CN105415988A - 用于移除和安装车辆的车轮轮胎的机器 - Google Patents

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Abstract

一种用于移除和安装车辆的车轮轮胎的机器(1)，包括：支承结构(2)；夹持设备(5)，用于车辆的车轮(R)的轮圈(C)，与支承结构(2)相联并且围绕第一转动轴线(X1)可转动；工具携带臂(6)，与支承结构(2)可活动地相联并且具有将轮胎(P)从轮圈(C)移除/安装到轮圈(C)的移除/安装工具(7)；辅助臂(8)，具有胎圈施压工具(9，10)，所述胎圈施压工具能够便于将轮胎(P)从轮圈(C)移除/安装到轮圈(C)上的移除/安装操作，其中辅助臂(8)与相对于由夹持设备(5)所限定的轮圈(C)的搁置平面布置在上方的至少一个铰接点(14)相对应地，围绕实质上平行于第一转动轴线(X1)的第二转动轴线(X2)可转动地与支承结构(2)相联，其中辅助臂(8)能够定位在工作位置与闲置位置之间，在工作位置，胎圈施压工具(9，10)能够接合在轮胎(P)的一部分上，在闲置位置，辅助臂(8)缩回并且与夹持设备(5)实质上分隔开，其中该机器(1)包括将辅助臂(8)定位在闲置位置上的自动定位设备(20)。

Description

用于移除和安装车辆的车轮轮胎的机器
技术领域
本发明涉及一种用于移除和安装车辆的车轮轮胎的机器。
背景技术
所谓“轮胎更换机”的机器的使用是已知的，其能够从车辆的车轮的相关轮圈上安装和移除轮胎。
这些轮胎更换机例如用在汽车修理厂中以执行对轮圈和/或轮胎本身的维修或更换工作。
一般地，已知的轮胎更换机包括支撑框架，以支撑车轮轮圈的抓取和转动设备，以及支撑工具携带臂，所述工具携带臂具有能够从轮圈移除轮胎和/或将轮胎安装到轮圈上的至少一个工具。
支撑框架一般包括轮圈的抓取和转动设备的支撑底座，该支撑底座通常由定位在距地面预定高度处的特定的自定心主轴构成。
支撑框架还包括竖直的立柱，该竖直的立柱自底座的后部延伸并且支撑特定的工具携带臂，所述工具携带臂根据要被加工的车轮的具体尺寸沿着水平方向可调节。
工具携带臂具有可竖直调节的移除/安装工具。
至少一个辅助臂的使用也是已知的，该辅助臂具有一个或多个特定的胎圈施压工具，该胎圈施压工具可用于便于安装到轮圈上/从轮圈移除的操作，尤其是用于较低轮廓和“防爆(runflat)”轮胎。
例如，第一种类型的辅助臂包括水平臂，该水平臂铰接到支撑框架的竖直立柱并且可以以类似叶片的方式转动，其中胎圈施压工具可竖直移动地与所述水平臂相联。
第二种类型的辅助臂包括水平的关节臂，该水平的关节臂铰接到支撑框架的竖直立柱并且可以以类似叶片的方式转动，并且该水平的关节臂与两个或多个具有分离的胎圈施压工具(施压器和/或辊子)的小的工具携带臂相联。
具体来说，工具携带臂关节接合到水平臂，并且照惯例能够相对于该水平臂围绕与主轴上的车轮的竖直轴线一致的竖直轴线转动。
水平臂或胎圈施压工具本身于是可竖直移动以能够将其定位在轮胎上。
在移除阶段中，操作人员将要被加工的车轮的轮圈定位并锁定在主轴上，并通过特定的胎圈施压工具执行将轮胎胎圈从轮圈边缘移除的初步阶段。
接下来，操作人员根据车轮的具体尺寸调节移除/安装工具的位置并将其定位在与要被提升到轮圈边缘上方的一段轮胎相对应的位置，并且移动工具以便于将胎圈的一部分提取到轮圈上方。
转动辅助臂，直到将一个或多个胎圈施压工具定位在与轮胎提升部的通过移除/安装工具提升的那部分基本相对的轮胎的一部分相对应的位置。
具体来说，由胎圈施压工具施加的压力便于轮胎胎圈的提取。
