CN1244161A - 轮胎测试系统用的宽度可自动调节的卡盘装置 - Google Patents

Abstract

一种在轮胎测试机中轮胎定位宽度可自动调节的卡盘装置,包括呈主轴组件的下卡盘和呈可移动卡盘组件的上卡盘。主轴组件有锥形部分的可旋转主轴,卡盘组件有相配合的锥形凹槽的卡盘构件。主轴组件和卡盘组件装有啮合轮胎下、上胎面的半轮箍。整个卡盘组件可移向/移离主轴组件,可停在全升高和全降低之间。卡盘构件由气压缸独立移动,在两个组件之间啮合主轴构件。卡盘的行程长度能容纳各尺寸的轮胎。气压缸使卡盘构件与主轴啮合力恒定。

Description

轮胎测试系统用的宽度可自动调节的卡盘装置

技术领域

本发明涉及用于夹持旋转物体的卡盘装置。更具体地说，本发明涉及一种自动调节宽度的卡盘装置，用来牢固地控制在轮胎均匀性测试系统测试中的轮胎的位置。

背景技术

检测轮胎，以便确定轮胎中是否存在任何不规则性或者不均匀性的轮胎测试系统，已是众所周知的现有技术。现有的轮胎测试系统，一般把轮胎移动到测试站，在测试站，用某些形式的夹盘装置夹住轮胎，并把轮胎充气到其正常压强。使轮胎在标准转速下贴着测力轮旋转。用装在测力轮上的测力元件获得的数据，来检测制造过程中可能产生的任何不规则性。另外，轮胎测试系统通常测量不规则的大小，还配备有修正不均匀性的装置，例如从轮胎上除去多余材料的磨削设备。

现有轮胎测试机的目的是在轮胎测试机内对轮胎进行适当的定位，以便精确地检测、测量及修正轮胎中的任何不规则。但是，正如下面所述，尽管现有的卡盘装置足以夹持测试及修正过程中的轮胎，但是还存在改进的余地。

美国专利号4,023,407中公开了一种供轮胎均匀性测试机使用的现有卡盘装置，它包括上卡盘和下卡盘，上、下卡盘都具有固定在其上的轮箍，分别夹住轮胎的上、下胎边。一个液压气缸把上卡盘移向下卡盘，将轮胎夹在轮箍之间。上卡盘包括一个可滑动的柱塞，它具有与下卡盘中形成的锥形凹槽相配合的锥形鼻端。一个弹簧环绕该柱塞，当上、下卡盘移动到一起时，该弹簧被压缩。在该专利中，当弹簧被完全压缩时，上、下卡盘处于关闭和闭锁位置。这样，弹簧产生的力被用来把锥形鼻端锁定在下卡盘的凹槽中。

美国专利号4,852,398公开了另一种轮胎测试机使用的卡盘装置，它包括一个固定在上轮箍上的凹形件，和一个固定在下轮箍上的凸形件。凹形件有一个安放凸形件的鼻端的锥形凹槽，下面的凸形件可由一个液压气缸移向凹形件。位于凸形件内的弹簧将鼻端压向凹槽。液压气缸把整个凸形件移向凹形件，直到鼻端进入锥形凹槽为止，液压气缸继续向凹形件移动，凹形件压缩弹簧，从而增大弹簧施加的闭锁力。在该专利中，弹簧弹力使鼻端与凹形件的锥形凹槽摩擦耦接。

上面说明的现有卡盘装置将轮胎定位于测试机的上、下卡盘的轮箍之间；但是，这样的组件有缺陷。例如，一个卡盘构件能够移向和移离另一卡盘构件的距离受限。另外，现有的卡盘组件中使用弹簧，也限制了一个卡盘构件可移向另一卡盘构件的移动距离，此外，还影响了把各自部件闭锁在一起的作用力的一致性。

