CN102632777A - 将轮胎装配至车轮轮辋上或从轮辋拆卸轮胎的设备和方法 - Google Patents

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CN102632777A CN2012100296228A CN201210029622A CN102632777A CN 102632777 A CN102632777 A CN 102632777A CN 2012100296228 A CN2012100296228 A CN 2012100296228A CN 201210029622 A CN201210029622 A CN 201210029622A CN 102632777 A CN102632777 A CN 102632777A
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Abstract

本发明涉及一种用于将轮胎(T)装配在车轮(W)的轮辋(R)上以及从车轮(W)的轮辋(R)拆卸轮胎(T)的设备。该设备包括用于装配和拆卸轮胎(T)的至少一个安装或移除工具(32)，以及用于至少对所述至少一个安装或移除工具(32)的运动进行控制的控制单元。此外，负载测量装置(40)附接至所述至少一个安装或移除工具(32)，以测量在将所述轮胎(T)装配至所述轮辋(R)或从所述轮辋(R)拆卸所述轮胎(T)时施加至所述至少一个安装或移除工具(32)的负载。本发明还涉及一种用于将轮胎(T)装配在车轮(W)的轮辋(R)上以及用于从车轮(W)的轮辋(R)拆卸轮胎(T)的方法。该方法包括以下步骤：使所述至少一个安装或移除工具(32)朝向车轮(W)运动以将轮胎(T)装配至轮辋(R)上或从轮辋(R)拆卸轮胎(T)；获取在将所述轮胎(T)装配至所述轮辋(R)上或从所述轮辋(R)拆卸所述轮胎(T)时由所述至少一个安装或移除工具(32)施加给轮胎(T)的负载；计算在将所述轮胎(T)装配至所述轮辋(R)上或从所述轮辋(R)拆卸所述轮胎(T)时由所述安装或移除工具(32)施加给轮胎(T)的负载；以及基于由所述至少一个安装或移除工具(32)施加给所述轮胎(T)的负载来控制所述至少一个安装或移除工具(32)的运动。

Description

将轮胎装配至车轮轮辋上或从轮辋拆卸轮胎的设备和方法
技术领域
本发明涉及一种用于将轮胎装配在车轮轮辋上或从车轮轮辋拆卸轮胎的设备和方法。
背景技术
用于将轮胎装配在车轮轮辋上或从车轮轮辋拆卸轮胎的设备是众所周知的。所述设备通常包括用于容纳和可旋转地保持车轮轮辋的接收装置。此外，还设置有安装或移除工具，其为了将轮胎装配至轮辋上或从轮辋拆卸轮胎可以朝向轮辋或远离轮辋运动。
在US专利3,877,505中公开的这种公知的设备具有接收装置，机动车辆车轮的轮辋可以固定至该接收装置上。接收装置可以在进行安装操作或移除操作期间借助旋转驱动装置(例如电动机)旋转。轮胎可以通过安装或移除工具装配至轮辋上或从轮辋拆卸。在移除工具上设有以突出部分的形式的感测装置，其感测轮辋的径向外表面(轮辋底座)并且包括防止轮辋材料受损的材料，例如塑料材料。由于所述突出部分，在移除操作中，移除工具与轮辋的表面保持一个给定的间距，因此轮辋表面不会被移除工具的硬质材料损坏。然而，在这种情况下，感测轮辋轮廓并保持该间隔的突出部分存在由于摩擦而磨损或以某种其它方式受损的危险。
