CN1081123C - 用于轮胎匀度机的胎边距宽度调整装置及方法 - Google Patents

用于轮胎匀度机的胎边距宽度调整装置及方法 Download PDF

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Abstract

一轮胎匀度机包含有一能适应不同的胎边距宽度的轮胎的卡盘装置(8)。卡盘装置包括一个位于上卡盘装置(12)下方的下卡盘装置(10)。下卡盘装置包括有一藏在外转轴装置(22)内部可转动的内转轴装置(20)。内与外转轴装置由一双活塞缸(52)的活塞杆(38；54)所承载。内转轴装置的一个加长型鼻锥(26)由内活塞杆(38)承载，同时外转轴装置(22)由外活塞杆(54)承载。

Description

用于轮胎匀度机的胎边距宽度调整装置及方法
本发明涉及轮胎测试及轮胎匀度机，尤指用于测试的机器，并且更专门地说所涉及的是为适应边距宽度不同的轮胎而能把轮胎在测试前快速、准确地卡装在这种测试机上的一种装置及方法。
虽说本发明不必需局限于轮胎匀度机，它确实是特别适用此类机器的。此类轮胎匀度机通常包含有呈对置关系而设的上撑圈与下撑圈，而下撑圈是能迎向上撑圈或背离上撑圈而移动的。
下撑圈初始时与传送装置处于同一水平位置，每个待测试的轮胎以其胎边从传送装置落座于撑圈上，继之，轮胎随撑圈升起直至其对边贴到上撑圈。为此下撑圈通常带有一中心锥与上撑圈的中心孔穴相碰以使撑圈间互相有的准确相对位置。
一俟轮胎如此定好位并充好气，上撑圈以一预定之速度而回转，加载轮移向轮胎踏面和脱开踏面以便模拟运行条件向轮胎加载。通常与此试验相连系的有一批传感及测试装置用于测量轮胎在此种模拟运行条件下的种种特性。
当然，准确性在任何测试过程中是具有头等重要性的，因之，在过程中，轮胎就座的准确对精确测试来讲是关键性的。不仅如此，在普通的轮胎制造厂里要达到此种精确度是复杂的，因为轮胎是向多少带有一些连续性的传送装置提送的，还有着轮胎往往一个接着一个而来，其不同边距宽度有变化这样的测试条件。这就要求提出一种能适应这些不同边距宽度的装置，将上撑圈与下撑圈间的间距进行某些调节就成为必要。
改变边距宽度的最基本方法是制造一种具有专门的固定边距宽度的撑圈。为适应不同边距宽度而更换撑圈。已有技术中通用的做法是从下撑圈中撤去锥体代之以不同长度的锥体，用此法来调整胎边宽度。在此种方式下，诚然，此单元被阖上时，上撑圈与下撑圈间的距离可以被调节。然则，很明显，此两法均属费时的而且在生产规划上如果企求较大的连续性并避免停机时间的话，此二法均非真正实用。
对此问题另一种已有技术的解决方案是用以抬升下撑圈直至上撑圈与下撑间的距离小于所要求的胎边距宽度，将轮胎充气，再将下撑圈降低至所需边距宽度。这要由一系列能感知轮胎宽度的传感器和调整所需撑圈间距离的控制装置来配套完成。此方法的难度在于缺乏速度，而且在生产设计上，希望此种调整能快速以免干扰生产线的运作。
与此相应，要提出一种方法和装置使在轮胎匀度机中能把轮胎准确定位使之能方便快捷地适应不同的轮胎宽度而不致对生产加工周期产生重大间断就成为本发明的主要目标。
为此已找到了一种方法能为给定轮胎边距宽度在下撑圈与上撑圈间建立最终所需的间距；将轮胎放在机器卡盘的下撑圈上并抬升此下撑圈至最终预定的间距位置为止。
在本发明主要目标的深入过程中，设计出了具有上撑圈及能向上撑圈靠拢及分离的下撑圈，以及与下撑圈装置相连结的控制装置的设备，以期首先感测所送来的每个轮胎的胎边距宽度，然后再按预定程序控制下撑圈装置移向上撑圈运动的程度。
在本发明上述主要目标的更深入发展中揭示了此种运行可藉内、外同心的二转轴促其实现，其内转轴伸向上撑圈并带有一鼻锥作为与上撑圈咬合之用。内转轴在外转轴中配有轴承以支承其相对于外转轴而旋转并伸到外转轴之外来与上撑圈相啮合。
还揭示了卡盘操作可在内转轴中通过设置缓冲垫装置抵消以鼻锥从上撑圈退出啮合状态时过剩之力。
图1为改进后的轮胎边宽度调整装置的正视图；
图2为内转轴内缩情况下改进后装置的正视图；
图3为内转轴外伸情况下改进后装置的正视图；
图4为有二个不同胎边宽度的轮胎在闭合或卡装位置下改进后装置的分体正视图；
图5为与本发明连用的双活塞缸截面图；
