CN105235456B - 用于装配和移除轮胎的机器和方法 - Google Patents

Abstract

本发明描述了一种用于从车辆的车轮(4)的对应轮缘(3)装配和移除轮胎(2)的机器(1)，所述机器(1)包括车轮保持器单元(6)，所述车轮保持器单元(6)绕第一旋转垂直轴线(A)旋转；柱体(8)，所述柱体(8)具有可滑动地联接上臂(15)和下臂(23)的导轨(10)；上操作头部(16)，所述上操作头部(16)连接至所述上臂(15)，所述上臂(15)绕其旋转轴线旋转并且设置有具有沿着纵向方向的细长形状的至少一个上装配工具(18)，所述上装配工具(18)在其操作性地插入所述轮胎(2)的胎圈和所述轮缘(3)的环形边缘之间时平行于所述第一旋转轴线(A)；所述上操作头部(16)设置有与所述上装配工具(18)有角度地间隔开预定角度的至少一个另外工具，通过在操作性地接触所述车轮的工作位置旋转所述上操作头部，使得这些工具可选择性地和交替地定位；并且所述上操作头部(16)设置有壁压工具(21)，所述壁压工具(21)取向为与所述上装配工具(18)一致的方向，所以其可与所述上装配工具(18)同时定位于操作性地接触所述车轮的工作位置；下操作头部(24)，所述下操作头部(24)联接至所述下臂(23)的所述第二端并且设置有设计用于在所述轮胎(2)的下胎圈上操作的至少一个工具。

Description

用于装配和移除轮胎的机器和方法

技术领域

本发明涉及一种用于装配和移除轮胎的机器和方法。

发明背景

为执行轮胎从轮缘的移除和随后的装配操作，现有技术由具有车轮保持器单元和至少一个操作单元的轮胎更换器机器组成。

车轮保持器单元设计用于绕轴线支撑和旋转车轮。操作单元包括使用于不同操作步骤中的工具，这些工具引起：

-将轮胎的胎圈与轮缘的环形端部(即，边缘)分开(还称为胎圈破开的过程)；

-将轮胎从轮缘移除，即，将轮胎从壳体移除，该壳体由轮缘的两个环形边缘之间的空间限定；

-将新轮胎装配于轮缘上，即，将新轮胎定位于壳体中。

应注意，表述“轮胎更换器机器”通常理解为能够从轮缘移除轮胎和然后执行装配操作的机器。还应注意，术语“胎圈”表示轮胎围绕轮缘的环形边缘的部分。

车轮保持器单元包括例如锁定系统，该锁定系统将车轮固定至旋转支撑板。通常，旋转轴线为垂直的，即使如果机器设计用于在重型车辆的车轮上操作，则优选的是采用具有水平轴线的解决方案。

操作单元通常包括至少一个胎圈破开器工具(或胎圈破开器盘)。在使用期间，轮胎胎圈的橡胶变得过热并且胎圈由于橡胶硫化现象粘合至轮缘；因此，需要在开始移除步骤之前将胎圈与轮缘的边缘分开。在胎圈破开步骤期间，车辆通过车轮保持器单元来旋转并且胎圈破开器工具将压力施加于轮胎靠近胎圈的侧壁上从而引起从轮缘的边缘的分开。

应注意，轮胎具有两个胎圈，对应于轮缘的两个环形边缘，所以轮胎更换器机器通常具有一对的胎圈破开器盘，其各自设计用于在轮胎的对应胎圈上起作用。

旋转车轮保持器单元具有自由端和相对端，该自由端固定有车轮，该相对端连接至驱动单元。车轮在车轮保持器单元上的定位使得其可以限定轮胎的下侧和胎圈(面向连接至驱动单元的车轮保持器单元的端部)和轮胎的上侧和胎圈(面向与下侧相反的方向)。

为此，设计用于在上胎圈起作用的工具称为上部工具，而设计用于在下胎圈上起作用的工具称为下部工具。

在轮胎更换器机器中，其中车轮保持器单元配置有垂直轴线，轮胎的下侧和胎圈面向机器的支撑表面(即，向下)，而轮胎的上侧和胎圈面向相对于下侧的相反方向(即，向上)。

轮胎更换器机器配备有许多工具，用于轮胎的胎圈破开、移除和装配；通常，轮胎更换器机器具有设计用于在轮胎的上胎圈上操作(在胎圈破开、移除和装配步骤中)的工具和设计用于在轮胎的下胎圈上操作(在胎圈破开、移除和装配步骤中)的其它不同工具。

每个操作步骤需要使用特定工具或工具的特定组合。鉴于此，应注意，工具通常各自安装于相应支撑臂上，由相应致动器来致动和在相对导轨上移动。

许多移动设备的存在限制了操作员在某区域(其中机器在车轮上操作)附近的视觉，从而妨碍操作员的移动自由度。

这也解释了轮胎更换器机器的尺寸的显著增加，其具有相当复杂的结构。机器的复杂度增加了生产和维护成本。此外，这些机器的增加复杂度由于危害可靠性使得它们更难以被操作员使用，从而增加了错误风险。

这些问题的部分解决方案由专利文件EP1479539提供，该专利文件涉及一种具有操作头部的机器，其中胎圈破开器盘连接至装配/移除工具；这种轮胎更换工具通过机构(其允许该轮胎更换工具从一个工作位置(即，操作位置)更换至非干扰位置(即，静止位置))来移动。

专利文件EP2125394示出了一种具有带有两个工具的旋转操作头部的机器；更具体地，操作头部具有胎圈破开器盘和移除工具。头部的旋转实现了工具的选择。相同臂连接至装配工具，该装配工具由于铰链联接可被降低或升高以交替地采用操作位置或非干扰位置。

专利文件EP1946946示出了一种具有旋转操作头部的机器，该旋转操作头部支撑三个工具(胎圈破开器工具、移除工具和装配工具)，这三个工具通过旋转操作头部，以选择性地和交替地定位于操作位置的方式按120°布置。

