CN115279601A - 轮胎更换机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种轮胎更换机(1)，其设有基座结构(2)、维持及旋转单元(3)、保持柱(7)，基座结构(2)可搁置在地面上，维持及旋转单元(3)安装在结构(2)的上部上，并适于维持轮子(R)的轮辋(C)并设定其围绕轮子的旋转轴线(Z‑Z)旋转，保持柱(7)与维持及旋转单元(3)相关联，并旨在支承工具(8)，工具(8)用于将轮胎(P)安装到轮子(R)的轮辋(C)上或从轮子(R)的轮辋(C)拆卸轮胎(P)。有利地，工具(8)包括钩形端(9)，钩形端(9)能围绕与轮子的旋转轴线(Z‑Z)正交的旋转轴线(X‑X)被动旋转。

Description

轮胎更换机

技术领域

本发明涉及一种轮胎更换机。

背景技术

众所周知，轮胎更换机用于从相关轮辋移除轮胎和将轮胎组装到相关轮辋，以维修或更换轮胎。

已知类型的轮胎更换机的示例涉及存在基本框架、保持柱和工具保持臂，其中基本框架支承轮子维持及旋转单元，保持柱从框架升起，工具保持臂安装在柱上以能够在朝轮子接近时竖直和水平移位。

工具保持臂或保持柱通常支承旨在拆卸和/或组装轮胎的工具。该工具用于通过接合胎圈以将其抓住并提起，从而从环形轮辋盖上方拉出胎圈来进行拆卸。

在使用中，在轮胎的初步胎圈断开阶段后，操作人员将轮子定位并锁定在维持及旋转装置上。

然后，该工具接近轮子，直到其邻抵并按压轮胎的侧面，将其通常为钩形的一端引入轮胎胎圈和轮辋之间。

接下来，该工具竖直移离轮子，使得胎圈的受工具影响的部分被拉出轮辋。此时，轮子设定成围绕其自身的竖直轴线旋转，以允许整个轮圈脱离轮辋。最后，单元停止，操作人员卸载所拆卸的轮胎，然后装载另一轮胎以将其安装在轮辋上。组装完毕后，操作人员依次卸载新轮胎的完整轮子。

有使得更容易将胎圈拉出轮辋的多类钩形端。

第一类提供的钩形端与工具保持臂可移动地锁定在一起，以在胎圈上施加径向力，使胎圈与轮辋间隔开，从而借助例如臂的水平和/或竖直移动的组合来促进胎圈脱离。

专利文件IT1332037中示出了该第一类工具的示例。

另一方面，第二类要求钩形端可相对于工具保持臂移动。为此目的，通过使用特殊的可移动支承件，可以改变钩形端的倾斜度，或通过使用例如铰转四边形、杆或槽获得更复杂的运动。

专利文件EP1177920、EP3315331、EP1593533、EP1944177和US2010/0089538示出了该第二类工具的一些示例。

虽然上述解决方案目的在于在拉出胎圈期间减少对其拉伸和/或按压，但它们提供的钩形端始终且仅朝向轮子移动，由此相对于轮辋边缘在穿过轮子的轴线的竖直平面内移动。

发明内容

申请人意识到，在实际情况中，如果钩形端在轮子旋转期间没有进一步移动，则轮胎的胎圈边缘所承受的应力可能会更小。因此，设计了一种新的解决方案，其中，由于可以根据通常当轮子在胎圈本身和钩形端之间旋转时产生的摩擦力的增大或减小来被动调整钩形端的倾斜度，钩形端将提高其相对于胎圈T的平滑度。

因此，申请人设计了一种轮胎更换机，该更换机设置钩形端，该钩形端可围绕垂直于轮子的旋转轴线的其自身轴线被动旋转，从而允许以更精细的方式在胎圈上操作，同时便于脱离轮胎。