图6为改进后的装置及用以控制该装置的控制装置的示意图；
图6A为图6中控制装置的示意图的延续。
参阅附图1及2可见到改进了的卡盘装置8包括一下卡盘组体10及上卡盘组件12。卡盘装置8从一传送装置14(示于图6)接受轮胎13并将其传送至图1中虚线所示之测试位置。当轮胎处于测试位置时，图6所示之加载轮移近至与轮胎13相接触以模拟轮胎的运行条件。上卡盘组件12驱动轮胎13，同时各种传感器及测试装置记录着所需数据。在测试时，轮胎13在下卡盘组件10及上卡盘组件12间受支承的方式将陆续加以描述。
下卡盘组件10装设在轮胎匀度机18(绘于图6中)的机体17上并包含一内转轴装置20和一外转轴装置22。内转轴装置包含一主体轴24被纳入于主体轴24中的空心加长式鼻锥26从其中向上突出，其外形如以后所述当下卡盘组件10抬升时与上卡盘组件12中之孔穴27相匹配。由图2可看出，即使当鼻锥26完全缩回时，它仍然伸出在下卡盘组件10的主体轴24的顶端之外。
内转轴装置20的主体轴24是加长了的并在其中部有一通孔30以接纳鼻锥26。鼻锥26包括一组纵向流入空心部的润滑孔28。鼻锥26空心部分的顶上用一油脂堵32予以密封。油脂类的润滑剂可储存于鼻锥26的空心部并通过在鼻锥26及主体轴24间的润滑孔28以提供连续润滑。在此两者间的润滑是很必要的，因为每次测试轮胎13时鼻锥要相对于主体轴24作移动。
鼻锥26的底部被掏空以便接纳止推轴承34及密封36。内活塞杆3 8装在鼻锥26的内部。内活塞杆38带有弹簧40用以在下卡盘组件10从其测试位置下降时缓冲鼻锥26及上卡盘组件12间脱开时的力。
鼻锥26装在从一个双活塞缸52伸出的内活塞杆38上。双活塞缸5 2能选择性地操作内活塞杆38及外活塞杆54的伸、缩。内转轴装置20的主体轴24和外转轴装置22均由外活塞杆54来带动。此种按排使鼻锥26如图3所能见的那样摆脱主体轴24及外转轴装置22而升起。
下撑圈60靠像一组螺栓62那样的连结器而与主体轴24的上端相连接。在本发明的其它实施例中，可采用螺栓以外的连结器。例如，下撑圈60甚至可以和主体轴24做成一体式的。下撑圈60包含有一唇边64，其外形当下撑圈60通过轮胎13向上移动时正好能与轮胎13相啮合并支撑轮胎13。如图1中所能见到的虚线，在测试时下撑圈60与上卡盘组件12合力牢固支撑轮胎13。
外转轴装置22包含一环绕内转轴装置20的本体部分70。本体部分70也做成用以支承一组轴承72的结构形状。轴承72使内转轴装置20在测试运行时能相对于外转轴装置22而旋转。锁环74将本体部分70固装在外活塞杆54上。
外转轴装置22在其边壁上有一出入孔76，在其上面盖以可拆式的孔口板78。出入孔76允许通达本体70的内部以便遇上必需拆除鼻锥26的情况时易于取下驱动键50。驱动键50设置在加长式鼻锥26与主体轴24之间以防止加长式鼻锥26和主体轴24独立旋转。
由图5可看到双活塞缸52。如前所述，双活塞缸52包含有一内活塞杆38和一外活塞杆54。内活塞杆38的运行受控于一个内活塞80的上、下室间流体压力变化。与之相仿，外活塞杆54的运行受控于一个外活塞82的上、下室间流体压力的变化。
上卡盘组件12包括带有上撑圈86的本体部分84，做成用来接纳轮胎13上半部分的外形。空气源88也典型地安装在轮胎匀度机18的机体17上。适于轮胎13充气的装置与空气源88相沟通并可能伸经上卡盘组件12。像电机90那种带动轮胎13转动的装置也可能装在机体17上并藉适当的连结器，像皮带及滑轮来与上卡盘组件12相连接。
双活塞缸52的运动以及随之卡盘组件8的运行受控于图6及6A中所绘之元器件。这些元器件包括一可能是呈可编程微机形式的电子控制装置(ECU)100，此电子控制装置(ECU)100包含必要的硬件，软件及存储器以指挥和控制轮胎匀度机18的一系列操作。电子控制装置(ECU)100与求取待测轮胎13设定位置的输入源102相连。设定位置是指下撑圈60在测试时为牢固夹持具有已知胎边距宽度的轮胎13所必须具有的位置。输入源可能是诸如条码读出器、一组手动轮式转换开关或来自主计算机的讯号等装置。输入源120的属性要视轮胎13的编码方法和轮胎传送系统的设计而定。