此外，现有的卡盘装置使用的弹簧必须具有恒定的力，和能够产生把卡盘构件闭锁在一起所必需的弹力的弹簧长度。如果卡盘构件移动的距离(即其行程长度)增大，则必须增大弹簧的长度，以便在这样的距离内对卡盘构件施加足够的力。但是，行程长度增加很大，就需要非常巨大并且复杂的弹簧，才能够在增大的移动距离内施加弹力。使用这样的弹簧既不实际也不经济。因此，现有技术中，一个卡盘构件能够在测试机上移动的距离受到弹簧的刚性和长度的制约。此外，鉴于弹簧施加的弹力随着弹簧长度的改变而变化，因此，施加在现有卡盘构件上的闭锁力，随着弹簧长度的改变而变化。因此，现有的卡盘装置一般都不能施加基本恒定的弹力，以把卡盘构件锁定在一起并维持这种状态。

因此，本领域需要一种避免常规装置这些限制的改进的卡盘装置，该卡盘装置提供增大的行程长度，以便接纳各种尺寸的轮胎，并且施加基本恒定的力，把卡盘构件锁定在一起。

发明概述

本发明提供一种宽度可自动调节的卡盘装置，用来夹持测试中的轮胎，以确定轮胎的圆度、机械均匀性等是否合格。另外，该卡盘装置还可以用来在轮胎测试之后，进行有选择的磨削过程中支承轮胎。卡盘装置包括一个下卡盘和一个能够移向和移离下卡盘的上卡盘。上卡盘由一个制动器推动，使卡盘可以停止在全升高和全降低位置之间的任一位置上。

在更具体地实施例中，下卡盘是一个主轴组件，它包括主轴外壳和装在主轴外壳内的可旋转的主轴。主轴有一个包括锥形凸出部分的第一端部和一个包括驱动链轮的第二端部，驱动链轮由传动皮带旋转，从而旋转主轴。上卡盘是配置在主轴组件上方的可移动的卡盘组件，包括一个与主轴的凸出部分配合的锥形凹进部分的卡盘构件。主轴组件和可移动的卡盘组件均有一个轮箍，用于封闭地啮合轮胎的下、上胎边，以允许在测试过程中对轮胎充气并旋转轮胎。

可移动的卡盘组件，最好包括一个外壳和一个内壳，内壳可相对于外壳旋转地装配。卡盘构件位于内壳内，并且可相对于内壳滑动。卡盘构件由固定在外壳上的一对气压缸驱动。卡盘构件的锥形凹进部分锁定地容纳可旋转的主轴的锥形凸出部分。启动液压致动器，把整个卡盘组件移向主轴组件，直到两个轮箍啮合轮胎的胎边为止。启动气压缸，单独使卡盘构件相对内壳和外壳移动，而不是使整个卡盘组件移动，从而实现锥形凹槽与主轴的锥形鼻端的位置锁定啮合。与现有的卡盘装置相比，本发明的这一内容增大了卡盘的行程长度，使卡盘装置能啮合各种尺寸的轮胎。

此外，和利用弹簧来把卡盘构件与主轴锁定在一起的现有卡盘装置不同，本发明可精确地控制空气气缸的输出，从而，在卡盘构件的整个移动范围内都可对主轴的鼻端施加基本恒定的锁定力。另外，卡盘装置包括一个传感器，允许卡盘组件的移动距离小于其整个行进路线的长度，从而减小了周期时间，提高了效率。在本发明的另一内容中，在卡盘组件上安装有轮胎拆卸机构，用于从卡盘组件上取下轮胎。