接下来，使车轮部分地转动以能够将胎圈提取，在这种转动过程中，随着车轮的转动每个胎圈施压工具继续在轮胎上施加压力。
当胎圈施压工具位于移除/安装工具附近时，然后操作人员通过触发特定的指令杠杆来将胎圈施压工具升起，并将辅助臂定位在闲置位置以便于在从轮圈移除轮胎的过程中不阻碍操作人员的活动。
车轮然后的完整转动能够完成将车轮胎圈提取到轮圈边缘上方。
类似地，在安装阶段中，操作人员将要被加工的车轮轮圈定位并锁定在主轴上，并以合适的方式定位将要被安装到轮圈上的轮胎。
接下来，操作人员根据车轮的具体尺寸调节移除/安装工具的位置，将其定位成与轮胎的一段相对应同时将该轮胎的一段压到轮圈边缘下方。
转动辅助臂，直到将一个或多个胎圈施压工具定位成与轮胎的在移除/安装工具附近的一段相对应。
具体来说，由胎圈施压工具施加的压力便于轮胎胎圈的插入。
接下来，使车轮部分地转动以能够插入胎圈，并且在这种转动过程中，随着车轮的转动胎圈施压工具继续在轮胎上施加压力。
当胎圈施压工具位于移除/安装工具附近时，操作人员于是通过触发特定的指令杠杆来将胎圈施压工具升起，并将辅助臂定位在闲置位置以便于在将轮胎从轮圈移除的过程中不阻碍操作人员的活动。
车轮然后的完整转动能够完成将车轮胎圈插到轮圈边缘下方。
然而，上面描述的已知的技术方案确实存在一些缺陷。
具体来说，随后为了轮胎移除/安装操作，必须将辅助臂重新定位在闲置位置上，其中胎圈施压工具远离轮圈抓取和转动设备，以便于在将轮胎从轮圈移除或将轮胎定位到轮圈上的过程中不阻碍操作人员的活动。
因此，这种操作不可避免地增加完成轮胎移除/安装操作所需的时间。
文献EP2,756,969描述了一种用于移除和安装车辆的车轮轮胎的机器，其具有辅助臂，所述辅助臂具有能够便于将轮胎从轮圈(C)移除/将轮胎安装到轮圈(C)上的操作的胎圈施压工具。
然而，所述辅助臂具有特定的构造并且与相对于车轮轮圈的搁置平面布置在下方的铰接点相对应地可转动地联接到机器的支承结构。
文献US8,783,326描述了一种轮胎更换机，其包括辅助臂，所述辅助臂具有多个胎圈施压工具以及能够在轮胎的移除/安装操作过程中控制并操纵胎圈施压工具的运动的自动化设备。
然而，该文献中描述的机器不执行辅助臂在闲置位置上的自动重新定位，以自动地限制在移除/安装操作结束时的辅助臂的总尺寸。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种用于移除和安装车辆的车轮轮胎的机器，其能够简化并加速轮胎的移除/安装操作。
本发明的另一个目的是提供一种用于移除和安装车辆的车轮轮胎的机器，其能够在使用简单、合理、容易、使用有效并且负担得起的技术方案的范围内克服所提到的现有技术的缺陷。
上述这些目的是通过根据权利要求1的用于移除和安装车辆的车轮轮胎的机器达到的。
附图说明
从在附图中以象征性但非限定性示例的方式图示出的用于移除和安装车辆的车轮轮胎的机器的优选但非排他性的实施方式的描述中，本发明的其他特征和优点变得显而易见，其中：
图1是根据本发明的机器的轴侧图；
图2-13示出了根据本发明的机器在将轮胎安装在车轮的轮圈上的过程中的操作。
具体实施方式
具体参见这些图，参考标记1总体上表示用于移除和安装车辆的车轮轮胎的机器。
具体来说，机器1包括支承结构2，该支承结构2具有用于搁置在地面上的底座3和自底座3延伸的立柱4。
车辆的车轮R的轮圈C的夹持设备5由支承结构2支撑，并且可以围绕第一转动轴线X1转动。该夹持设备5可以例如由能够以支撑的方式接收和锁定车轮R的自动定心主轴构成。
机器1包括工具携带臂6，该工具携带臂6由立柱4以可活动方式支撑并且具有移除/安装工具7，所述移除/安装工具7用于将轮胎P从安装在夹持设备5上的车轮R的轮圈C移除/安装到该轮圈C上。