一个可编程的逻辑控制器(PLC)104与电子控制装置(ECU)100相连通并控制着对轮胎卡盘机18的一系列操作。可编程的逻辑控制器(PLC)104顺从着能识别各种输入讯号106的程序指令序列并促使可编程的逻辑控制器(PLC)104向不同部件发出不同的输出讯号108。
一低压阀110，一高压阀112和一回动阀114均受控于来自可编程的逻辑控制器(PLC)104的输出讯号108。低压阀110控制着来自大容量/低压泵116通向双活塞缸52的供油。同样地，高压阀112控制着来自小容量/高压泵118通向回动阀114的供油。回动阀114随着位置传感器120及可编程的逻辑控制器(PLC)104的指挥而控制着油向双活塞缸52的流动。出油阀122控制着来油向回动阀114的供应。
位置传感器120能识别卡盘组件在操作时的位置。位置传感器120的类别可以是技术上周知的无数传感器中之一种。例如，位置传感器120可以是超声型的，激光型的，线性可变差动变压器或直流位移变换器。位置传感器120产生信号传给可编程的逻辑控制器(PLC)104及一个放大器124。放大器124将讯号放大并直接传给回动阀114。
在改进后的胎边宽度调整装置使用或运行中，输入源102探知下一个待检测的轮胎13的胎边距宽度并将此讯息发往电子控制装置(ECU)100。该轮胎13然后被送往轮胎的卡盘装置8并由传送装置放到下卡盘装置10的下撑圈60的位置上。被输入源102所取得的胎边距宽度被转换成对双活塞缸52而言的一组位置。
一俟电子控制装置(ECU)100收到轮胎已准确到位的讯息，电子控制装置(ECU)100就指挥可编程的逻辑控制器(PLC)104开始程序的系列指令。如此一来，可编程的逻辑控制器(PLC)104发出一输出讯号激化低压阀110，就把大容量/低压油供向双活塞缸52中活塞80及82下方的腔内。油使内活塞杆30连带鼻锥26迅速伸出4.5英寸。与此同时，外活塞杆54开始伸出使轮胎被接纳在下撑圈60上。随着活塞杆38和54之伸出，位置传感器120追踪组件的运行并将讯号反馈至可编程的逻辑控制器(PLC)104及放大器124。
下卡盘组件10继续抬升至鼻锥26牢牢落座在上卡盘组件12的孔穴27中为止。在此时，油继续被导入双活塞缸52直至在鼻锥26及上卡盘组件12间所产生的力达到1吨或以上为止。当鼻锥26牢固落座以后，下撑圈60已达到程序设定的轮胎充气位置。轮胎充气位置受可编程的逻辑控制器(PLC)104的控制并致力于将轮胎13放在正确位置以便充气。
当下撑圈60到达轮胎充气位置时，可编程的逻辑控制器(PLC)104使低压阀110卸压，并激化高压阀112造成出油阀122移位使高压油得以到达回动阀114，并引导回动阀114来控制下撑圈60的最终位置。然后通过上卡盘组件12中的一个气孔使轮胎13充气。随着轮胎13之充气，控制系统将下撑圈60移上或移下到输入源102最初读出之设定位置。下撑圈60的位置受控于把油导向双活塞缸52内不同空间的回动阀114。高压油使回动阀114能经得住充气及测试力并维持在一平衡位置。
用上此装置和方法后，可以为具有不同胎边距宽度的轮胎13控制下撑圈60的精确位置。如图4所示，在左半图的轮胎13A比右半图上的轮胎13B具有较大的胎边宽度。然而，控制系统能识别出其差异并相应地将下撑圈60定位。在左或右两半图中，内活塞杆38之伸出使鼻锥26与上卡盘件12相啮合。在阔的胎边宽度情况下，控制系统指令外活塞杆54停在比稍小的胎边宽度情况下更低些的设定位置。在所有两种情况下，轮胎13均正确位于加载轮16的邻近处，而且轮胎13A和13B均能被卡盘装置8牢固夹持。还有，在所有二种情况下，下撑圈60是连续、直接地移向设定位置的，也即，没有间断停留。直接运行加快了机器的速度，由于下撑圈60的独立定位使机器可用于广泛变化的轮胎。
电子控制装置(ECU)100然后促使加载轮推进并且开始测试。当测试完成时，轮胎13泄气，可编程的逻辑控制器(PLC)104从电子控制装置(ECU)100收到测试完毕的讯号。此时，可编程的逻辑控制器(PLC)104指令低压阀110将大容量/低压油供向双活塞缸52中活塞80和82上方的腔内。此事一发生，下卡盘组件10迅速向传送装置14降回。一俟全部缩回，被测轮胎13放回传送装置14，然后过程重新开始。