从DE专利4205045已知一种用于将轮胎装配至车轮轮辋上或从车轮轮辋拆卸轮胎的设备和方法，其中安装或移除工具由电动机驱动。为了避免轮胎在装配或拆卸操作期间受损，根据储存在装配设备的控制单元中的轮胎特定电流值而逐步地或者连续地升高或降低施加给安装或移除工具的驱动电动机的电流。由此，基于所述特定电流值，将预定的负载施加至需装配或拆卸的轮胎。由于发生在工具驱动装置或安装工具上的机械问题，使用轮胎特定的(逐步的)持续电流可能导致施加给轮胎的负载的变化，进而导致所述轮胎受损。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种用于将轮胎装配至车轮轮辋上或从车轮轮辋拆卸轮胎的设备和方法，通过所述设备和方法可以克服上述缺陷并且可以确保装配和拆卸进程，特别是可以避免轮胎在装配或拆卸进程期间受损。
通过独立权利要求1的特征来实现前述关于装配或拆卸设备的目的，而通过独立权利要求8的特征来实现前述关于装配或拆卸方法的目的。在权利要求2至7中限定了根据本发明的设备的有利设计方案，而在权利要求9至15中对关于方法的有利设计方案进行了限定。
根据本发明，提供一种用于将轮胎装配在车轮的轮辋上以及从车轮的轮辋拆卸轮胎的设备。所述设备包括用于将轮胎装配在轮辋上和从轮辋拆卸轮胎的至少一个安装或移除工具，以及用于至少对所述至少一个安装或移除工具的运动进行控制的控制单元。
在本发明的设备中，负载测量装置附接至所述至少一个安装或移除工具，以测量在将所述轮胎装配至所述轮辋上或从所述轮辋拆卸所述轮胎时施加至所述至少一个安装或移除工具的负载。附接至安装工具的负载测量装置使得可以精确确定施加至轮胎的负载，而与例如轮胎装配设备和/或车轮和/或轮胎的结构无关。此外，在整个装配进程或拆卸进程期间可以持续地执行负载测量。
在一种有利的设计方案中，负载测量装置联接至所述控制单元。在施加至轮胎的实际负载的值发生不适当变化的情况下或者在超过预定阈值或容许值范围的情况下，可以通过控制单元停止装配或拆卸进程。在设有多个安装或移除工具，例如一个上部工具和一个下部工具，且各工具分别包括单独的工具驱动装置的情况下，控制单元也可以单独地调节各工具的工具驱动装置，例如根据当前测量出的负载减小或增加工具驱动装置的进给。
负载测量装置可以具有不同的构造。在本发明的设备的另一有利设计方案中，负载测量装置包括至少一个应变仪。通过所述应变仪可以检测安装或移除工具的变形，所述变形与由所述工具施加至轮胎的负载成正比例。此外，通过使用用于检测安装或移除工具变形的应变仪，可以实现持久且实时的负载测量，这使得可以精确控制装配和拆卸进程。作为代替方案，负载测量装置可以包括压电元件，其中将变形直接转换成对应于施加至轮胎的负载的电压。
为了确定在多个方向(例如竖直方向和水平方向)上施加至轮胎的负载，可以将多个测量装置附接至安装或移除工具，即对于待测量的每个方向设有一个测量装置。
由于通过使用包括至少一个电阻的应变仪而得到的测量结果与所述电阻的温度有关，所以也可以进行温度测量，并且可以将结果包含到当前负载的计算中。因此，由于轮胎的一些特性是与温度相关的(例如橡胶的柔软性或裂纹敏感性)，所以也可以估计轮胎的温度。
安装或移除工具的变形也可以由非接触测量装置，例如摄像系统，来测量。所述摄像系统可以探测在安装或移除工具上的标记和这些标记在工具变形期间的位置偏差，基于此可以确定施加至轮胎的负载。可以安装非接触测量装置作为对现有的装配或拆卸设备的升级。为了确定安装或移除工具的变形，可以有多个摄像系统对准安装或移除工具以探测在多个方向上的变形。
为了将轮胎装配至轮辋上或从轮辋拆卸轮胎，所述轮辋固定至轮胎更换设备的接收装置，例如轴。在装配或拆卸操作期间，轮辋通过所述接收装置被旋转，由此负载也被施加至所述接收装置或轴。在一种优选的实施例中，接收装置包括至少一个负载测量装置，以获取在装配或拆卸操作期间施加至接收装置的负载。
在本发明的一种优选实施例中，设有打印装置以打印关于装配进程或拆卸进程的数据。例如为在装配进程期间施加至轮胎的负载的条件的打印资料可以成为质量控制的一部分并且还可以用于例如在发生事故的情况下校验正确的装配进程。