从下面结合附图对本发明最佳实施例的详细说明，可以清楚地看到本发明的其它特征和优点。

附图简要说明

图1是装有按照本发明的一个最佳实施例构造的宽度可自动调节的卡盘装置的轮胎测试系统的平面图；

图2是图1所示轮胎测试系统和卡盘装置的局部正视图；

图3是图1和图2所示轮胎测试站和卡盘装置侧视图；

图4是构成图3所示轮胎测试站的一部分的机架的透视图；

图5是构成图3所示轮胎测试站和卡盘装置的一部分的可移动卡盘组件的侧视图；

图6是与图5所示的卡盘组件合作的主轴组件的侧视图；

图7是处于封闭和锁定位置的图5所示卡盘组件和图6所示主轴组件的侧视图，图中示出，该两个组件上的轮箍被配置在用于夹持具有特定宽度的轮胎的第一位置上；

图7A是图7所示的卡盘组件致动器的一部分的放大视图；

图8是处于封闭和锁定位置的图5所示卡盘组件和图6所示主轴组件的侧视图，图中示出，该两个组件上的轮箍被配置在用于夹持比图7所示位置中夹持的轮胎的宽度更大的轮胎的第二位置上；

图9是可移动卡盘组件与主轴组件的正视图，卡盘组件配有按照本发明构造的轮胎拆卸机构；

图10是可移动卡盘组件的液压控制回路的示意图。

最佳实施例的详细说明

图1是按照本发明的一个最佳实施例构造的、包括一个宽度可自动调节的卡盘装置的轮胎测试系统整体布局的平面图。在与本申请相关的申请“轮胎均匀性测试系统(TIRE UNIFORMITY TESTING SYSTEM)”(申请号＿＿，申请日＿＿)中，对整个轮胎测试系统作了更充分的公开，这里引用该申请的主题，供参考。因此，下面的详细说明主要涉及可调节的卡盘装置；不过，为了清楚起见，以及为了陈述本发明卡盘装置的预期使用环境，下面也对整个轮胎测试系统作简单的说明。当然，本领域的技术人员应认识到，可调节的卡盘组件还可用于轮胎测试机之外的其它应用中。这样，本发明不应被认为局限于任何特定的环境。

参见图1，整个轮胎测试系统包括下述子系统：输入传送机10，测试站12，

出口模件14，以及选择标记站14a和轮胎分类机构14b。放在测试站12上的轮胎是用做测试的轮胎，并对其作有选择的磨削，以调节轮胎的圆度、机械均匀性和/或轮胎的其它物理性能。如图1所示，虚线表示的轮胎20由输入传送机10送到测试站，使轮胎卡在下轮箍24和上轮箍26之间(图3中清楚地示出)。轮箍装在构成本发明的可调节的卡盘装置的上、下卡盘上，下面将详细说明上、下卡盘。

轮胎被卡在轮箍24、26之间，并被充气。充气之后，移动一个装有测力轮42的测力轮组件40，使其紧紧地靠着轮胎20的外表面。如同常规的一样，紧贴着测力轮旋转轮胎，测力轮借助测力元件46、48(如图3所示)监测轮胎施加的负载。同现有技术的一样，根据测力元件获得的数据来确定轮胎的均匀性。在与本申请相关的申请“轮胎测试系统用的测力轮组件(LOADWHEELASSEMBLY FOR TIRE TESTING SYSTEM)”(申请号＿＿，申请日＿＿)中，对测力轮作了更充分的公开，这里引用该申请的主题，供参考。如需要的话，由一个或多个磨削机，例如磨削轮胎的上、下部分的磨削机50、52(如图3所示)以及磨削轮胎的中央部分的磨削机(图中未示出)，来调节轮胎的均匀性。

在图示的实施例中，可构成测试站的一部分的探测器系统56，包括上、下侧壁传感器组件54a、54b，上、下胎缘传感器组件(图中未示出)以及一个中央胎面传感器58(图3清楚地示出)。在前述涉及整个轮胎测试系统的相关申请中，对探测器系统作了更充分的描述。

上、下卡盘、测力轮组件40，磨削机50、52和探测器系统56都安装在一个门形机架系统60上(如图3所示)。在图示的最佳实施例中，机架包括一个基座62，一个由两对立柱66a、66b和68a、68b支承在距基座上方预定距离的横梁64。基座62包括一对水平工字梁，最好是焊接在一起形成一个整体构件。如图4所示，在最佳的实施例中，基座62的一端65a被做成“Y”形(平视，可看出)，一端65a包括末端部分70a、70b，而基座62的另一端65b被做成“T”形，另一端65b包括横梁72。在前面提及的涉及整个轮胎测试系统的相关申请中，对机架60作了更充分的描述。

