压力而向上移动，则通过比例位置控制184将附加的压缩流体供给到充气气缸42S，以再次调节充气头40S的位置。也可以在充气过程中使用比例位置控制184逐渐地升高充气头40S，以调整通过通道52供给的空气压力，从而获得期望的轮胎充气压力。当获得期望的轮胎充气压力时，或者当在合适的位置保持了预定的时间时，打开阀176、178，允许压缩流体流出充气气缸42S，然后通过辅助气缸阀180、182将压缩流体泵送到充气气缸44S、46S使辅助轴68、70伸出，由此升高充气头40S。

控制系统88的附加反馈参数可以是充气压力测量值，该充气压力测量值在充气过程中例如通过压力传递装置99测量和/或作为轮胎车轮组件被充气装置30充气后实际充气压力值被测量。由压力传递装置99传递给计算机186的输入信号183可被计算机186使用，以控制供给到充气腔54内的压缩流体的供给压力和/或停止供给。此外，压缩流体供给的停止可以由计算机186来控制和定时，以响应于充气头40S的向上移动，从而使压缩流体从轮胎车轮组件的逸出量最小化。可选地，一个或多个压力传递装置可设置在充气腔54内，沿流体通道52或其上游设置。

例如，当通过输入信号185检测特定的轮胎车轮组件时，计算机186通过输入信号181控制充气头40S初始定位到下周向密封边缘，如密封边缘108或密封边缘128，从而抑制面向上的轮胎侧壁形成供压缩气体进入轮胎的通道。然后计算机186使空气供给系统通过通道52供给空气到腔54内。通过常规的方式，可在初始提供比最终目标充气压力高得多的供给压力，来使下轮胎侧壁的胎边安置在车轮上。计算机186可以通过来自压力传递装置99的输入信号183监控空气压力，以保证获得高压来确保胎边的适当安置。随后，计算机186通过比例位置控制184使充气头40S升高，并通过来自压力传递装置99的输入信号183将供给的系统空气压力降低到期望的目标轮胎充气压力，其中一直升高充气头40S直到面向上的侧壁的胎边安置在车轮上。当通过输入信号181合适的充气压力和充气头40S的胎边安置位置时，停止通过通道52供给压缩气体，并通过阀176、178快速升高充气头40S。

[0068]可选地和/或附加地，在从轮胎车轮组件如轮胎车轮组件45或47上移开充气头40S后测量轮胎充气压力。例如，轮胎车轮组件具有轮胎压力监控(TPM)阀杆(未示出)，所述阀杆适于提供轮胎压力数据给安装有其的车辆。这种TPM阀杆可以用于提供充气的轮胎车轮组件的轮胎压力数据给计算机186。响应地，可以使用计算机186改进轮胎车轮组件的充气。例如，可以响应于从TPM阀杆提供的压力数据增大或减小在充气装置30供给组件的压缩流体的充气压力。附加地和/或可选地，可以响应于所述数据调节充气头40S的定位和/或充气头40S保持在轮胎啮合位置50的持续时间。例如，可以将充气头40S定位成比轮胎车轮组件低和/或保持与其接触更长的时间，从而增大装配好的轮胎车轮组件的轮胎压力。

现在参考图17，公开了和轮胎充气装置一起使用的控制系统188的一个替代实施例，其中轮胎充气装置的辅助气缸190、192构造成气动气缸。使用与图1-15中所用的相同数字来表示在图17中示意性示出的与图1-15所示出部分相对应的充气装置的那些部分，但在图17中所示相同的部件上增加了100和后缀“S”。这些示意性示出的部件包括充气头140S、充气气缸142S、充气轴164S、活塞190S和可动横向构件171S。

控制系统188包括固定在压缩气体源198上的方向阀194、196，在示出的实施例中所述压缩气体源是压缩空气，例如可以由工厂用压缩空气源供给。控制系统188还包括旁通锁定阀200、比例位置阀202和控制器或处理器如计算机204等等，在示出的实施例中所述比例位置阀是比例方向控制阀。计算机204连接并控制阀200和202，以及从位置传感器84接收输入信号181，从压力传递装置99接收输入信号183，以及接收表示待充气的轮胎车轮组件的存在和/或结构的输入信号185。关于根据输入信号181、183和185对充气过程的操作，控制系统188与控制系统88的方式大体上相似，因此对于控制系统188不再详细地描述有关充气头定位和压力监控的具体内容。