根据本发明，还提出一种用于将轮胎装配在车轮的轮辋上以及用于从车轮的轮辋拆卸轮胎的方法。该方法包括以下步骤：使所述至少一个安装或移除工具朝向车轮运动以将轮胎装配至轮辋上或从轮辋拆卸轮胎；获取在将所述轮胎装配至所述轮辋上或从所述轮辋拆卸所述轮胎时施加至所述至少一个安装或移除工具的负载；计算在将所述轮胎装配至所述轮辋上或从所述轮辋拆卸所述轮胎时由所述安装或移除工具施加给轮胎的负载；以及基于由所述至少一个安装或移除工具施加给所述轮胎的负载来控制所述至少一个安装或移除工具的运动。
此外，在本发明的方法中，基于所述至少一个安装或移除工具的变形来计算施加给所述至少一个安装或移除工具的负载。有利地，由应变仪感测所述至少一个安装或移除工具的变形。
此外，根据本发明的方法，所述至少一个安装或移除工具的变形的阈值存储在控制单元中。
基于所述阈值，当超过所述至少一个安装或移除工具的变形的阈值或容许范围时停止装配/拆卸设备。还有利的是，可以给出额外的阈值，例如：下限阈值，在低于所述下限阈值时增加安装或移除工具的进给；或使得所述工具恒定进给的中间值。
根据本发明的方法包括获取施加给接收装置的负载的步骤。
在下一步骤中，将施加给安装或移除工具的负载值与施加给接收装置的负载关联。
基于关联的结果，可以由控制单元来控制轮胎更换设备。为了基于关联的结果来控制轮胎更换设备，可以给出特征曲线图或可选的值域以限定阈值或容许值的范围。
所述负载值的关联性可以记录各种值，例如各负载值之间的差值或它们的关系。特征曲线图或阈值可以限定所述差值的范围或最大值和/或最小值，或为各负载值之间的关系限定百分比值。
此外，可以将轮胎和/或周围环境的温度包含到控制过程中。例如，可以将温度与由相应的安装或移除工具施加至轮胎的单独负载和/或施加至接收装置的负载关联。另外，也可以将温度包含到这些负载值的关联性中。用于负载值的关联性的特征曲线图或阈值可以例如包括与温度相关的成分或因素。
本发明的用于将轮胎装配在车轮轮辋上或从车轮轮辋拆卸轮胎的方法的优点与本发明的装配或拆卸设备相关地公开的优点相同。
附图说明
在下文连同唯一的附图中描述其它的优点和优选的实施例。表述“左”、“右”、“下”和“上”参照所述附图，该附图采用使得能够以正常的方向看所使用的附图标记的对齐方式。
图1示出了根据本发明的轮胎更换设备10。
具体实施方式
在图1中示出了根据本发明的轮胎更换设备10。轮胎更换设备10包括接收单元20，该接收单元包括竖直设置的接收轴22和驱动装置24，该驱动装置用于使轴22围绕其纵轴线A旋转以及使轴22在竖直方向V上沿轴线A和在由箭头H表示的水平方向上可逆地运动。轴22从容纳驱动装置24的壳体26向上伸出。
包括轮辋R和轮胎T的车轮W以水平定向的方式通过轮辋R借助于夹持装置(未示出)在中心处被装配至轴22的上端部。
轮胎更换设备10还包括柱状的装配及拆卸单元30，该装配及拆卸单元如图1所示附接至接收单元20的壳体26的左侧。装配及拆卸单元30包括多个安装或移除工具32，其分别通过臂34附接至柱状单元30，并且对于每个工具32包括一个共用的驱动装置或者具有单独的驱动装置，或者对于一些工具具有共用的驱动装置而对于其它工具具有单独的驱动装置(全部未示出)，以便能够被沿装配及拆卸单元30的壳体36竖直驱动。如图1所示，安装工具32的臂34在一端被装配至驱动装置，而臂的第二端部指向轮胎T的侧壁。必须注意的是，壳体36包括导向装置，该导向装置用于当安装或移除工具32通过它们各自的驱动装置而竖直运动时对所述安装或移除工具进行导向。
如图1进一步示出的，负载测量装置40附接至安装或移除工具32的各个臂34或部分臂34或所有臂34。在图1中，仅可见到一个附接至上臂34的上表面的测量装置40。附接至安装或移除工具32的下臂34的测量装置40镜像倒转地被装配至所述下臂34的下表面，因此在图1中不可见。