因此，本发明涉及根据权利要求1所述的轮胎更换机，其具有结构和功能特征，以满足上述要求且同时参考现有技术克服上述缺点。

附图说明

借助对轮胎更换机的优选但非排他性实施例的描述，本发明的其他特征和优点将变得更加明显，该实施例借助指示性但非限制性示例在附图中示出，其中：

-图1是根据本发明的轮胎更换机处于其一个操作构造的立体图，

-图2是先前图的视图，其中机器示出为处于不同的操作构造，

-图3a是在图1和图2中的轮胎更换机中使用的根据本发明的工具的立体图，

-图3b是图3a中的工具的仰视图，

-图4a和图4b是根据本发明的工具的正视图，其中钩形端可在初始位置和倾斜位置之间移动，

-图5是根据另一实施例的轮胎更换机的立体图，

-图6是在图5中的轮胎更换机中使用的根据附加实施例的工具的侧视图，

-图7和图8是在图5中的机器上使用的工具的后视图，其中钩形端可在起始位置和倾斜位置之间移动。

具体实施方式

特别参考这些附图，附图标记1总体表示本发明的轮胎更换机。

所提出的机器1首先包括基座结构2和维持及旋转单元3，基座结构2可搁置在地面上，维持及旋转单元3维持并设定轮子R的轮辋C围绕轮子的旋转轴线Z-Z旋转。维持及旋转单元3优选安装在结构2本身的上部上方。详细地，维持及旋转单元3包括呈小板4或自定心盘5的形式的旋转装置，该旋转装置旨在于轮子R本身的更换和/或维修操作期间支承轮子R。旋转装置4、5优选由突出于结构2上方的中心轴6来设定旋转。

优选地，轴6由布置在结构2的内部容积中的齿轮马达组件(未示出)旋转。亦包括在该内部容积中的特殊马达驱动齿轮马达，从而驱动旋转装置4、5。

机器1包括保持柱7，该保持柱7放置于维持及旋转单元3后面，并平行于轮子的旋转方向Z-Z竖直延伸。具体地，保持柱7旨在支承工具8。根据图1至图4所示的本发明第一实施例，保持柱7为固定类型，并支承可在第一升高位置(见图1)和接合位置之间竖直移动的工具8，在第一升高位置中，工具8移动远离维持及旋转单元3，在接合位置中，工具8降低(见图2)靠近单元3。

在工具8和保持柱7之间设置可延伸臂25，其可沿与轮子的旋转轴线Z-Z正交的X-X方向延伸，以使工具8沿径向方向靠近/远离轮子R。

然后，借助沿X-X和Z-Z方向的移动，工具8可相对于轮X移动并使其与胎圈T相互作用，以将其拉出轮辋C。

优选地，保持柱7相对于轮子的旋转方向Z-Z平行延伸，以支承旨在将轮胎P装配到轮子R的轮辋C上或从轮子R的轮辋C移除轮胎P的工具8。

有利地，工具8包括钩形端9，该钩形端9旨在执行从轮辋C移除胎圈T的操作。具体地，钩形端9旨在至少部分地装配在轮子R的轮辋C和轮胎P的胎圈T之间，从而以已知方式移除轮胎P。具体地，当工具8在接近单元3时下降的时候，钩形端9插入轮子R的轮辋C和胎圈T之间，使得当下一次提升工具8时，胎圈T在移除点被提升，并至少部分地从轮辋本身的环形盖上方离开轮辋C。在移除点拉出轮胎P的胎圈T后，将轮子R设为绕其自身的轴线Z-Z旋转，以迫使胎圈T通过轮子R的全360°旋转脱离轮辋C。正如本说明书之后将广泛描述的，钩形端9可围绕与轮子的旋转轴线Z-Z正交的旋转轴线X-X被动旋转。

在本讨论中，表述“可被动旋转”指钩形端9可由于轮子R在旋转时所产生的阻力而围绕旋转轴线X-X旋转。

在实际情况中，当钩形端9与胎圈T接触并且轮子R由维持及旋转单元3设定旋转时，钩形端9和胎圈T之间的摩擦力决定钩形端9围绕旋转轴线X-X的旋转。

方便地，旋转轴线X-X与轮子的旋转轴线Z-Z相交，即钩形端9的旋转轴线X-X和轮子的旋转轴线Z-Z在一点处会聚。

详细地，工具8包括支承元件10，支承元件10优选圆柱形，并沿其自身轴向方向纵向整体延伸。支承元件10的第一端部11与销12同轴锁定在一起，该销12旨在直接连接到保持柱7。

方便地，圆柱形支承元件10的与第一端部11相对的第二端部13具有来自壁15的萼部14，萼部14的扁平端16相对于轴线X-X横向悬置，并在预先确定的长度上径向延伸。