然而，这些轮胎更换器机器还具有某些缺点，因为它们不允许轮胎以轮胎修复专员的特别减少数量的动作通过特别简单、可靠和舒适的方式安装。

发明内容

本发明的目标是提供一种用于装配和移除轮胎的机器和方法，其克服了本领域的上述缺陷。

更具体地，本发明的目标是提供一种用于装配和移除轮胎的机器和方法，该方法为特别简单和可靠的。机器的更大简约性导致成本的降低。

本发明的另一个目标是提供一种具有特定降低尺寸的轮胎更换器机器，以向轮胎修复专员赋予操作和可视性的大空间。

本发明的另一个目标是提供一种轮胎更换器机器，其是特别稳健和可靠的。

这些目标通过形成如所附权利要求书所表征的本发明的主题的机器和方法来完全实现。

更具体地，根据本发明的轮胎更换器机器设计用于从由轮缘的环形边缘限定的壳体取出轮胎，和/或将轮胎插入该壳体中。

轮胎更换器机器包括车轮保持器单元和至少一个操作单元。车轮保持器单元配置为绕第一旋转轴线(优选为垂直的)旋转。

应注意，形容词“上”和“下”出于方便描述的目的使用于本文件中，而不是从而限制于具体空间参考，它们保持任意性。形容词“上”和“下”用于区别机器部件的不同功能，而不是限制于绝对空间参考。

在所示的实施例中，车轮保持器单元连接至基座以在垂直于相对的旋转轴线的方向上(即，在远离或朝向操作单元的方向上)移动。

在本发明的一个潜在实施例中，垂直取向的柱体联接至轮胎更换器机器的基座。柱体配备有导轨，两个箱体(上箱体和下箱体)可滑动地联接在该导轨上。优选地，上箱体和下箱体联接至相同导轨，以用于降低根据本发明的轮胎更换器机器的尺寸。

上箱体支撑具有两个端部的上臂。以可沿着第二旋转轴线平动和绕该第二旋转轴线旋转的方式，上臂的第一端联接至上箱体。上臂的第二端连接至上操作头部。

下箱体支撑具有两个端部的下部臂。下部臂的第一端联接至下箱体。下部臂的第二端连接至下操作头部。

上操作头部包括具有某形状的上装配工具和至少一个另外工具，该形状在某方向上为细长的以用于操作性地插入轮胎的胎圈和轮缘的环形边缘之间。优选地，另外工具为上胎圈破开器盘或具有某形状的移除工具，该形状在某方向上为细长的以插入轮胎的胎圈和轮缘的边缘之间。

上操作头部的工具彼此有角度地间隔开预定角度，以通过上操作头部的旋转可选择性地和交替地定位于操作配置。

根据本发明的轮胎更换器机器包括壁压工具以用于与上装配工具同时定位于接触车轮的操作位置，该壁压工具连接至上操作头部并取向为与上装配工具一致的方向。

这使得其有可能通过简单地旋转上操作头部而同时选择上装配工具和壁压工具，从而降低了机器的复杂度。优选地，通过车轮保持器单元的移动(通过沿着垂直于车轮保持器单元的旋转轴线的方向平动)和/或通过在平行于车轮保持器单元的旋转轴线的方向上平动上臂(使用上箱体)和垂直于车轮保持器单元的旋转轴线的方向上平动上臂(通过上臂相对于上箱体的延伸和撤回的移动)，将上部工具定位于接触车轮的操作位置是可能的。

实际上，专用于在上胎圈上工作的上装配工具和壁压工具连接至相同的上操作头部并且具有固定的空间关系。

应注意，优选地，上装配工具具有细长形状；优选地，其沿着平行于车轮保持器单元的旋转轴线并且垂直于上操作头部的旋转轴线的平面所包括的纵向轴线，为细长的。

此外，优选地，上装配工具具有配置用于联接上操作头部的端部和自由端(如果需要，具有某种形状)以在轮胎上操作。优选地，上装配工具(在其操作配置)沿着纵向轴线取向(细长的)，该纵向轴线基本上平行于车轮保持器单元的旋转轴线(即，平行于第一旋转垂直轴线)。

关于连接至上操作头部的上装配工具和壁压工具之间的空间关系，注意下述内容。

优选地，壁压工具以相对于穿过第一旋转垂直轴线和穿过上装配工具的平面的预定距离横向地定位。

这确保了，在上装配工具和壁压工具操作性地和同时作用于轮胎上时，壁压工具按压于轮胎的某区域上，该区域相对于其中上装配工具作用的区域横向地定位(沿着由轮胎的胎圈所限定的圆周有角度地间隔开预定量)。应注意，为了进行操作，壁压工具必须按压于轮胎的一部分上，其中胎圈已插入由轮缘的边缘所限定壳体内部。因此，壁压工具相对于上装配工具的位置通过由车轮保持器单元所旋转的车轮的旋转方向来确定。

此外，优选地，壁压工具与第一旋转垂直轴线的距离大于上装配工具所位于的距离。

这确保了，在上装配工具和壁压工具操作性地和同时地作用于轮胎上时，壁压工具按压于轮胎侧部的区域上，而上装配工具作用于相同轮胎的胎圈上。

此外，优选地，壁压工具在车轮保持器单元的第一旋转轴线的方向上(即，上装配工具的纵向轴线的方向上)以相比于上装配工具与上操作头部的更大距离来定位。这有利于在上装配工具定位用于在胎圈和轮缘的边缘之间操作时推压作用于轮胎的侧部上。

还应注意，本发明的所提出的解决方案增加了机器的可靠性，因为其通过限制操作员需要执行的操作数量(例如，壁压工具在其操作位置的手动定位)而降低了操作员的错误的可能性。

壁压工具包括接触元件，该接触元件在车辆的侧部在操作位置被按压时配置为绕其旋转轴线旋转。优选地，接触元件具有尖顶形状以更好适配不同类型轮胎的侧部；然而，这不排除具有盘形状的接触元件的任何使用，即，类似于其的形状通常用于胎圈破开器盘。