阀200也可以是比例流控制阀，在示出的实施例中其是DIN型插装阀，例如是由Parker Hannifin公司提供的，它具有用于监控内滑阀位置的综合位置传感器，所述内滑阀可控制阀200的流量，阀200的尺寸依据由装置30充气的尺寸轮胎车轮组件所需的流量要求而定。阀200的比例流能够在阀200完全打开时使充气头140S快速移动，而且当流动被阀200限制时可提供充气头140S的精确位置控制。当打开阀200时，液压流体能够从充气气缸142S的一端流向活塞190S任一侧的另一端，以允许充气轴164S快速伸出和缩回，从而将相连的充气头140S定位在缩回位置或轮胎啮合位置。当通过位置传感器84和输入信号181监控到达到了充气头140S的目标上端或下端，则通过计算机204减小阀200的流量，以减缓充气头140S的移动速度，由此准确地控制充气头140S的停止位置。当充气头140S处于轮胎啮合位置而关闭阀200时，充气气缸142S能够抵抗由于轮胎车轮组件的充气而施加在充气轴164S上的向上力。

阀200也可以通过计算机204进行控制，以便在初始过压力后在充气操作时升高充气头140S，从而安置在下胎边上。也就是说，在将系统压力减小到目标充气压力的同时升高充气头140S，直到安置在向上面对侧壁的胎边。因此，替代的控制系统188可以在没有比例位置阀202的情况下进行操作。控制系统188还包括通过阀200的安全装置。如果丧失了控制系统188的功率，则通过将液压流体从气缸142S排放到阀200来抑制由于充气头140S的重量而导致的充气头140S向下移动，从而提供冒口流动状态。

比例位置控制202也可以以和控制系统88的比例位置控制184大致相同的方式操作，以便可选地提供充气头140S的精确位置控制。充气装置30的位置传感器84例如通过移动可动横向构件171S来监控充气头140S的位置。位置传感器的位置信息发送给计算机204，反过来计算机能够激活比例位置控制202向充气气缸142S供给液压流体，并根据需要提供充气头140S的精确定位。使用蓄压器206、208可使平均流量相同，并且可使用更小的液压源对充气头进行精确定位。液压流体由液压源210提供给控制系统188。

气动辅助气缸190、192操作成通过作用在横向构件171S上来移动充气头140S。例如，当充气头140S处于轮胎啮合位置且阀200抵抗有效移动大体上锁定时，来自压力源198的压缩空气通过方向阀194、196供给到辅助气缸190、192中，使得辅助气缸190、192被预先加载，以向横向构件171S施加向上力。当轮胎车轮组件如组件45、47、辅助气缸190、192的充气完成而打开阀200时，随后向上驱动充气头142S。然后当充气头142S在缩回位置达到期望的位置时再次锁定阀200。当充气头142S在缩回位置而锁定阀200时，再次通过压力源198给辅助气缸重新加载，以向横向构件171S施加相反力，当再次打开阀200时，然后辅助气缸驱动充气头140S到达轮胎啮合位置。辅助气缸190、192的方向阀194、196也可以由计算机204进行控制。

这样控制系统88和188可通过主动液压控制以及基于充气压力和轮胎车轮组件参数的控制对充气装置30的充气头40的位置进行闭环控制。可选地，控制系统88和/或188可以用于监控和控制替代的轮胎充气装置的操作，也可以利用常规的液压回路或系统操作安装在头定位气缸42的充气轴42上的充气头40，所述充气头也可包括常规操作的辅助气缸，其功能是如我们所期望的。

在示出的实施例中，固定框架构件62固定在底座32上。应该理解，可以采用具有或不具有底座的固定框架构件的替代布置，并仍然使轮胎充气装置具有在本发明范围内期望的功能。例如，固定框架构件可以不是整体地连接到所述结构，在所述结构装配的轮缘和轮胎由充气装置保持以便给轮胎充气。这种布置可以在不受例如可沿其输送装配的轮缘轮胎的输送系统或输送线的影响下通过形成具有架空的框架结构的固定框架构件来实现。

轮胎充气装置可以用作独立的机器或操作，或者可选地，可以结合到装配线或装配室中。例如，尽管未示出，轮胎充气装置30可以定位在邻近具有一机构的输送装置处，所述机构用于将轮胎车轮组件从用于充气的输送装置移动并在充气时使其回到输送装置。此外，输送系统可以构造成在充气头下面直接输送轮胎车轮组件。也可以采用自动插入取出装置，用于从轮胎充气装置30装载和卸载轮胎车轮组件。