Claims (15)

1、一种在轮胎匀度机中在准确位置放置轮胎的方法，其特征为包括以下工序：
从给定轮胎的胎边距宽度建立起一设定位置；
将给定的轮胎放置在卡盘装置的下撑圈上；
抬升下撑圈直接到达为给定轮胎而求出的设定位置；以及
其中上述抬升下撑圈的工序进一步包含以下步序：
将下撑圈的一个内部元件抬升以啮合上撑圈的其一部分；
将下撑圈抬升至轮胎充气位置；
将轮胎充气；和
将下撑圈定位到充气轮胎的设定位置。
2、根据权利要求1的一种方法，其中抬升一内部元件的工序还包括下列步序：
伸出内活塞杆促使内部元件相对于下撑圈抬升起约4.5英寸；
将内部元件及下撑圈一起抬升直至内部元件纳入上撑圈中；和
在内部元件及上撑圈间产生力。
3、为将轮胎准确放置在轮胎匀度机卡盘中的位置上的一种卡盘装置，该装置由一上撑圈装置、使该上撑圈装置产生回转运动的装置、为使接装在上述上撑圈装置上的轮胎充气而附设在上撑圈装置上的充气装置、能向上述上撑圈装置移近或移开的下撑圈装置所组成，其特征为：
与上述下撑圈装置相连接的控制设备用于控制上述下撑圈装置移近或移开上述上撑圈的运行；
上述下撑圈装置包含：
内和外同心转轴装置；
伸向上述上撑圈的上述内转轴装置；
包含有容于主体轴内能滑行的加长型鼻锥的上述内转轴装置；和
在上述外转轴装置内为绕此旋转而配有轴承的上述内转轴装置；以及
一双活塞缸，上述双活塞缸具有一个与上述鼻锥在作用上相连结的内活塞杆，以及一个附着在上述外转轴装置上的外活塞杆。
4、根据权利要求3的一种卡盘装置，其中上述控制设备控制着上述双活塞缸的运行并藉此控制下撑圈装置相对于上撑圈装置的位置。
5、根据权利要求3的一种卡盘装置，其中上述控制设备包含有：
一个电子控制装置(ECU)：
与上述电子控制装置(ECU)相连通的一个可编程的逻辑控制器(PLC)；
与上述电子控制装置(ECU)相连通的一个输入源；
与上述可编程的逻辑控制器(PLC)相连通的一个位置传感器；
设计用来识别上述下撑圈位置的上述位置传感器；
一大容量/低压油泵；
一个与上述可编程的逻辑控制器(PLC)相连通的低压阀用以控制来自上述大容量/低压油泵的油流向上述双活塞缸；
一个与上述位置传感器相连通的回动阀；
一个小容量/高压油泵；
一个与上述可编程的逻辑控制器(PLC)相连通的高压阀，用以控制来自上述小容量/高压油泵的油流向上述回动阀；
与上述双活塞缸相连通的回动阀；及
位于上述高压阀及上述回动阀间的一个出油阀。
6、根据权利要求3的一种卡盘装置，其中所述加长型的鼻锥是不随外转轴装置而独立移动的。
7、根据权利要求3的一种卡盘装置，其中上述下撑圈是附装在上述内转轴装置的主体轴上的。
8、根据权利要求3的一种卡盘装置，其中一弹簧在作用上将上述加长型鼻锥与上述内活塞杆间进行连结。
9、根据权利要求3的一种卡盘装置，其中所述加长型鼻锥在其中有一凹穴，该凹穴具有润滑油脂设置其中。
10、根据权利要求9的一种卡盘装置，其中所述加长型鼻锥有一批从上述凹穴穿过上述加长鼻锥的润滑油孔。
11、根据权利要求9的一种卡盘装置，该装置还包括一组位于上述外转轴装置与上述内转轴装置的主体轴间的轴承。
12、根据权利要求3的一种卡盘装置，该装置还包括一个位于上述加长型鼻锥和上述内活塞杆间的止推轴承。
13、根据权利要求3的一种卡盘装置，该装置还包含有一个位于上述加长型鼻锥和上述主体轴间的驱动键，上述驱动键防止加长型鼻锥和主体轴出现独立旋转。
14、根据权利要求13的一种卡盘装置，其中上述转轴装置具有出入孔口，便于通达上述驱动键，上述出入口用一可拆卸的出入孔板盖住。
15、根据权利要求3的一种卡盘装置，该装置还包含一锁环，上述锁环把上述外转轴装置固装在上述外活塞杆上。
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