优选地，壁压工具连接至上装配工具；优选地，壁压工具以刚性形式连接至上装配工具。根据本发明，连接利用连接臂进行；优选地，连接臂在配置用于与上操作头部连接的部分和配置用于在轮胎上操作的部分之间的中间区域中固定至上装配工具。所示的实施例限制了连接臂的长度，因而降低了其在操作步骤中经受的应力强度，从而增加使用寿命。

在一个实施例中，轮胎更换器机器的上操作头部除与壁压工具联接的上装配工具之外还包括两个另外工具，即上胎圈破开器盘和移除工具。固定至上操作头部的这些工具以预定角度有角度地间隔开，以通过上操作头部的旋转在操作配置中选择性地和交替地选用。

因此，特定实施例限定了三种操作配置：

-第一操作配置，其中上胎圈破开器盘取向朝向轮胎的上侧；

-第二操作配置，其中移除工具取向朝向轮胎的上侧；

-第三操作配置，其中上装配工具和连接至其的壁压工具同时取向朝向轮胎的上侧。

应注意，根据本发明，存在至少一种操作配置，其中可同时选择两个工具，即，上装配工具和壁压工具。

应注意，使安装于操作头部上的工具分离的角度距离允许工具在车轮上操作以不干扰非作用工具。应注意，该解决方案允许所有工具一起聚集在上操作头部上，这些工具配置用于相对于由车轮保持器单元旋转的的车轮在固定位置操作，并且设计用于在轮胎装配和移除步骤期间在轮胎的侧壁上和上胎圈上工作。应注意，这些工具可通过旋转上操作头部来选择。优选地，旋转在上操作头部处于诸如保证车轮与固定至上操作头部的工具的不干扰距离时进行控制。优选地，上部工具具有远离上臂的(即，远离上头部的)、置于垂直于第二旋转轴线(即，上操作头部的旋转轴线)的平面中的相应端部。

应注意，上装配工具和壁压工具固定至上操作头部以联合起作用，从而同时处于作用配置或同时处于不干扰配置，即，上装配工具和壁压工具被同时启用(处于作用配置)或同时停用(处于不干扰配置)；这还得益于这样的事实：头部在单独的预定位置之间旋转。

这降低了轮胎修复专员的错误可能性。

在一个实施例中，操作头部在可能的操作配置之间的旋转由第一致动器控制，具有三个阶段。第一致动器限定了第一阶段，其中上操作头部定位于第一操作配置；第二阶段，其中上操作头部处于第二操作配置；第三阶段，其中上操作头部定位于第三操作配置；从而限定了随着预定旋转方向(即，向前)的预定顺序。第一致动器连接至控制单元；控制单元根据下述阶段的预定顺序(第一阶段、第二阶段、第三阶段)控制第一致动器从一个阶段至另一个阶段的移动，其中从第一阶段至第二阶段的通行和从第二阶段至第三阶段的通行对应于上操作头部根据向前方向的旋转，而从第三阶段至第一阶段的通行对应于上操作头部在相反方向上(即，向后)的旋转。

这增加了轮胎更换器机器的可靠性；致动器和操作的预定顺序的引入限制了操作员的错误风险，其职责仅为启用致动器的控制单元。第一致动器与一第一系统一起操作以用于锁定旋转，该锁定防止了上臂在各个操作步骤期间的旋转。优选地，用于锁定旋转的第一系统包括电气控制的销钉(例如，使用第二致动器)，但是不排除使用其它解决方案。

轮胎更换器机器的下操作头部包括彼此有角度地间隔开预定角度的至少两个下部工具，以通过下操作头部的旋转在操作配置中选择性地和交替地定位。优选地，固定至下操作头部的下部工成角度地间隔开90度。

优选地，下部工具具有远离下臂的(即，远离下头部的)、置于垂直于第三旋转轴线(即，下操作头部的旋转轴线)的平面中的相应端部。

优选地，下部工具包括下胎圈破开器盘和下装配工具。应注意，优选地，下装配工具具有细长形状；优选地，其形状沿着平行于车轮保持器单元的旋转轴线并且垂直于下操作头部的旋转轴线的平面所包括的纵向轴线为细长的。

此外，优选地，下装配工具具有配置用于联接下操作头部的端部和自由端(如果需要，具有某种形状)以在轮胎上操作。优选地，下装配工具(在其操作配置)沿着一纵向轴线取向(细长的)，该纵向轴线基本上平行于车轮保持器单元的旋转轴线(即，平行于第一旋转垂直轴线)。

所示的实施例允许至少两种工具：设计用于在下头部上起作用，集成于单个操作头部上(专用于在轮胎的下胎圈上工作)。下操作头部由单臂支撑和移动，其中整体尺寸和用来将工具移动至接触车轮的相应操作位置所需的致动器数必然降低。应注意，优选地，通过车轮保持器单元的移动(通过沿着垂直于车轮保持器单元的旋转轴线的方向平动)和/或通过在平行于车轮保持器单元的旋转轴线的方向上平动下臂(使用下箱体)和垂直于车轮保持器单元的旋转轴线的方向上平动下臂(通过下臂相对于下箱体的延伸和撤回的移动)，将下工具定位于接触车轮的操作位置是可能的。

优选地，下装配工具配置用于采用两个位置：作用位置和静止位置。优选地，下装配工具绕横截于下操作头部的旋转轴线”C”的第四轴线”D”旋转以穿过静止位置至作用位置。

优选地，静止位置的下装配工具相对于作用位置的相同工具成至少70度的角度。换句话说，下装配工具的旋转必须优选地大于70度以允许下装配工具穿过静止位置至作用位置。

该解决方案允许用于避免干扰的下操作头部的工具之间必然存在的最小角度距离的降低。此外，角度距离的降低允许整体尺寸的降低；下操作头部的工具不占用头部的下部，因此不限制下箱体的行程，以避免与轮胎更换器机器的基座的干扰。