使用时，工具8定向成使得扁平端16基本上面朝上，平行于轮子的旋转方向Z-Z。

如图3b中的示例所示，圆柱形支承元件10的萼部14形状设定成使其具有开口17，开口17形成于壁15中的与扁平端16完全相对的位置。方便地，开口17在壁15上具有角度敞开切口，该角度敞开切口包括在50°至90°之间，优选70°，其平分线与扁平端16的径向延伸方向基本重合。

如图3a中的示例所示，钩形端9从圆柱形支承元件10径向突出，并沿与扁平端16的延伸方向直径向相反的方向延伸。详细地，钩形端9包括环形头部9a，环形头部9a借助中央连接杆9c连接到钉状部9b。环形头部9a意在通过形状联接被包含在萼部14中，使得杆9c从萼部14的开口17突出。因此，如上所述，为了减少在轮子R设定旋转期间的胎圈T上的应力，工具8的钩形端9可以围绕轴线X-X被动旋转，轴线X-X基本上与轮子的旋转轴线Z-Z正交并与之关联。

有利地，钩形端9的杆9c的宽度的尺寸可以相对于开口17的宽度来设计，以增加或减少钩形端9的旋转角度。具体地，如图4a和图4b中的示例所示，钩形端9可在初始位置和倾斜位置之间旋转，在初始位置中，钩形端9沿基本平行于轮子的旋转轴线Z-Z的初始方向定向，在倾斜位置中，钩形端9相对于其初始位置旋转过角度a，该角度a包括在1°至20°之间，优选包括在8°至16°之间，更佳地等于14°。还应当注意，钩形端9的倾斜度相对于其初始位置不得超过一定程度，因为杆9c在萼部14(图3b和图4b)的内角14a处锁定旋转，内角14a用作端部止动件。在实际情况中，钩形端9在使用期间实际呈现的角度由轮子R(尤其是胎圈T)的形状和轮子R设定旋转时钩形端9和胎圈T之间建立的摩擦力来确定，但不能超过内角14a。

在使用中，当钩形端9处于其初始位置时，其沿轮子R的方向竖直向下定向，以使其至少可部分地插入轮子R的轮辋C和轮胎P的胎圈T之间。为了将胎圈T的受工具影响的部分拉出轮辋C，钩形端9被移离轮子R(即提升到轮辋的上边缘以上)，然后轮子R被设定为围绕其自身轴线Z-Z旋转(例如，沿图中箭头F所示的方向，相对于保持柱7前面的观察者的视角是顺时针)。由于钩形端9可以在初始位置和倾斜位置之间自由旋转，轮子R的旋转运动与在胎圈T的移除点处产生的摩擦力相结合，在钩形端9上产生作用力，使钩形端9朝向倾斜位置倾斜。

基本上，在轮子R旋转期间，轮胎P的胎圈T的边缘受力较小，这是因为由于可以根据摩擦力的增加或减少而调整根据本发明的钩形端9的倾斜度，钩形端9并不妨碍胎圈T的平滑性。

优选地，当钩形端9至少部分地装配在轮子R的轮辋C和轮胎P的胎圈T之间时，钩形端9可以在初始位置和倾斜位置之间自由旋转。

优选地，环形头部9a空转地联接到萼部14。具体地，借助螺钉18实现联接，螺钉18可拧入到形成在萼部14底部的凹部中。在一个型式中，可以在螺钉18的头部和环形头部9a之间设置垫圈19，以有助于钩形端9的旋转。

根据本发明的一个型式，工具8可设置弹性返回装置20，以抵消钩形端9在轮子R旋转期间从初始位置到倾斜位置的旋转。具体地，如图3a所示的示例所示，萼部14包含弹簧或类似的弹性元件，旨在使工具8返回其初始位置。详细地，弹簧20例如通过所存在的从环形部9a向外突出的悬置部21来连接在钩形端9的环形头部9a和萼部14的壁15之间，以在钩形端9上操作。在一个型式中，弹簧20与萼部14的连接是借助在壁15中获得的孔15a来实现的，该孔15a允许部分地容纳和固定弹簧20的一端。