输入传送机10(如图1和图2所示)把要测试的轮胎从定心站100输送到测试站12。在与本申请相关的申请“轮胎测试系统用的输入传送机(INLETCONVEYOR FOR TIRE TESTING SYSTEM)”(申请号＿＿，申请日＿＿)中，对输入传送机作了更充分地描述，这里引用该申请的主题，供参考。操作中，要测试的轮胎由皮带传送机或者辊式传送机(图中未示出)输送到定心站100的入口处。图1中以虚线表示的轮胎102是准备输送到输入传送机的轮胎。输入传送机包括把送到的轮胎移动到输入传送机机构的进料辊或者供料辊108。轮胎由进料辊108输送到定心站100，然后对着轴154进行定心。在最佳的实施例中，定心轴154与测试站轴156间距固定的距离(如图1和图2所示)，在最佳实施例中，测试站轴156是主轴组件410的旋转轴。因此，在轮胎在定心站100上被定心之后，即被输送，使其对准主轴组件。由于这种安排，把轮胎从定心站移到测试站的距离对于所有的轮胎都是相同的，而与轮胎的直径无关。

下面说明输入传送机的操作。在把轮胎放到定心站之前，先由致动器142降低传送机。由输入进料辊108把轮胎传送到传送机上。一旦轮胎位于定心站100中，开动定心臂致动器(图中未示出)把定心臂170、172移向轮胎，直到滚柱176、176a啮合轮胎外缘为止。如果存在润滑器，则旋转滚柱176a，使轮胎在定心站上旋转，从而使润滑器能够向轮胎20施加润滑剂。一旦被定心后，由致动器142升高传送机，从而抬起轮胎，实际上，使轮胎高于支承传送机(support conveyor)。每个滚柱176、176a被安装成能够垂直移动预定的距离，以便当传送机组件啮合并抬升轮胎时，能够容纳轮胎和定心臂170、172之间的相对移动。随后把定心臂向外移到它们的收缩位置，由传送机支承要测试的轮胎，并根据轴154对轮胎定心，将轮胎放在与测试站的轴156相距预定距离的位置上。

随后，开动传送机把轮胎向前传送预定的距离，在该位置，轮胎与测试站的轴156相一致。开动致动器142，降低传送机，事实上传送机把轮胎向下放到下卡盘上。当传送机位于低位置时，便可把另一个轮胎送到定心站，随后，在测试站12对轮胎进行测试的时间中，对该另一轮胎进行润滑及定心。

本发明的可调节卡盘装置，包括一个下卡盘和一个可移动的上卡盘。在最佳实施例中，下卡盘包括固定在机架60上的主轴组件410，而上卡盘包括一个安装在机架60的横梁64上的可往复移动的卡盘组件310。如图3所示，卡盘组件310被安装在构成液压致动器204一部分的液压杆202的端部上。致动器被固定到机架横梁64上，并且如图4所示，穿过横梁64中形成的开孔220延伸出去，横梁64由板224加固。当对放置在测试站中的轮胎进行测试时，致动器204延伸液压杆202，把卡盘组件310移向主轴组件410。安装上轮箍26的卡盘组件310还包括配置在中心位置的卡盘构件360，卡盘构件360的前端形成一个对准元件，对准元件包括一个凹进部分，最好是形成锥形凹槽368。凹槽368的构形能够容纳主轴组件410上的一个凸出部分(如图2所示)，该凸出部分最好成锥形鼻端442的形式。被凸出部分与凹进部分之间的啮合保持卡盘组件310与主轴组件410之间的精确对准，并且和夹持在卡盘组件310和主轴组件410之间的轮胎一起把主轴组件410的旋转传递给卡盘组件的上轮箍26，从而当轮胎被夹持在卡盘组件310和主轴410之间时，使上、下轮箍26、24协调一致地旋转。