本发明还限定了一种用于相对于车辆车轮的对应轮缘装配(和移除)轮胎的方法，该方法包括下述步骤：

-准备旋转的车轮保持器单元；

-准备配备有上装配工具和至少一个另外工具的旋转的上操作头部；

-准备壁压工具，该壁压工具连接至上操作头部并且取向为与上装配工具一致的方向以用于与上装配工具同时定位于工作位置；

-准备配备有至少一个下胎圈破开器工具和至少一个下装配工具的下操作头部，这两种工具有角度地间隔开，以通过将下操作头部旋转至操作配置而选择性地和交替地定位，其中所选的工具取向朝向安装于车轮保持器单元的车轮；

-将车轮固定至车轮保持器单元；

-旋转下操作头部以用于选择下装配工具，使其取向朝向车轮的下侧；

-通过移动下箱体将下装配工具移动朝向轮缘的上边缘，以用于将下装配工具定位于轮胎的下胎圈和轮缘的上边缘之间的工作位置；

-旋转车轮保持器单元和固定至其的车轮以将轮胎的下胎圈插入由轮缘的边缘界定的壳体内部；

-在将下胎圈插入轮缘的壳体内部时，停止车轮保持器单元和固定至其的车轮的旋转；

-将下操作头部移动远离车轮；

-以这些工具可同时定位于接触车轮的相应操作位置的方式，在操作配置旋转上操作头部，其中上装配工具和壁压工具取向朝向车轮的上侧；

-通过移动上箱体和通过上操作头部和车轮保持器单元的相对移动，将上操作头部移动朝向车轮，以将上装配工具和壁压工具同时移动进入各自的接触车轮的操作位置；

-旋转车轮保持器单元和固定至其的车轮。在一个特定实施例中，上操作头部包括彼此有角度地间隔开预定角度的三种工具，以通过上操作头部的旋转可选择性地和交替地定位于操作配置。

更具体地，当工具为上胎圈破开器工具、移除工具和连接至壁压工具的上装配工具时，该方法包括在适于选择上操作头部的操作配置的预定方向上产生上操作头部的旋转移动的步骤，该上操作头部顺序地选择：

-上胎圈破开器工具，

-移除工具，

-上装配工具和连接至其的壁压工具。

在特定实施例中，其中上操作头部在可能的操作配置之间的旋转由第一三阶段致动器控制，轮胎更换器机器包括用于锁定上头部的旋转的机构。在这种情况下，该方法还包括下述步骤：

-断开用于锁定上端部旋转的第一系统；

-利用第一三阶段致动器旋转上操作头部，直至其到达第一、第二和第三操作配置之间的操作配置；

-在到达预定操作配置时重新连接第一锁定系统。

优选地，断开和重新连接自动地进行。优选地，销钉的断开和重新连接由第二机电致动器控制。

优选地，联接至上操作头部的工具(上装配工具、移除工具、上胎圈破开器盘和壁压工具)具有远离上臂的且置于基本上垂直于上操作头部的旋转轴线的平面中的相应端部。

优选地，联接至下操作头部的工具(下装配工具、下胎圈破开器盘)具有远离下臂的且置于基本上垂直于下操作头部的旋转轴线的平面中的相应端部。

这防止了(连接至相同头部)在处于启用位置的工具(即处于相对操作配置的工具)的使用期间，被定位于停用位置的工具干扰轮缘的风险，

在一个特定实施例中，下装配工具在静止位置和作用位置之间为可移动的，并且配置用于交替地采用静止位置或作用位置。在这种情况下，该方法还包括将下装配工具从静止位置移动至作用位置的步骤。

附图说明

本发明的这些和其它特征参考附图根据其优选的非限制实例实施例的下述详细描述将变得更显而易见，其中：

-图1为根据本发明的轮胎更换器机器的透视图，其中一些部分切除以更好示出其它部分；

-图2和3分别示出了根据本发明的图1的轮胎更换器机器的构造细节的透视图和侧视图；

-图4示出了根据本发明的工具保持器头部的前视图；

-图5示出了图3的横截面V-V，其中一些部分切除以更好示出其它部分；

-图6示出了图3的横截面VI-VI，其中一些部分切除以更好示出其它部分；

-图7和8示出了根据本发明的图1的轮胎更换器机器的构造细节的透视图，其中下装配工具处于两个对应不同位置，第一为静止位置，而第二为操作位置。

具体实施方式

参考附图，数字1表示根据本发明用于从车轮4的对应轮缘3装配和移除轮胎2的机器(即，轮胎更换器机器)。

机器1包括基座5。基座5包括车轮保持器单元6。车轮保持器单元6设计用于容纳车轮4和用于使其绕第一旋转轴线“A”旋转，以允许上述移除和装配操作。优选地，第一旋转轴线“A”为垂直的。

车轮保持器单元6包括连接至旋转装置(未示出)的中空轴，和允许夹持工具(或杆)7穿过的穿孔支撑表面(未示出，已知类型)。通常，出于使车轮4处于中心的目的，夹持杆7(已知类型)由具有锥形、中间或端部部分7a的纵向轴限定。

车轮4被锁定以与车轮保持器单元6的轴一体地旋转。为此，在将车轮4定位于支撑表面上之后，将夹持杆7插入车轮保持器单元6的孔中，然后以合适的机构收紧，以保持锥形部分按压于轮缘3上。

在将车轮4置于具有垂直轴线的支撑表面上时，轮胎2具有面向基座5的下侧和面向相对于下侧的相反方向的上侧。两个侧部各自包括接触轮缘3的环形边缘的胎圈，即，轮胎2的加强边缘。上侧的胎圈在下文中将称为上胎圈，并且类似地，下侧的胎圈在下文中将称为下胎圈。轮缘3对应于上胎圈的边缘在下文中将称为上边缘，并且类似地，对应于下胎圈的边缘在下文中将为下边缘。轮缘的两个环形边缘之间的空间限定了壳体，轮胎在装配步骤期间定位于其中，或轮胎在移除步骤期间从该壳体移除。应注意，在下述描述中，使用形容词“上”和“下”而不旨在将本发明所给予的保护范围限制于这样的事实：车轮的旋转轴线垂直于机器的支撑表面(“垂直轴线”；这为优选的实施例)，因为轴线也可为“水平的”或以另一种方式取向。