优选地，在使用中，弹簧20相对于轴线X-X水平并横向地布置在开口17相邻处和螺钉18下方。为此目的，垫圈19可以是半方形的，以在螺钉18下方提供容纳弹簧20的有用空间。

根据另一型式，可以旋转支承元件10，使得整个工具8可以旋转，以在工具8移动靠近轮子R之前，使钩形端9或扁平端16交替朝向轮子R定向。为此目的，选择所要使用的端部9、16的旋转可直接由操作人员完成，或借助适当的致动器(未示出)自动完成。具体地，销12至少可以旋转过180°，甚至沿一个方向或另一方向转一整圈或更多，这样就可以容易且快速地选择要使用的端部9、16。优选地，销12可以借助卡口联接部等固定到可延伸臂25，以允许一次半圈的离散式旋转。

根据图5至图8所示的本发明第二实施例，与基座结构2和保持/旋转单元3相关联的保持柱7可以设置可移动工具保持臂21，该可移动工具保持臂21接近或远离定心盘5，并且整体平行于轮子R的旋转方向Z-Z定向。

工具保持臂21可以根据已知技术进行三维移动，并且在使用中可以在其下端支承根据本发明的钩形端9。

如图7和图8中的示例所示，钩形端9被支承以在初始位置和倾斜位置之间移动，移动方式与参考本发明第一实施例所述的类似。

根据一个型式，工具保持臂21包括处于其下端的支承板22，以接收钩形端9的环形头部9a，该头部9a可约束于支承元件10。详细地，在该第二实施例中，支承元件10由成对侧板22a、22b组成，该成对侧板22a、22b平行于Z-Z方向竖直延伸，并位于臂21的自由端的相对侧。详细地，支承板22由侧板22a、22b横向支承，在侧板22a、22b内形成空间，其中钩形端9的旋转限制在初始位置和倾斜位置之间。因此，钩形端9能够围绕环形头部9a的轴线X-X旋转过角度b，角度b包括在1°至20°之间，优选在8°至16°之间，更佳地等于14°。当轮子R沿箭头F所示的旋转方向转动时，在胎圈T的移除点所产生的摩擦力产生作用在钩形端9上的力，尤其作用在包括在杆9c和钉状部9b之间的区域中，从而使钉状部9b朝向倾斜位置倾斜，如图8中的示例所示。还应当注意，钩形端9的倾斜度相对于其初始位置不得超过一定程度，因为杆9c被侧板22a的内表面阻挡旋转(图8)，侧板22a用作端部止动件。在实际情况中，钩形端9在使用期间实际呈现的角度由轮子R(尤其是胎圈T)的形状和轮子R设定旋转时钩形端9和胎圈T之间建立的摩擦力来确定，但不能超过侧板22a。

根据一个型式，钩形端9可进一步围绕与轮子的旋转轴线Z-Z正交且与工具的旋转轴线X-X正交的轴线Y-Y倾斜(图5)。这样，有利地，还可以让钩形端9围绕轮辋C的上边缘旋转，以减少在将钩形端9插入轮辋C和胎圈T之间并移除胎圈T时胎圈T上的应力。

根据另一型式，工具8可包括引导装置23，其允许钩形端9移离支承元件10，从而移离板22a、22b，以沿基本平行于轮子的旋转轴线Z-Z的方向接近轮子R。详细地，如图6中的示例所示，引导装置23优选包括在每个侧板22a、22b中切割的相应槽23a，以允许支承板22借助在槽23a上滑动的适当小圆柱体23b在向后位置和远端位置之间移动，在向后位置中，钩形端9位于接近支承元件10的位置(因此也接近板22a、22b)，在远端位置中，钩形端9相对于支承元件10至少部分地向前移动，并远离支承元件10，以平行于Z-Z方向朝向轮子R移动。

优选地，每个槽23a可以具有基本上平直的或弯曲的样式。在后一种情况下，槽23a的弯曲样式还可以允许钩形端9，更具体地，旋转轴线X-X，围绕上述轴线Y-Y执行旋转运动和/或沿X-X执行偏移。换言之，槽23a的形状可导致旋转移位运动(沿Z-Z和X-X以及围绕Y-Y)。