轮胎更换设备10当然包括控制单元(未示出)，用于通过控制安装或移除工具32的运动和接收单元20的轴22的移动及旋转来控制装配和拆卸进程。控制单元包括存储装置，在该存储装置中至少存储在装配/拆卸过程期间要施加给轮胎T的负载的最大阈值，并且在该存储装置中存储在装配/拆卸过程期间测量到的施加给轮胎T的负载的值。
为了将轮胎T装配至车轮W的轮辋R上或从车轮W的轮辋R拆卸轮胎T，车轮W以轮辋R装配至轴22的上端部。为了更方便地进行操作，轴22可以远离装配及拆卸单元30地水平运动且竖直向下地运动。在这种情况下，轮辋R通过相应的夹持装置被装配至轴22。随后，车轮W与轴22一起向上运动至位于安装或移除工具32之间的中间位置的高度，并且随后朝向装配及拆卸单元30运动到使轮胎T位于安装或移除工具32之间的位置，如图1所示。为了将轮胎T装配至轮辋R上或从轮辋R拆卸轮胎T，安装或移除工具32分别地朝向轮胎T或远离轮胎T运动。同时，轮辋R通过轴22旋转。由此，安装或移除工具32与轮胎T接合。
安装或移除工具32包括对于将轮胎T装配至车轮W的轮辋R上或从车轮W的轮辋R拆卸轮胎T所需的所有工具。为了从轮辋R拆卸轮胎T，作为一种安装或移除工具32的胎缘释放辊子(beadrelease roller)被压靠在轮胎T的侧壁上以从轮辋R释放轮胎T的膨出部。此后，作为另一种安装或移除工具32的移除钩被放置在轮胎T的膨出部与轮辋R之间，并接合在轮胎T的后方。移除钩随后远离轮辋R运动，由此将轮胎T的膨出部从轮辋R拉出。为了将轮胎T装配在轮辋R上，装配工具被压靠在轮胎T的膨出部上，由此将该膨出部推到轮辋R上。作为另一种安装或移除工具32的所述装配工具也具有钩状的截面，该截面的形状对应于轮胎T的膨出部的外表面。
必须注意的是，作为拆卸工具的移除钩和装配工具会被组合在一起并且可以设置在共用的工具支架上。还可行的是，拆卸工具以与装配工具相同的配置被使用。
此外，移除钩和钩状的装配工具可以附接至共用的臂34。在这种情况下，根据预期的过程(装配或拆卸)，相应的工具相对于轮胎T和轮辋R定位。在另一方面，所述拆卸工具和装配工具分别可以作为胎缘释放辊子而包括单独的工具臂，对于每个所述臂包括共用的驱动装置或对于每个所述臂分别具有一个单独的驱动装置。为了执行装配过程或拆卸过程，相应的安装或移除工具32相对于轮胎T和轮辋R定位。
在图1中示出了胎缘释放辊子，其与轮胎T的侧壁接触。为了从轮辋R拆卸轮胎T，所述胎缘释放辊子通过各自的驱动装置朝向彼此移动并且抵靠在轮胎T的侧壁上。
在与轮胎T接合时，安装或移除工具32将一负载施加至轮胎T，特别是施加至轮胎T的侧壁和/或膨出部。由此，工具32的臂34发生变形或严格地说这些臂由于工具32驱动装置的进给运动而在竖直方向上弯曲，并且由于车轮W的旋转而在水平方向上弯曲。基于安装或移除工具32的臂34的变形(位移)的方向和程度，可以计算施加给轮胎T的负载。
通过测量装置40来检测臂34的变形，该测量装置例如包括应变仪，其与轮胎更换设备10的控制单元联接。在包含于控制单元中的计算部分对施加至轮胎T的负载进行计算。将计算出的负载与作为缺省值存储在控制单元存储装置中的与轮胎T具体类型有关的预定负载进行比较。此外，对于每个缺省值给出阈值。阈值可以限定最大容许负载和/或最小负载。在达到或超过最大负载的情况下，控制单元对安装或移除工具32的驱动装置产生作用。当到达最大容许负载的阈值时，减小工具32的进给，由此也应当减小了施加给轮胎T的负载。在减小负载这一措施不足的情况下，停止工具32的进给。在另一方面，在施加给轮胎T的负载下降到低于最小值的情况下，可以增加安装或移除工具32的驱动装置的进给直至达到缺省值。