车轮保持器单元6联接至基座5以用于在垂直于第一旋转轴线“A”的方向上移动。更具体地，车轮保持器单元6包括与之成整体的板9。板9覆盖基座5中的凹槽，该凹槽对于车轮保持器单元6的轴具有导轨的作用。应注意，板9防止了凹槽中物体的突然跌落，从而防止对轮胎更换器机器1的损害。

在所示的实施例中，轮胎更换器机器1包括与之相关的基座，在平行于第一旋转轴线“A”的方向上延伸的柱体8。优选地，柱体8垂直地延伸。车轮保持器单元6因此可朝向或远离柱体8移动，从而允许轮胎更换器机器1在不同直径的轮胎上操作。

柱体8包括导轨10，导轨10沿着柱体8的主要延伸方向延伸。上箱体11可滑动地约束至导轨10以沿着导轨10向上或向下移动。出于沿着导轨10在第一上端位置和第二下端位置之间移动上箱体11的目的，第一移动系统12与上箱体11相关。

与上箱体11相关的第一移动系统12包括第一柱塞12a。第一柱塞12a包括轴向孔以用于可滑动地联接至第一导轨杆12b。更具体地，第一导轨杆12b与柱体8是整体的并且第一柱塞12a的上端联接至上箱体11。

上臂15包括第一端和第二端。臂15的第一上端联接至上箱体11。更具体地，该联接允许上臂15绕第二旋转轴线“B”的旋转。优选地，第二旋转轴线“B”垂直于旋转轴线“A”。优选地，第二旋转轴线“B”平行于其中车轮保持器单元6相对于基座5可移动的方向。上臂15的第二端连接至上操作头部16，上操作头部16固定至上臂15。

下箱体13可滑动地约束至导轨10以沿着导轨10向上或向下移动。第二移动系统14与下箱体13相关以沿着导轨10在第一下端位置和第二上端位置之间移动下箱体13。优选地，上箱体11和下箱体13可滑动地约束至导轨10。

与下箱体13相关的第二移动系统14包括第二柱塞14a。第二柱塞14a包括轴向孔以用于可滑动地联接至第二导轨杆14b。更具体地，第二导轨杆14b与柱体8是整体的并且第二柱塞14a的下端联接至下箱体13。

下臂23包括第一端和第二端。下臂23的第一端固定至下箱体13。下臂23的第二端连接至下操作头部24。

上操作头部16由主体17组成，主体17包括至少一个上装配工具18和至少一个另外工具。上装配工具18由一上装配工具主体限定，该主体在某方向上具有细长形状以用于操作性地插入轮胎2的上胎圈和轮缘3的上边缘之间，以将上胎圈的第一部分定位于轮缘3的壳体内部。

优选地，上装配工具18和另外工具(即，旋转移动)彼此有角度地间隔开预定角度，以通过上操作头部16的旋转选择性地和交替地定位于操作配置(即，工作配置)。

甚至更优选地，上装配工具18和另外工具在角度上是等距的。

优选地，另外工具为上胎圈破开器工具19或移除工具20。移除工具20在某方向上具有细长形状(例如爪状)以插入轮胎2的上胎圈和轮缘3的上边缘之间，以用于从轮缘3的壳体握持和拔出上胎圈的一部分。上胎圈破开器工具19包括由支撑臂19b支撑的圆形主体19a。圆形主体19a配置用于朝向下胎圈按压于轮胎2的上胎圈上，以引起从轮缘3的上边缘的分开。圆形主体19a和支撑臂19b之间的联接在位于工作位置时允许圆形主体19a接触车轮4旋转。

根据本发明，壁压工具21优选地以刚性方式连接至上操作头部16。

壁压工具21取向为与上装配工具18一致的方向，所以其可与上装配工具18同时放置于工作位置，该工作位置操作性地接触车轮。

优选地，壁压工具21直接连接至上装配工具18。优选地，壁压工具21通过连接臂22连接至上装配工具18。

在所示的特定实施例中，连接臂22具有两个端部。连接臂22的第一端连接至上装配工具18。连接臂22的第二端联接至壁压工具21的接触元件21a。接触元件21a和连接臂22之间的联接允许接触元件在其在操作位置接触通过车轮保持器单元6所旋转的车轮4时旋转。优选地，接触元件21a具有尖顶形状以更好适配不同类型的轮胎2的外形。

在所示的实施例中，除了联接至壁压工具21的上装配工具18之外，上操作头部16还包括两个另外工具，上胎圈破开器盘19和移除工具20。因此，上操作头部16配置用于采用三种操作配置：

-第一操作配置，其中胎圈破开器盘19取向朝向轮胎2的上侧；

-第二操作配置，其中移除工具20取向朝向轮胎2的上侧；

-第三操作配置，其中上装配工具18和连接至其的壁压工具21同时取向朝向轮胎

的上侧。

优选地，固定至上操作头部16的工具18、19和20有角度地间隔开120°的角度，这保证了操作工具(或一对工具)和非作用工具之间的不干扰。优选地，上操作头部16的工具18、19、20具有远离上臂15的且置于垂直于第二旋转轴线“B”的平面中的相应端部。

在各种操作步骤期间，工具经受衍生自接触由车轮保持器单元6所旋转的车轮4的力。这些力往往使操作工具旋转(以及在平行于车轮的轴线的方向上平动，因为轮胎为部分弹性的)。因此，上操作头部16的主体17成形用于将工具18、19、20容纳于基座中并且防止上述移动。更具体地，上操作头部16的主体17具有工具18、19、20固定至其的外表面。

优选地，上操作头部16的主体17包括径向凹槽(限定于外表面上)；径向凹槽具有接触工具基座的侧壁并且通过干扰构成旋转锁具以防止工具18、19、20相对于上操作头部16的突然旋转。因此，优选地，每个径向凹陷容纳工具的基座。