因此，钩形端9可以在三个轴线X-X、Y-Y、Z-Z上组合若干个不同的许多运动，以在轮辋C的上边缘上方移除胎圈T期间(由于槽23a的形状)，以及在轮子R的设定旋转期间(由于钩形端9围绕旋转轴线X-X旋转，随后通过钩形端9和胎圈T之间产生的摩擦力)，减小胎圈T的张紧。

参考图7至图9所示的示例，可以可选地设置固定到板22b的侧面元件24。其具有基本弯曲的轮廓，其曲率与轮辋C的环形部的曲率相似，以改善胎圈T的提升，并在轮子R旋转与钩形件9结合作用期间伴随胎圈T自身脱离。

由于可以从本说明书中验证，已经注意到所述发明实现了意欲目的，特别是强调了通过根据本发明的换胎机工具可以以更精细的方式在胎圈上操作，促进轮胎的脱离，同时帮助操作人员加速，从而减少轮胎拆卸操作期间的工作时间。

Claims (10)

1.轮胎更换机(1)，包括：

基座结构(2)，所述基座结构(2)能搁置在地面上；

维持及旋转单元(3)，所述维持及旋转单元(3)安装在所述结构(2)的上部上，适于维持轮子(R)的轮辋(C)并设定它围绕轮子的旋转轴线(Z-Z)旋转；

保持柱(7)，所述保持柱(7)与维持及旋转单元(3)相关联，并旨在支承用于将轮胎(P)安装到所述轮子(R)的轮辋(C)上或从所述轮子(R)的轮辋(C)拆卸轮胎(P)的工具(8)；

其特征在于，所述工具(8)包括钩形端(9)，所述钩形端(9)能围绕与所述轮子的旋转轴线(Z-Z)正交的旋转轴线(X-X)被动旋转。

2.如权利要求1所述的轮胎更换机(1)，其特征在于，所述钩形端(9)能在初始位置和倾斜位置之间旋转，在初始位置中，所述钩形端(9)沿基本平行于所述轮子的旋转轴线(Z-Z)的初始方向定向，在倾斜位置中，所述钩形端(9)相对于其初始位置旋转过角度(a)，所述角度(a)包括在1°至20°之间。

3.如前一权利要求所述的轮胎更换机(1)，其特征在于，当所述钩形端(9)至少部分地装配在所述轮子(R)的轮辋(C)和所述轮胎(P)的胎圈(T)之间时，所述钩形端(9)能够在所述初始位置和所述倾斜位置之间自由旋转。

4.如前述权利要求中的任一项所述的轮胎更换机(1)，其特征在于，所述轮胎更换机(1)包括弹性返回装置(20)，所述弹性返回装置(20)与所述钩形端(9)相关联，以抵消所述钩形端(9)在所述轮子(R)旋转期间从所述初始位置到所述倾斜位置的移动。

5.如前述权利要求中的任一项所述的轮胎更换机(1)，其特征在于，所述工具的旋转轴线(X-X)与所述轮子的旋转轴线(Z-Z)相交。

6.如前述权利要求中的任一项所述的轮胎更换机(1)，其特征在于，所述工具(8)包括扁平端(16)，所述扁平端(16)沿与所述钩形端(9)的延伸方向在直径上相反的方向悬置。

7.如前一权利要求所述的轮胎更换机(1)，其特征在于，所述钩形端(9)和所述扁平端(16)安装在支承元件(10)上，所述支承元件(10)能围绕所述旋转轴线(X-X)相对于所述保持柱(7)旋转。

8.如前一权利要求所述的轮胎更换机(1)，其特征在于，在所述工具(8)移动靠近所述轮子(R)之前，所述支承元件(10)能够旋转过180°以使所述钩形端(9)或所述扁平端(16)交替朝向所述轮子(R)定向。

9.如前述权利要求中的任一项所述的轮胎更换机(1)，其特征在于，所述钩形端(9)能进一步围绕与所述轮子的旋转轴线(Z-Z)正交且与所述工具的旋转轴线(X-X)正交的轴线(Y-Y)旋转。

10.如权利要求7或8所述的轮胎更换机(X)，其特征在于，所述工具(8)包括引导装置(23)，所述引导装置(23)允许钩形端(9)移动远离所述支承件(10)，以沿与所述轮子的旋转轴线(Z-Z)基本平行的方向接近所述轮子(R)。

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