现在主要参见图5至图9，从图中可看出，卡盘装置包括两个主要部件：前述可移动的卡盘组件310和可旋转的主轴组件410。如图5所示，可移动的卡盘组件310包括一个具有上端322和下端324的外壳320。这里，使用相对的术语“上”和“下”，是为了清楚地说明如图中描述的本发明的最佳实施例，而不应该照字面意思去理解。外壳320包括用来安装气缸400的托架326、328，下面将进一步讨论。外壳的上端322包括可以是槽沟形式的开口，用于容纳把运动从气缸400传递给可移动的卡盘构件360的托架臂390。

可用螺钉、螺栓、或者其它适当的紧固件334，把液压缸活塞杆接头332固定到外壳320的上端上。如图7所示，接头332被接到液压致动器204的液压杆202上(或者与之整体形成)，致动器包括配置在测试机的机架60上的开孔220(如图4所示)。跟踪杆250穿过机架上的适当开孔延伸出去，并被连接到卡盘组件上，以防止液压杆202与卡盘旋转脱离对准关系。

启动致动器204，使整体卡盘组件310移向和移离安装在其下面的主轴组件410。如图7和7A所示，液压缸座220被固定到机架横梁64的下侧，凸轮滚柱环绕液压杆202。液压缸盖密封件240被装在液压缸204的外面，并被固定到液压缸座220上，以提供围绕液压杆202外部的密封件。液压缸盖密封件240环绕液压杆202，并安放有一个衬套242，和一个与液压杆接触的环形密封件246。衬套与密封件构成液压用液体收集室，这样，当液压杆202延伸时，密封件会除去液压杆上的所有液体，并将其收集到收集室中，以防止液压用液体滴落到轮胎上。

卡盘组件310包括一个配置在外壳320内、借助于锥形滚柱轴承346、348，能够相对外壳旋转的内壳340。内壳340具有阶梯式下端342，阶梯式下端342的构成，使其能够安放上轮箍26(如图7所示)。如前所述，在现有技术中，上轮箍26啮合轮胎的上胎面。内壳包括一个用紧固件344固定到可移动的卡盘构件360上的键343。键343安放在卡盘构件360中形成的槽沟中，以便允许卡盘构件相对于内壳340直线移动。但是，如同常规的一样，键343能阻止卡盘构件360相对于内壳340转动。因而，旋转卡盘构件360也就带动旋转了内壳340。

可移动的卡盘构件360包括上端362和下端364。上端362被连接到卡圈380上，卡圈380被固定到托架臂390的端部394上，托架臂390的另一端部392被连接到空气气缸400的活塞杆406上。如下所述，这种结构，把运动从空气气缸400传递给卡盘构件360，使卡盘构件360相对于外壳320和内壳340作直线移动。卡盘构件360的下端364包括一个阶梯式部分366，当卡盘构件完全收回时，阶梯式部分366与内壳340的端部啮合(如图5所示)。卡圈372被适当的紧固件固定到下端364上。在卡盘构件的下端364中形成的锥形凹槽368有一个与主轴组件410的锥形鼻端442形状吻合的内壁部分370(将在下面的图6中说明)。卡圈372的内壁配备有一个密封件，例如O形环374，用来密封鼻端442与凹槽368之间的接合处，防止膨胀空气进入这些组件之间。