上臂15的旋转移动由第一致动器25控制。第一致动器25移动连接至齿轮27的齿条26。齿轮27联接至上臂15以绕旋转轴线“B”旋转。

更具体地，上臂15的第一端由通过径向固定元件29固定至上臂15的罩28封闭。罩28具有垂直于上臂15的旋转轴线的成形表面28a以用于容纳齿轮27。齿轮27用轴向锁定元件29固定至成形表面28a。优选地，第一致动器25为三阶段致动器，以用于使上操作头部16在三个上述操作配置之间旋转。第一致动器25具有第一阶段，其中上操作头部16定位于第一操作配置；第二阶段，其中上操作头部16定位于第二操作配置；第三阶段，其中上操作头部16定位于第三操作配置；从而限定了随着所述上操作头部16的预定旋转方向(即，向前)的预定顺序(第一阶段、第二阶段、第三阶段)。控制单元41连接至第一致动器25以控制第一致动器25从一个阶段至另一个阶段的移动。从第一阶段至第二阶段的通行和从第二阶段至第三阶段的通行对应于上操作头部16根据向前方向的旋转，而从第三阶段至第一阶段的通行对应于上操作头部16在相反方向上(即，向后)的旋转。

在每个操作步骤期间，上臂15的旋转运动由第一系统30锁定以用于锁定旋转。优选地，用于锁定旋转的第一系统30包括第一销钉30a，第一销钉30a设计为插入罩28的侧壁28b中形成的径向孔31中。在所示的实施例中，其中上操作头部16可交替地采用三种操作配置，罩28的横向表面具有有角度地间隔开120°的三个径向孔31(图6)。

优选地，第一销钉30a的断开和重新连接由第二致动器控制。第二致动器在上臂15已完成其旋转移动时控制第一销钉30a的插入以到达特定操作位置。然而，应注意，如果一弹簧对销钉施加力，该销钉在其处于径向孔31中的一个时能够自动地插入，则插入控制可在选择移动期间进行，即，在上臂15的两个不同操作位置之间的通行期间。

在所示的特定实施例中，机器1还包括第三致动器42，第三致动器42用于在第二旋转轴线“B”的方向上移动上臂15。应注意，上臂15的移动引起连接至其的部件的移动，特别是上操作头部16、第一致动器25、齿条26、齿轮27和锁定系统30，从而在由第三致动器42控制的平动运动中限定与上臂15成整体的上操作单元。

第三致动器42在工作位置(其中上头部16的工具对准轮缘3的边缘以进行所有操作)和脱离位置(其中上操作头部16远离工作区域以有利于将车轮4定位于车轮保持器单元6上和从车轮保持器单元6移除车轮4的操作)之间移动上臂15。优选地，第三致动器42具有两个阶段。优选地，第三致动器42为具有两个阶段的圆柱体。

下操作头部24联接至下臂23的第二端并且设置有至少一个下部工具，该下部工具设计用于在轮胎的下侧上操作。

优选地，下操作头部24包括至少两个工具，即，下胎圈破开器盘32和下装配工具33。下胎圈破开器盘32以类似于上胎圈破开器盘19的方式配置用于按压在轮胎2的下胎圈上和用于在其接触由车轮保持器单元6旋转的车轮4时绕相对轴线旋转。下装配工具33由主体限定，该主体在某方向上具有细长形状以用于操作性地插入轮胎2的下胎圈和轮缘3的上边缘之间，以在开始装配步骤时将下胎圈定位于轮缘3的壳体内部。

优选地，下操作头部24的工具径向地间隔开预定角度，以通过下操作头部24绕第三旋转轴线“C”的旋转而选择性地和交替地定位于操作配置。优选地，第三旋转轴线“C”和第二旋转轴线“B”是共面的或平行的。优选地，下操作头部的工具径向地间隔开90°的角度，以限制基座5附近的整体尺寸。优选地，上操作头部24的工具32、33具有远离下臂23的且置于垂直于第三旋转轴线“C”的平面中的相应端部。

应注意，下操作头部24因而配置用于采用两种操作配置：

-第一操作配置，其中下胎圈破开器盘32取向朝向车轮4的下侧；

-第二操作配置，其中下装配工具33取向朝向车轮4的下侧。

下臂23包括第二锁定系统34，以用于将下操作头部24的旋转锁定于可能操作配置的每一个。优选地，第二锁定系统包括第二销钉34a。

下装配工具33配置为交替地采用静止位置(图7)(在下操作头部24的第一操作配置期间采用)，或作用位置(图8)(在下操作头部24的第二操作配置期间采用)。优选地，下装配工具33以铰链机构35在作用位置和静止位置之间旋转。优选地，铰链机构35的旋转轴线垂直于第三旋转轴线“C”。

应注意，铰链机构35包括连接至下装配工具33的回复弹簧36以使其移动反抗远离静止位置和远离作用位置。在所示的特定实施例中，在工具处于作用位置时，回复弹簧36在下装配工具33朝向静止位置的旋转部分期间延伸，从而产生反抗移动的力。在进行旋转预定角度之后，回复弹簧36超出死点并开始缩短，从而施加有利于下装配工具33的移动至静止位置的力。反抗在工具从静止位置移动至作用位置期间发生。应注意，通过采用这个解决方案，作用位置和静止位置是下装配工具33的稳定位置。

还应注意，下装配工具33的基座通过配置有防旋转肩部37a的成形板37连接至铰链机构35。

在所示的实施例中，轮胎更换器机器1还包括辅助工具38，辅助工具38在装配步骤期间可与轮胎2的上侧相关。辅助工具38配置用于在某区域(其中上胎圈已插入轮缘3的壳体中)按压于轮胎的上侧壁上。在其操作步骤中，辅助工具38与由车轮保持器单元6旋转的车轮4成整体。