此外，该机器1包括辅助臂8，所述辅助臂8具有一个或多个胎圈施压工具，所述胎圈施压工具能够便于轮胎P从轮圈C移除/安装到轮圈C上的移除/安装操作。
具体来说，参照图中示出的优选实施方式，辅助臂8包括两个胎圈施压工具9和10：第一胎圈施压工具9由施压器构成，第二胎圈施压工具10由辊子构成。
具体地，辅助臂8包括水平臂(11,12)，所述水平臂(11,12)与相对于轮圈C的搁置平面布置在上方的至少一个铰接点14相对应地，与支承结构2的另外的立柱13可转动地相联，其中所述搁置平面由夹持设备5所限定。
水平臂(11,12)围绕与车轮R的第一转动轴线X1平行的第二转动轴线X2可转动地与另外的立柱13相联。
辅助臂8还包括第一小臂15和第二小臂16，它们分别具有第一胎圈施压工具9和第二胎圈施压工具10，并且围绕与第一转动轴线X1平行的第三转动轴线X3可转动地与水平臂(11,12)的一个末端相联。
方便地是，当使用辅助臂8时，第三转动轴线X3相对于第一转动轴线X1的距离由如下的公式定义：
0<d(X1,X3)<r
其中d(X1,X3)表示第三转动轴线X3相对于第一转动轴线X1的距离，r表示至少与能够执行轮胎移除/安装操作的车轮R的半径相对应的值。
因此，第一和第二小臂15和16的第三转动轴线X3永远不会与车轮R的第一转动轴线X1同轴。
参见图中示出的优选实施方式，水平臂(11,12)包括第一部分11和第二部分12，所述第一部分11围绕第二转动轴线X2可转动地与另外的立柱13相联，所述第二部分12围绕实质上平行于第一转动轴线X1的第四转动轴线X4可转动地与第一部分11的一个末端相联。
第一小臂15和第二小臂16因此围绕第三转动轴线X3可转动地与第二部分12的一个末端相联。
机器1包括辅助臂8和/或胎圈施压工具9和10的沿着基本竖直的方向在升起位置与降下位置之间的运动设备17。
具体来说，参见图中示出的实施方式，运动设备17包括沿着另外的立柱13滑动的滑块18和与滑块18相联的气动致动器19。但不能排除运动设备17的不同的实施方式。
辅助臂8可以定位在闲置位置与一个或多个工作位置之间，在所述工作位置，第一和第二胎圈施压工具9和10能够接合到轮胎P的各自对应的部分上，在所述闲置位置，辅助臂8缩回并与夹持设备5分隔开。
有利地，机器1包括自动定位设备20，该自动定位设备20能够在将轮胎P从车轮R移除/安装到车轮R上的移除/安装操作结束时将辅助臂8定位在上面提到的闲置位置。
自动定位设备20包括运动设备17的自动操作装置21，该自动操作装置21可操作地连接到辅助臂8并且能够对应于辅助臂8本身的预定角度位置而被自动触发，以将第一和第二胎圈施压工具9和10从降下位置带到升起位置。
例如，自动操作装置21可以由开关构成，而第二小臂16包括接触部22，所述接触部22能够对应于至少第二小臂本身的预定角度位置而接合在开关21上。
具体来说，参见图中示出的实施方式，自动定位设备20集成在辅助臂8的控制单元内部，并且自动操作装置21是由从控制单元悬垂定位的开关组成的。
此外，自动定位设备包括在图中未示出的返回设备，该返回设备与辅助臂8相联并且能够在第一和第二胎圈施压工具9和10处于升起位置上时将辅助臂本身带回到闲置位置。
例如，返回设备可以由一个或多个弹性元件构成，所述弹性元件位于辅助臂8上，尤其是位于水平臂(11,12)的第一部分11与另外的立柱13之间以及位于水平臂(11,12)的第二部分12与第一部分11之间。
有利地，辅助臂8包括将第二小臂16相对于水平臂(11,12)的第二部分12锁定/解锁的锁定/解锁设备(23,24,25,26)。