在装配进程或拆卸进程期间，施加给轮胎T的负载通常紧接在安装或移除工具32与轮胎T接合之前由零开始，升高到最大值，并且在轮胎T已装配或已拆卸之后，负载减小至不变的低水平(接近零)。
因此，通过检测在装配进程或拆卸进程开始时增大的负载，控制单元可以开始如上所述地对进程进行控制，并且当检测到处于低水平的不变的负载时，可以识别出装配进程或拆卸进程结束。因此，可以将相应的信号输出给用户，并且在以后的情况中可以将轮胎更换设备10停止。
作为应变仪的替代，负载测量装置40可以包括压电元件以检测安装或移除工具32的臂34的变形。
与测量装置40的类型无关地，多个压电元件或应变仪可以附接至安装或移除工具32的臂34，例如可以使用各个测量元件中的两个来检测臂34在平面中的变形或在竖直方向及水平方向两个方向上的变形。
根据图1的实施例的测量装置40已经描述为装配在安装或移除工具32的臂34上。当然，在适当时，负载测量装置40也可以附接至安装或移除工具32的末端，例如在图1的胎缘释放辊子的背向轮胎T的侧面上。在一种替代的实施例中，负载测量装置40也可以被容纳在安装或移除工具32的臂34内，例如容纳于设置在臂34中的孔或槽内。
额外地或替代地，也可以使用摄像系统来检测安装或移除工具32的臂34的变形。附接至臂34的标记由所述摄像系统检测并且可以检测所述标记的位移。基于所述标记的位移，可以计算臂34的变形和施加至轮胎T的相应负载。
轮胎更换设备10还包括打印装置，以打印日志，该日志包括在装配进程或拆卸进程期间负载曲线的变化、时长和其它特性，这可以用于校验装配进程或拆卸进程。
在摄像系统用于确定施加至轮胎T的负载的情况下，所述摄像系统也可以用于识别轮胎T的尺寸和类型。基于此，控制单元可以自动地选择针对允许负载的相应的缺省值。此外，用户可以手动输入轮胎T的尺寸和类型，或者可以设置单独的扫描装置来紧接在将轮胎T装配至轮辋R上或从轮辋R拆卸轮胎T之前扫描轮胎T。
必须理解的是，由于对于各个工具32单独地测量由工具32施加至轮胎T的负载，所以也可以单独地执行对工具32的运动的控制。这意味着，例如两个安装或移除工具32的进给可以根据由相应的工具32施加至轮胎T的负载而不同。
此外，轴22也可以包括负载测量装置40，例如应变仪或压电元件以获取在装配进程或拆卸进程期间施加至轴上的负载。
因此，轮胎更换设备10的控制单元也可以将施加至轴22的负载包含到控制操作中。除了安装或移除工具32的关联性和单独的控制之外，从轴22获取的负载值也可以与安装或移除工具32的负载值相关联。可以提供负载值的特征曲线图或可选值域，从而限定所述关联结果的容许范围或阈值。所述负载值的关联性可以记录各种值，例如各负载值之间的差值或它们的关系。特征曲线图或阈值可以限定所述差值的范围或最大值和/或最小值，或为各负载值之间的关系限定百分比值。
因此，控制步骤可以包括，当超过预定的特征域时停止装配过程或拆卸过程。
应该理解的是，对于各个轮胎(类型和尺寸)提供专门的特征曲线图或阈值。此外，所述特征曲线图还可以与轮胎T和/或周围环境的温度相关联。
此外，可以设有温度感测装置并且将其联接至轮胎更换设备10的控制单元。因为例如应变仪包括热敏电阻，温度感测装置可以感测在负载测量装置40的区域内的温度以能够校正测量结果。
替代地或附加地，温度感测装置也可以感测轮胎T的温度。也可以将轮胎T的温度包含到施加至轮胎T的允许负载的计算中，因为轮胎T也具有热敏特性，例如橡胶的柔软性或裂纹敏感性。

Claims (15)

1.一种用于将轮胎(T)装配在车轮(W)的轮辋(R)上以及从车轮(W)的轮辋(R)拆卸轮胎(T)的设备，包括：
至少一个安装或移除工具(32)，用于装配和拆卸所述轮胎(T)，