在所示的特定实施例中，辅助工具38以铰接臂39连接至柱体8，铰接臂39允许在垂直于第一旋转轴线“A”的平面中的移动。辅助工具38通过联接至铰接臂39的第四致动器40在平行于第一旋转轴线“A”的方向上移动。

本发明还提供了一种用于将轮胎2装配于车轮4的对应轮缘3上和/或从车轮4的对应轮缘3移除轮胎2的方法。应注意，下述描述不限制所述特定实施例的保护范围。

根据下述步骤，移除操作包括预备工序以用于破开轮胎的胎圈，然后实际移除：

-准备可旋转的车轮保持器单元6；

-将车轮4固定至车轮保持器单元6；

-将车轮保持器单元6移动朝向柱体8，和/或将上臂15移动朝向车轮保持器单元6；

-准备处于其第一操作配置的上操作头部16，即，选择上胎圈破开器盘19；

-准备处于其第一操作配置的下操作头部24，即，选择下胎圈破开器盘32；

-通过移动上箱体11以将上胎圈破开器工具19带至接触轮胎2的上胎圈，将上操作头部16移动朝向车轮4；

-通过移动下箱体13以将下胎圈破开器工具32带至接触轮胎2的下胎圈，将下操作头部24移动朝向车轮4；

-旋转车轮保持器单元6和固定至其的车轮4；

-在完成胎圈破开步骤时(此时，完成胎圈破开)，停止车轮破开器单元6和固定至其的车轮4的旋转；

-通过移动上箱体11将上操作头部16移动远离车轮4，以允许上操作头部16的旋转和工具的更换；

-通过移动下箱体13将下操作头部24移动远离车轮4；

-操作控制单元41以将上操作头部16带至第二操作配置，即，选择移除工具20；控制单元41的操作包括，将用于锁定上臂15旋转的第一系统30进行自动断开，以及在到达第二操作配置时对其进行后续连接；

-通过移动上箱体11将上操作头部16移动朝向车轮4以将移除工具20插入轮胎2的上胎圈和轮缘3的上边缘之间；

-将上操作头部16移动远离车轮4以允许移除工具20将轮胎2的上胎圈带至超越轮缘3的上边缘；

-旋转车轮保持器单元6和固定至其的车轮4；

-在轮胎2的上胎圈已经完全越过轮缘3的上边缘时，升高下操作头部24以允许轮胎2的下胎圈也离开由轮缘3的边缘限定的壳体；

-在完成移除步骤时，停止车轮保持器单元6和固定至其的车轮4的旋转；

-通过移动上箱体11将上操作头部16移动远离车轮4，以有利于轮胎2与轮缘3完全分开的移动和有利于上操作头部16的旋转以用于更换工具。

将轮胎2装配于轮缘3上包括下述操作步骤：

-通过旋转下操作头部24(如果需要)，选择该头部上的下装配工具；

-通过移动下箱体13将下操作头部24移动朝向车轮4，以将下装配工具33带至轮胎2的下胎圈和轮缘3的上边缘之间；

-旋转车轮保持器单元6和固定至其的车轮4；

-在结束将下胎圈插入轮缘3的壳体内部时，停止车轮保持器单元6和固定至其的车轮4的旋转；

-通过移动下箱体13将下操作头部24移动远离车轮4；

-操作控制单元41以将上操作头部16带至其第三操作配置(即，选择联接至壁压工具21的上装配工具18)；该步骤也可在开始装配步骤时发生；

-通过移动上箱体11(平行于车轮保持器单元的轴线“A”)和通过上操作头部16和车轮保持器单元6垂直于车轮保持器单元的轴线“A”的相对移动，将上操作头部16移动朝向车轮4，以将工具18、21带至接触车轮4的相应操作位置；一旦已通过旋转上操作头部16选择所需的工具对，则将上操作头部16自身移动朝向车轮4，直至工具18、21处于相应操作位置；更具体地，上装配工具18在其工作位置接触轮胎并且插入轮胎2的上胎圈和轮缘3的上边缘之间以同时操作定位于车轮4的上侧的壁压工具21；控制单元41的操作包括，将用于锁定上臂15旋转的第一系统30自动断开，以及在到达第三操作配置时对其进行后续自动连接；

-旋转车轮保持器6和固定至其的车轮4；

在完成装配步骤时，停止车轮保持器单元6和固定至其的车轮4的旋转。

Claims (15)

1.一种用于从车辆的车轮(4)的对应轮缘(3)装配和移除轮胎(2)的机器(1)，所述机器(1)包括：

-车轮保持器单元(6)，所述车轮保持器单元(6)绕第一旋转垂直轴线(A)旋转；

-柱体(8)，所述柱体(8)具有垂直地取向的导轨(10)；

-上臂(15)和下臂(23)，各自具有第一和第二端；

-上箱体(11)，所述上箱体(11)联接至所述柱体(8)的所述导轨(10)并连接至所述上臂(15)的所述第一端；

-上操作头部(16)，所述上操作头部(16)连接至所述上臂(15)的所述第二端，绕第二旋转轴线(B)旋转，设置有具有沿着纵向方向的细长形状的至少一个上装配工具(18)以操作性地插入所述轮胎(2)的胎圈和所述轮缘(3)的环形边缘之间，并且设置有与所述上装配工具(18)有角度地间隔开预定角度的至少一个另外工具，使得这些工具通过在相应操作配置中使所述上操作头部(16)旋转为交替地可选的，其中这些工具取向朝向所述车轮以通过所述上操作头部(16)的平动而定位于接触所述轮胎(2)的工作位置；

-下操作头部(24)，所述下操作头部(24)联接至所述下臂(23)的所述第二端并设置有设计用于操作性地作用于所述轮胎(2)的下胎圈上的至少一个工具，所述下臂(23)的所述第二端可滑动地联接至所述柱体(8)；

所述机器(1)特征在于，所述机器(1)包括壁压工具(21)，所述壁压工具(21)连接至所述上操作头部(16)并且取向为与所述上装配工具(18)一致的方向以用于与所述上装配工具(18)同时定位于工作位置，其中所述壁压工具(21)和所述上装配工具(18)均接触定位于所述车轮保持器单元(6)上的所述车轮(4)。