具体来说，锁定/解锁设备(23,24,25,26)包括保持元件23，所述保持元件23与水平臂(11,12)的第二部分12相联并且可以在紧固位置与松开位置之间活动，在所述紧固位置，保持元件23接合在第二小臂16上以保持第二部分12与第二小臂16连结在一起，在所述松开位置，保持元件23与第二小臂16解除接合并且第二小臂16可以围绕第三转动轴线X3自由转动。
参见图中示出的优选实施方式，保持元件23由与水平臂(11,12)的第二部分12连结在一起的钩子构成，其可附接到固定到第二小臂16的对应的销24。钩子23可以克服弹簧24的作用从紧固位置运动到松开位置。
此外，锁定/解锁设备(23,24,25,26)包括操作设备25，该操作设备25能够使钩子23从紧固位置运动到与第一小臂15的至少预定角度位置相对应的松开位置。
具体来说，参见图中示出的优选实施方式，操作设备25由推动元件组成，所述推动元件与第一小臂15连结在一起并且对应于第一小臂15相对于第二小臂16的预定角度位置可接合在钩子23上。
便利地，辅助臂8包括固定到第一小臂15的第一间隔元件26和固定到第二小臂16的第二间隔元件27，所述第一间隔元件26和所述第二间隔元件27具有预定的长度和形状以便于保持第一小臂15与第二小臂16之间的最小距离。
下面描述辅助臂8的操作。
图2-13通过示例的方式示出了在将轮胎P安装到车轮R的轮圈C上的安装操作过程中辅助臂8的一系列的位置。
首先，操作人员将轮圈C定位并锁定在夹持设备5上并且适当地定位要被安装在轮圈C上的轮胎P。在该操作过程中，辅助臂8处于闲置位置(图2、3和4)。
接下来，操作人员根据车轮的具体尺寸调节移除/安装工具7的位置，对应于轮胎P的一段将其定位并将该段压到轮圈C的边缘下方。
使辅助臂8转动，直到将第一和第二胎圈施压工具9和10定位在与轮胎的在移除/安装工具7附近的一段相对应的位置。在该位置上，第一小臂15和第二小臂16基本靠在一起并且钩子23锁定在销24上，以使得第二小臂16与水平臂(11,12)的第二部分12锁定在一起。
第一和第二胎圈施压工具9和10因此被降下直到定位成与轮胎P接触以将其推到轮圈C的边缘下方(图5和6)。
接下来，使车轮R部分地转动，以使得轮胎P的整个胎圈能够插到轮圈C的边缘下方。
在该转动过程中，第一小臂15围绕第三转动轴线X3转动，并且随着车轮R的转动，第一胎圈施压工具9继续在轮胎P上施加压力。另一方面，第二小臂16保持与第二部分12锁定在一起并且第二胎圈施压工具10基本保持固定不动。
一旦第一小臂15执行完预定的角度位移之后，推动元件25接合到钩子23上并且释放销24(图7、8和9)。
在这点上，第二小臂16也可以围绕第三转动轴线X3自由转动，并且第二胎圈施压工具10被轮胎P驱动转动(图10和11)。
当第一和第二小臂15和16将近完成完整的转动时，在预定的角度位置上，第二小臂16的接触部22接触并按压开关21，所述开关操作致动器19，所述致动器使辅助臂8升起，并且因此使胎圈施压工具9和10从轮胎升起(图12)。
辅助臂8因此由于车轮R的转动所提供的推力以及由于沿着水平臂(11,12)存在的弹性返回设备而定位在闲置位置上(图13)。
车轮P的完整转动因此能够完成将轮胎P的胎圈插入到轮圈C的边缘下方。
实际上已经观察到了描述的本发明是如何达到旨在的目的的。
具体来说，需要强调的事实是，根据本发明的机器的辅助臂能够简化和加速轮胎移除/安装操作，具体来说是通过将辅助臂本身自动重新定位以及将相应的胎圈施压工具自动重新定位在闲置位置上而实现的。

Claims (16)