根据本发明的轮胎充气装置的一个实施例，可将充气气缸和辅助气缸定位在充气头上方，并通过在充气气缸的轴中形成的流体通道将压缩气体输送给充气头。内部和外部钟形组件包括充气头，其中外部钟形组件可选择性地且容易地与内部钟形组件连接和分离。当与内部钟形组件分离时，外部钟形组件保持在非伸出的位置，使得内部钟形组件可以独立地移动。充气装置可抑制碎屑和污染物中断充气头的操作，提供较小的高度和需要更少的功率来进行操作。此外，取消了在车轮轮胎组件输入位置附近的导杆，可更方便地进入装配输入位置，由此能够使制造过程更加灵活。充气装置还能够对不同尺寸的车轮轮胎组合方便地充气，而不需要改变耗时的设备。充气装置还简化了压缩气体到充气轮胎的输送。

在不脱离本发明的原理的情况下，可以在具体描述的实施例中实施多种变化和修改，所述原理由随附的权利要求的范围限定，当按照专利法的原则进行解释时包括其等同物。

Claims (19)

1.一种用于给安装在轮缘上的轮胎充气的轮胎充气装置，其包括：

处于轮胎轮缘组件充气位置上方的固定框架构件，安装在轮缘上的轮胎容纳在所述充气位置以给轮胎充气；

充气头，其可在缩回位置和轮胎啮合位置之间移动，所述充气头限定了轮胎充气腔并适于在抵靠轮胎定位于轮胎啮合位置时与轮胎形成密封，其中当充气头在轮胎啮合位置密封轮胎时可将压缩空气输送到充气腔给轮胎充气；

具有固定的头位置气缸底座和可动的充气轴的头位置气缸，所述充气头安装在充气轴上，由此充气轴的移动选择性地将充气头定位在所述缩回位置和所述轮胎啮合位置之间；以及

安装在处于所述充气位置上方的所述框架构件上的第一辅助气缸，所述第一辅助气缸具有固定的第一辅助气缸底座和可动的第一辅助轴；

所述第一辅助轴通过可动的横向构件与所述充气轴操作性地连接，且所述头位置气缸和所述第一辅助气缸相配合地操作以选择性地定位充气头，所述充气头可通过所述第一辅助轴从所述第一辅助气缸底座竖直向上伸出而定位在所述缩回位置，以及通过所述第一辅助轴竖直向下缩回到所述第一辅助气缸底座而定位在所述轮胎啮合位置，并且其中所述横向构件定位在所述框架构件上方并可在其上方竖直移动，并且所述第一辅助气缸底座构件和所述头位置气缸底座安装在所述框架构件上，并且其中所述充气轴包括从所述头位置气缸底座延伸并竖直向下缩回的下部和从所述头位置气缸底座延伸并竖直向上缩回的上部，并且其中所述充气轴的所述上部与所述可动的横向构件连接。

2.如权利要求1所述的轮胎充气装置，其中所述充气轴包括至少部分延伸穿过所述充气轴的流体通道，所述流体通道在所述充气腔中形成一个出口，使得可通过所述流体通道将压缩气体输送到所述充气腔。

3.如权利要求2所述的轮胎充气装置，还包括压力传递装置，可操作所述压力传递装置以监控所述充气腔的压力。

4.如权利要求3所述的轮胎充气装置，还包括位于所述流体通道内的管子，所述管子的一端定位在所述充气腔，所述压力传递装置安装在所述管子上用于检测所述充气腔中的压力。

5.如权利要求1所述的轮胎充气装置，其中所述第一辅助气缸包括气动气缸。

6.如权利要求1所述的轮胎充气装置，还包括安装在处于所述充气位置上方的所述框架构件上的第二辅助气缸，所述第二辅助气缸包括固定的第二辅助气缸底座和可动的第二辅助轴；

所述第二辅助轴与所述可动的横向构件连接，所述第二辅助轴从所述第二辅助气缸底座竖直向上延伸以帮助将所述充气头定位在所述缩回位置，以及所述第二辅助轴向所述第二辅助气缸底座竖直向下缩回以帮助将所述充气头定位在所述轮胎啮合位置。

7.如权利要求1所述的轮胎充气装置，还包括至少一个安装在所述框架构件上的保持器，其中所述充气头包括内部钟形组件和外部钟形组件；

所述外部钟形组件与所述内部钟形组件选择性地可连接，当所述外部钟形组件啮合所述内部钟形组件，并且所述外部钟形组件抵靠轮胎定位在所述轮胎啮合位置时，其与轮胎形成密封；

所述外部钟形组件与所述内部钟形组件选择性地分离，所述至少一个保持器适于在所述外部钟形组件与所述内部钟形组件分离时将所述外部钟形组件保持在所述缩回位置；

所述内部钟形组件在所述外部钟形组件与所述内部钟形组件分离时不受所述外部钟形组件影响地选择性地移动，使得当所述内部钟形组件与所述外部钟形组件分离并抵靠轮胎定位在所述轮胎啮合位置时，所述内部钟形组件与轮胎形成密封。