2.根据权利要求1所述的机器(1)，所述机器(1)包括下箱体(13)，所述下箱体(13)联接至所述柱体(8)的所述导轨(10)并连接至所述下臂(23)的所述第一端。

3.根据前述任一项权利要求所述的机器(1)，其中所述上装配工具(18)在选择处于所述工作位置时以其纵向轴线平行于所述第一旋转垂直轴线(A)定位，并且其中所述壁压工具(21)相对于穿过所述第一旋转垂直轴线(A)和所述上装配工具(18)的平面以预定距离横向地定位。

4.根据权利要求1或权利要求2所述的机器(1)，其中所述壁压工具(21)以与所述第一旋转垂直轴线(A)的距离来定位，所述距离大于所述上装配工具(18)相对于所述第一旋转垂直轴线(A)定位的距离。

5.根据权利要求1或权利要求2所述的机器(1)，其中所述壁压工具(21)包括接触元件(21a)，所述接触元件(21a)配置成绕相对轴线旋转和/或具有尖顶形状。

6.根据权利要求1或权利要求2所述的机器(1)，其中所述壁压工具(21)以连接臂(22)刚性地连接至所述上装配工具(18)。

7.根据权利要求1或权利要求2所述的机器(1)，其中所述上操作头部(16)的所述另外工具为上胎圈破开器盘(19)或移除工具(20)，所述移除工具(20)具有在某个方向上细长的形状以插入所述轮胎(2)的所述胎圈和所述轮缘(3)的所述边缘之间。

8.根据权利要求1或权利要求2所述的机器(1)，其中所述上操作头部(16)除所述上装配工具(18)之外还包括两个另外工具，即上胎圈破开器盘(19)和移除工具(20)，并且其中所述上装配工具(18)、上胎圈破开器盘(19)和移除工具(20)以预定角度有角度地间隔开以通过旋转为交替地可选的，从而限定相应操作配置，其中所述上装配工具、上胎圈破开器盘和移除工具取向朝向安装于所述车轮保持器单元上的所述车轮以用于通过所述上操作头部的平动而定位于接触所述轮胎的工作位置：第一操作配置，其中选择所述上胎圈破开器盘(19)，第二操作配置，其中选择所述移除工具(20)，第三操作配置，其中选择所述上装配工具(18)和所述壁压工具(21)。

9.根据权利要求8所述的机器(1)，所述机器(1)包括：

-第一三阶段致动器(25)，所述第一三阶段致动器(25)操作性地连接至所述上操作头部(16)以用于使其在所述操作配置之间旋转，其中所述第一三阶段致动器(25)限定了第一阶段，其中所述第一阶段将所述上操作头部(16)定位于所述第一操作配置中，第二阶段，其中所述第二阶段将所述上操作头部(16)定位于所述第二操作配置中，第三阶段，其中所述第三阶段将所述上操作头部(16)定位于第三操作配置中，从而限定了操作位置随着所述上操作头部(16)的预定旋转方向的预定顺序；

-控制单元(41)，所述控制单元(41)连接至所述第一三阶段致动器(25)以用于根据下述预定阶段的顺序：第一阶段、第二阶段、第三阶段控制从一个阶段至另一个阶段的移动，其中从所述第一阶段至所述第二阶段的通行和从所述第二阶段至所述第三阶段的通行对应于所述上操作头部(16)根据所述预定旋转方向的旋转，并且从所述第三阶段至所述第一阶段的通行对应于所述上操作头部(16)在与所述预定旋转方向相反的方向上的旋转。

10.根据权利要求1或权利要求2所述的机器，其中所述上操作头部(16)限定了容纳所述上装配工具(18)和至少一个另外工具的相应基座部分的径向凹槽。

11.根据权利要求1或权利要求2所述的机器，其中所述下操作头部(24)包括至少两个下部工具，所述两个下部工具有角度地间隔开预定角度以用于在用于旋转所述下操作头部(24)的相应操作位置为选择性地或交替地可定位的。

12.根据权利要求11所述的机器，其中所述下部工具包括下胎圈破开器盘(32)和下装配工具(33)。

13.一种用于将轮胎(2)装配于车辆的车轮(4)的对应轮缘(3)上的方法，所述方法特征在于其包括下述步骤：

-准备可旋转车轮保持器单元(6)；

-准备配备有上装配工具(18)和至少一个另外工具的旋转上操作头部(16)；

-制备壁压工具(21)，所述壁压工具(21)连接至所述上操作头部(16)并且取向为与所述上装配工具(18)一致的方向以用于与所述上装配工具(18)同时定位于工作位置；

-将所述车轮(4)固定至所述车轮保持器单元(6)；

-使所述上操作头部(16)在操作配置旋转，其中所述上装配工具(18)和所述壁压工具(21)取向朝向所述车轮(4)，使得所述上装配工具(18)和所述至少一个另外工具通过所述上操作头部的平动同时为可定位接触所述车轮(4)；

-旋转所述车轮保持器单元(6)和固定至其的所述车轮。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述上操作头部(16)包括上胎圈破开器工具(19)、移除工具(20)，并且其中存在如下步骤：在适于选择所述上操作头部(16)的操作配置的预定方向上产生所述上操作头部(16)的旋转移动，顺序地将所述上胎圈破开器工具(19)移动至第一操作配置，然后将所述移除工具(20)移动至第二操作配置，和然后将所述上装配工具(18)和连接至其的所述壁压工具(21)移动至第三操作配置。

15.根据权利要求14所述的方法，所述方法包括以下步骤：

-断开第一锁定系统(30)以用于锁定所述上操作头部(16)的旋转；

-利用第一三阶段致动器(25)旋转所述上操作头部(16)，直至其到达所述第一、第二和第三操作配置之间的操作配置；

-在到达所述第三操作配置时重新连接所述第一锁定系统(30)。