接收装置(22)，用于在将所述轮胎(T)装配至所述轮辋(R)或从所述轮辋(R)拆卸所述轮胎(T)时接收所述轮辋(R)，以及
控制单元，用于至少控制所述至少一个安装或移除工具(32)的运动，
其特征在于，设有附接至所述至少一个安装或移除工具(32)的负载测量装置(40)，以测量在将所述轮胎(T)装配至所述轮辋(R)上或从所述轮辋(R)拆卸所述轮胎(T)时施加至所述至少一个安装或移除工具(32)的负载。
2.按照权利要求1所述的设备，其特征在于，所述负载测量装置(40)联接至所述控制单元。
3.按照权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述负载测量装置(40)包括至少一个应变仪。
4.按照权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述负载测量装置(40)包括至少一个压电元件。
5.按照权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述负载测量装置(40)包括摄像系统。
6.按照前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述接收装置包括至少一个负载测量装置(40)。
7.按照前述权利要求1至5中任一项所述的设备，其特征在于，设有打印装置，用于打印关于装配进程或拆卸进程的数据。
8.一种用于将轮胎(T)装配在车轮(W)的轮辋(R)上以及用于从车轮(W)的轮辋(R)拆卸轮胎(T)的方法，该方法包括以下步骤：
-使装配在接收装置(22)上的所述轮辋(R)旋转并且使所述至少一个安装或移除工具(32)朝向所述车轮(W)运动，以将所述轮胎(T)装配至所述轮辋(R)上或从所述轮辋(R)拆卸所述轮胎(T)，
-获取在将所述轮胎(T)装配至所述轮辋(R)上或从所述轮辋(R)拆卸所述轮胎(T)时由所述至少一个安装或移除工具(32)施加给所述轮胎(T)的负载，
-计算在将所述轮胎(T)装配至所述轮辋(R)上或从所述轮辋(R)拆卸所述轮胎(T)时由所述安装或移除工具(32)施加给所述轮胎(T)的负载，以及
-基于由所述至少一个安装或移除工具(32)施加给所述轮胎(T)的负载来控制所述至少一个安装或移除工具(32)的运动。
9.按照权利要求8所述的方法，其特征在于，基于所述至少一个安装或移除工具(32)的变形来计算由所述至少一个安装或移除工具(32)施加给所述轮胎(T)的负载。
10.按照权利要求8或9所述的方法，其特征在于，由应变仪感测所述至少一个安装或移除工具(32)的变形。
11.按照前述权利要求7至10中任一项所述的方法，其特征在于，所述至少一个安装或移除工具(32)的变形的阈值存储在控制单元中。
12.按照权利要求11所述的方法，其特征在于，当超过所述至少一个安装或移除工具(32)的变形的阈值时使装配/拆卸设备(10)停止。
13.按照前述权利要求8至12中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括获取施加给所述接收装置(22)的负载的步骤。
14.按照权利要求13所述的方法，其特征在于，所述方法包括将施加给所述安装或移除工具(32)的负载值与施加给所述接收装置(22)的负载关联的步骤。
15.按照权利要求14所述的方法，其特征在于，所述方法还包括基于关联的结果来控制轮胎更换设备(10)的步骤。
CN2012100296228A 2011-02-08 2012-02-08 将轮胎装配至车轮轮辋上或从轮辋拆卸轮胎的设备和方法 Withdrawn CN102632777A (zh)

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