1.一种用于移除和安装车辆的车轮轮胎的机器(1)，包括：至少一个支承结构(2)；夹持设备(5)，用于车辆的车轮(R)的轮圈(C)，所述夹持设备(5)与所述支承结构(2)相联并且围绕第一转动轴线(X1)可转动；至少一个工具携带臂(6)，所述至少一个工具携带臂(6)与所述支承结构(2)可活动地相联并且具有至少一个将轮胎(P)从所述轮圈(C)移除/安装到所述轮圈(C)上的移除/安装工具(7)；至少一个辅助臂(8)，所述至少一个辅助臂(8)具有至少一个胎圈施压工具(9，10)，所述至少一个胎圈施压工具能够便于将所述轮胎(P)从所述轮圈(C)移除/安装到所述轮圈(C)上的移除/安装操作，其中所述辅助臂(8)与相对于所述轮圈(C)的搁置平面布置在上方的至少一个铰接点(14)相对应地，围绕实质上平行于所述第一转动轴线(X1)的第二转动轴线(X2)可转动地与所述支承结构(2)相联，其中所述搁置平面由所述夹持设备(5)所限定，其中所述辅助臂(8)能够定位在闲置位置与至少一个工作位置之间，在所述工作位置，所述至少一个胎圈施压工具(9，10)能够接合在所述轮胎(P)的至少一部分上，在所述闲置位置，所述辅助臂(8)缩回并且与所述夹持设备(5)实质上分隔开，其特征在于，所述机器包括将所述辅助臂(8)定位在所述闲置位置上的自动定位设备(20)。
2.根据权利要求1所述的机器(1)，其特征在于，所述机器包括用于所述辅助臂(8)和/或所述至少一个胎圈施压工具(9，10)的运动设备(17)，所述运动设备(17)可沿着基本竖直方向在升起位置与降下位置之间运动。
3.根据前述权利要求中的一项或多项所述的机器(1)，其特征在于，所述自动定位设备(20)包括用于所述运动设备(17)的至少一个自动操作装置(21)，所述至少一个自动操作装置(21)可操作地连接到所述辅助臂(8)并且能够对应于所述辅助臂(8)的预定角度位置而被自动触发，以将所述至少一个胎圈施压工具(9，10)从所述降下位置带到所述升起位置。
4.根据前述权利要求中的一项或多项所述的机器(1)，其特征在于，所述辅助臂(8)包括至少一个水平臂(11,12)和至少一个小臂(15，16)，所述水平臂围绕所述第二转动轴线(X2)可转动地与所述支承结构(2)相联，所述小臂具有所述至少一个胎圈施压工具(9，10)并且围绕实质上平行于所述第一转动轴线(X1)的第三转动轴线(X3)可转动地与所述水平臂(11，12)相联。
5.根据前述权利要求中的一项或多项所述的机器(1)，其特征在于，所述第三转动轴线(X3)相对于所述第一转动轴线(X1)的距离由如下公式定义：
0<d(X1,X3)<r
其中d(X1,X3)表示所述第三转动轴线X3相对于所述第一转动轴线(X1)的距离，r表示所述车轮(R)的半径。
6.根据前述权利要求中的一项或多项所述的机器(1)，其特征在于，所述水平臂(11,12)包括至少一第一部分(11)和至少一第二部分，所述第一部分(11)围绕所述第二转动轴线(X2)可转动地与所述支承结构(2)相联，所述第二部分围绕实质上平行于所述第一转动轴线(X1)的第四转动轴线(X4)可转动地与所述第一部分(11)相联并且具有所述至少一个小臂(15，16)。
7.根据前述权利要求中的一项或多项所述的机器(1)，其特征在于，所述自动操作装置(21)包括至少一个开关(21)，并且所述至少一个小臂(15，16)包括至少一个接触部(22)，所述接触部能够对应于至少一个预定角度位置而接合在所述开关(21)上。
8.根据前述权利要求中的一项或多项所述的机器(1)，其特征在于，所述自动定位设备(20)包括返回设备，所述返回设备与所述辅助臂(8)相联并且能够在所述至少一个胎圈施压工具(9，10)处于升起位置时将所述辅助臂(8)带回到所述闲置位置。