8.如权利要求1至7中任何一项所述的轮胎充气装置，还包括：

检位规，所述检位规操作性地检测所述充气头的位置；

控制器，所述控制器与所述检位规操作性地连接，使得所述控制器接收所述充气头的位置信息；以及

位置控制阀，所述位置控制阀与所述控制器操作性地连接，并适于控制所述充气头的移动；

所述控制器适于操作所述位置控制阀，以便响应于从所述检位规接收的所述充气头的位置信息引导所述充气头的移动。

9.一种用于给安装在轮缘上的轮胎充气的轮胎充气装置，其包括：

处于轮胎轮缘组件充气位置上方的框架构件，安装在轮缘上的轮胎容纳在所述充气位置以给轮胎充气；

至少一个安装在所述框架构件上的保持器；

在缩回位置和轮胎啮合位置之间可移动的充气头，所述充气头限定了轮胎充气腔，并适于在抵靠轮胎定位在所述轮胎啮合位置时与轮胎形成密封；

具有固定的头位置气缸底座和可动的充气轴的头位置气缸，所述充气头安装在所述充气轴上，由此所述充气轴的移动选择性地将所述充气头定位在所述缩回位置和所述轮胎啮合位置之间，所述充气轴具有至少部分地延伸穿过所述充气轴的流体通道，所述流体通道在所述充气腔中形成一个出口，使得当充气头在轮胎啮合位置密封轮胎时压缩气体可通过流体通道输送到充气腔，以便给轮胎充气；以及

安装在处于所述充气位置上方的所述框架构件上的第一辅助气缸，所述第一辅助气缸具有固定的第一辅助气缸底座和可动的第一辅助轴；所述第一辅助轴通过可动的横向构件与所述充气轴操作性地连接，且所述头位置气缸和所述第一辅助气缸相配合地操作成选择性地定位所述充气头，所述充气头可通过所述第一辅助轴从所述第一辅助气缸底座竖直向上伸出而定位在所述缩回位置，以及通过所述第一辅助轴竖直向下缩回到所述第一辅助气缸底座而定位在所述轮胎啮合位置，其中所述横向构件定位在所述框架构件上方并可在其上方竖直移动，并且所述第一辅助气缸底座和所述头位置气缸底座安装在所述框架构件上，并且其中所述充气轴包括从所述头位置气缸底座延伸并竖直向下缩回的下部和从所述头位置气缸底座延伸并竖直向上缩回的上部，并且其中所述充气轴的所述上部与所述可动的横向构件连接；

所述充气头具有内部钟形组件和外部钟形组件，其中所述外部钟形组件与所述内部钟形组件选择性地连接，同时当所述外部钟形组件啮合所述内部钟形组件且抵靠轮胎定位在所述轮胎啮合位置时所述外部钟形组件与轮胎形成密封；

所述外部钟形组件与所述内部钟形组件选择性地可分离，同时当所述外部钟形组件与所述内部钟形组件分离时所述至少一个保持器适于将所述外部钟形组件保持在所述缩回位置；

所述内部钟形组件在所述外部钟形组件与其分离时不受所述外部钟形组件影响地选择性地移动，同时当所述内部钟形组件与所述外部钟形组件分离且所述内部钟形组件抵靠轮胎定位在所述轮胎啮合位置时，所述内部钟形组件与轮胎形成密封，其中所述外部钟形组件具有至少一个突出部，其中所述至少一个保持器具有至少一个夹具，所述至少一个夹具适于在所述外部钟形组件和所述内部钟形组件分离时啮合所述至少一个突出部以将所述外部钟形组件保持在所述缩回位置。

10.如权利要求9所述的轮胎充气装置，其中所述内部钟形组件具有多个锁定销，所述外部钟形组件包括具有多个锁定孔的可动的外部钟形锁定板，所述锁定孔用于选择性地容纳所述锁定销，可移动所述外部钟形锁定板以使所述外部钟形组件选择性地啮合所述内部钟形组件，以及使所述外部钟形组件与所述内部钟形组件分离。

11.如权利要求10所述的轮胎充气装置，其中所述外部钟形组件包括锁定板致动器，所述锁定板致动器适于使所述外部钟形锁定板相对所述内部钟形组件转动，以使所述锁定销啮合锁定孔以及使锁定销和锁定孔分离。

12.如权利要求9所述的轮胎充气装置，其中所述至少一个夹具由保持气缸致动。

13.如权利要求9至12中任何一项所述的轮胎充气装置，还包括：

检位规，所述检位规操作性地检测所述充气头的位置；

控制器，所述控制器与所述检位规操性作地连接，使得所述控制器接收所述充气头的位置信息；以及

位置控制阀，所述位置控制阀与所述控制器操作性地连接，并适于控制所述充气头的移动；

所述控制器适于操作所述位置控制阀，以便响应于从所述检位规接收的所述充气头的位置信息引导所述充气头的移动。

14.一种用于给安装在轮缘上的轮胎充气的轮胎充气装置，其包括：

处于轮胎轮缘组件充气位置上方的框架构件，安装在轮缘上的轮胎容纳在所述充气位置以给轮胎充气；和

在缩回位置和轮胎啮合位置之间可移动的充气头，所述充气头限定了轮胎充气腔并适于在抵靠轮胎定位在所述轮胎啮合位置时与轮胎形成密封；

具有固定的头位置气缸底座和可动的充气轴的头位置气缸，所述充气头安装在所述充气轴上，由此所述充气轴的移动选择性地将所述充气头定位在所述缩回位置和所述轮胎啮合位置之间；

检位规，所述检位规操作性地检测所述充气头的位置；

控制器，所述控制器与所述检位规操作性地连接，使得所述控制器接收所述充气头的位置信息；以及

位置控制阀，所述位置控制阀与所述控制器操作性地连接，并适于控制所述充气头的移动；

所述控制器适于操作所述位置控制阀，以便响应于从所述检位规接收的所述充气头的位置信息引导所述充气头的移动；

所述轮胎充气装置还包括安装在处于所述充气位置上方的所述框架构件上的第一辅助气缸和第二辅助气缸，所述第一辅助气缸包括固定的第一辅助气缸底座和可动的第一辅助轴，以及所述第二辅助气缸包括固定的第二辅助气缸底座和可动的第二辅助轴；

所述可动的第一辅助轴和所述可动的第二辅助轴通过可动的横向构件与所述充气轴操作性地连接，且所述头位置气缸、所述第一辅助气缸和所述第二辅助气缸相配合地操作成可选择地定位所述充气头，所述充气头可通过所述可动的第一辅助轴从所述固定的第一辅助气缸底座竖直向上伸出和所述可动的第二辅助轴从所述固定的第二辅助气缸底座向上伸出而定位在所述缩回位置，以及通过所述可动的第一辅助轴竖直向下缩回到所述固定的第一辅助气缸底座和所述可动的第二辅助轴竖直向下缩回到所述固定的第二辅助气缸底座而定位在所述轮胎啮合位置，并且其中所述可动的横向构件定位在所述框架构件上方并可在其上方竖直移动，并且所述固定的第一辅助气缸底座、所述固定的第二辅助气缸底座和所述固定的头位置气缸底座安装在所述框架构件上，并且其中所述充气轴包括从所述固定的头位置气缸底座延伸并竖直向下缩回的下部和从所述固定的头位置气缸底座延伸并竖直向上缩回的上部，并且其中所述充气轴的所述上部与所述可动的横向构件连接。

15.如权利要求14所述的轮胎充气装置，还包括压力传递装置，其操作成监控所述轮胎充气腔的压力并将指示所述轮胎充气腔压力的输入信号发送给所述控制器，其中所述控制器适于响应于所述输入信号操作所述充气装置。

16.如权利要求14或15所述的轮胎充气装置，其中所述头位置气缸包括液压气缸，所述充气轴包括在所述头位置气缸底座中的活塞，其中所述位置控制阀包括液压比例流动控制阀，其适于从活塞的两侧供给和去除液压流体。

17.如权利要求14所述的轮胎充气装置，还包括向所述控制器供给的轮胎车轮组件的数据输入信号，所述数据输入信号包括指示待充气的轮胎车轮组件的信息，其中所述控制器操作成响应于所述数据输入信号控制充气装置的操作。

18.如权利要求14至17中任何一项所述的轮胎充气装置，其中所述充气轴包括至少部分延伸穿过所述充气轴的流体通道，所述流体通道在所述充气腔中形成一个出口，使得当充气头在轮胎啮合位置密封轮胎时压缩气体可通过流体通道输送到充气腔，以便给轮胎充气。

19.如权利要求18所述的轮胎充气装置，还包括位于所述流体通道内的管子，所述管子的一端定位在所述充气腔，以及包括压力传递装置，所述压力传递装置安装在所述管子上，并操作成监控所述充气腔的压力，然后将指示所述充气腔压力的输入信号发送给所述控制器，其中所述控制器适于响应所述输入信号操作所述充气装置。

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