9.根据权利要求8所述的机器(1)，其特征在于，所述返回设备包括与所述辅助臂(8)相联的至少一个弹性元件。
10.一种用于移除和安装车辆的车轮轮胎的机器(1)，包括：至少一个支承结构(2)；夹持设备(5)，用于车辆的车轮(R)的轮圈(C)，所述夹持设备(5)与所述支承结构(2)相联并且围绕第一转动轴线(X1)可转动；至少一个工具携带臂(6)，所述至少一个工具携带臂(6)与所述支承结构(2)可活动地相联并且具有至少一个将轮胎(P)从所述轮圈(C)移除/安装到所述轮圈(C)上的移除/安装工具(7)；至少一个辅助臂(8)，所述至少一个辅助臂(8)围绕实质上平行于所述第一转动轴线(X1)的第二转动轴线(X2)可转动地与所述支承结构(2)相联，其中所述辅助臂(8)包括至少第一小臂(15)和第二小臂(16)，所述第一小臂(15)和第二小臂(16)围绕实质上平行于所述第一转动轴线(X1)的第三转动轴线(X3)可转动并且具有各自的胎圈施压工具(9，10)，所述胎圈施压工具(9，10)能够便于将所述轮胎(P)从所述轮圈(C)移除/安装到所述轮圈(C)上的移除/安装操作，其特征在于，所述第三转动轴线(X3)相对于所述第一转动轴线(X1)的距离由如下的公式定义：
0<d(X1,X3)<r
其中d(X1,X3)表示所述第三转动轴线(X3)相对于所述第一转动轴线(X1)的距离，r表示至少与所述车轮(R)的半径相对应的值。
11.根据权利要求10所述的机器(1)，其特征在于，所述机器包括将所述第二小臂(16)相对于所述水平臂(11，12)锁定/解锁的锁定/解锁设备(23，24，25，26)。
12.根据权利要求11所述的机器(1)，其特征在于，所述锁定/解锁设备(23，24，25，26)包括至少一个保持元件(23)，所述至少一个保持元件(23)与所述水平臂(11，12)相联并且可在紧固位置与松开位置之间活动，在所述紧固位置，所述保持元件(23)接合在所述第二小臂(16)上以保持所述水平臂(11，12)和所述第二小臂(16)连结在一起，在所述松开位置，所述保持元件(23)与所述第二小臂(16)解除接合并且所述第二小臂(16)围绕所述第三转动轴线(X3)可自由转动。
13.根据权利要求12所述的机器(1)，其特征在于，所述锁定/解锁设备(23，24，25，26)包括操作设备(25)，所述操作设备(25)能够对应于所述第一小臂(15)的至少一个预定角度位置使所述保持元件(23)从所述紧固位置运动到所述松开位置。
14.根据权利要求13所述的机器(1)，其特征在于，所述操作设备(25)包括至少一个推动元件，所述至少一个推动元件与所述第一小臂(15)连结在一起并且可以对应于所述至少一个预定角度位置而接合在所述保持元件(23)上。
15.根据权利要求10-14中的一项或多项所述的机器(1)，其特征在于，所述辅助臂(8)包括至少一个间隔元件(26，27)，所述至少一个间隔元件具有预定长度并且置于所述第一小臂(15)与所述第二小臂(16)之间。
16.根据权利要求10-15中的一项或多项所述的机器(1)，其特征在于，所述水平臂(11，12)包括至少一个第一部分(11)和至少一个第二部分，所述第一部分(11)围绕所述第二转动轴线(X2)可转动地与所述支承结构(2)相联，所述第二部分围绕实质上平行于所述第一转动轴线(X1)的第四转动轴线(X4)可转动地与所述第一部分(11)相联并且具有所述至少一个小臂(15，16)。
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