借助设置在气缸平头端402上的、并且是在平头端402与活塞杆端部404之间的位置上的托架，将气缸400固定地安装在可移动的卡盘组件310的外壳320上。气缸400的活塞杆406向上延伸，端部408被固定到托架臂390的端部392上。当致动气缸400时，借助安放在外壳320的槽沟330中的托架臂390，活塞杆被收回或者伸出。这样，活塞杆406的直线移动就被传递给卡盘构件360的上端362，并使卡盘构件360的下端364和凹槽368移向或者移离主轴组件410的锥形鼻端442。这样，依据液压缸204的致动，整个卡盘组件310可移向和移离主轴组件410；另外，依据空气气缸400的致动，卡盘构件360能够独立地相对于卡盘组件的内壳和外壳320、340移动。这使得卡盘构件360能够从主轴440缩回，这样，从测试站卸下轮胎，就不必完全升高整个卡盘组件。虽然在最佳实施例中使用的致动器400都是空气气缸，但是，本领域的技术人员都知道，气压缸或者液压缸均可用来移动卡盘构件。此外，还可以使用机构驱动装置，例如电动机驱动的齿轮组件、导杆等代替空气气缸。

现在回过头来参见图6，可旋转的主轴组件410包括一个具有上端422和下端424的外壳420。外壳420最好配有一个法兰盘426，以便可拆卸地把主轴组件410固定到轮胎测试系统的机架60上。本发明的这一内容提供了呈可拆卸的卡盘形式的主轴组件410，其中整个组件可容易地连接到轮胎测试系统的机架上，也可容易地从轮胎测试系统的机架上卸下，从而提供了使用灵活方便的组合式组件。用适当的紧固件，例如螺栓428，可将法兰盘426固定到机架上。当然，只要仍能提供主轴组件410的组合式能力，也可以改变法兰盘426(或者其它连接结构)的特殊构形和位置。这一特征也改进了各组成部分的易接近性，从而，和现有的轮胎测试系统相比，减少了系统维护。

用适当的紧固件，例如螺钉432，将帽盖件430固定到外壳420的上端422上，在帽盖件和主轴440的外部之间，装有一个衬套434。在主轴440的上、下端部处，在外壳420与外壳上下端上的主轴440之间，配有锥形滚柱轴承436、438，以便于主轴440的平滑旋转。锥形鼻端442具有外表面444和端面446。外表面444的构形与卡盘组件310的锥形凹槽368的侧壁370相吻合，该吻合外表面最好加工成截头圆锥形。为了安放下轮箍24，提供了肩形或者阶梯式部分448(如图6所示)，下轮箍24以与卡盘组件310承载的上轮箍26相同的方式啮合轮胎的下胎面。在最佳实施例中，锥形鼻端442是连接在主轴上的一个可替换的帽盖，并且最好是由钢制成。当然，鼻端442也可以是永久固定在主轴上的独立构件，或者也可以是主轴的整体构成部分。

在主轴440内有一个空气通道450，空气通道450接收来自空气源经连接阀456和弯管接头458的空气。空气进入通道450，从位于锥形鼻端442附近的开口451排出。如图7所示，空气从开口451排出，进入上、下轮箍26、24之间的空间，对被加持在卡盘装置上的轮胎充气。对轮胎充气的方式与现有技术的相同，因此，不对其进行详细说明。但是，应注意的是，在本发明中，利用密封件374防止空气进入锥形鼻端442与卡盘构件360的锥形凹槽368之间的空间，从而防止空气对锁定在一起的主轴440和卡盘构件360施加分离作用力的可能性。

主轴440的下端452的直径被减小，以便为连接在链轮组件454上。链轮组件454由一个与驱动机构，例如电动机36相连的传动皮带或者皮带轮38带动，以便旋转主轴440和下轮箍24(如图1和图8所示)。由于主轴鼻端442被锁定在卡盘构件360的锥形凹槽368内，而且轮胎被夹持在轮箍26、24之间的缘故，旋转主轴也将旋转卡盘构件360和上轮箍26(和内卡盘壳340)。上、下轮箍26、24的旋转将使测试站上的轮胎旋转，如同现有技术的一样进行测试过程。

图7是表示在胎面宽度为“w”的轮胎“t”被夹持在轮箍26、24之间的情况下，处于封闭锁定位置下的卡盘组件310和主轴组件410的部分部件分解图。测试机的机架60中的开孔220安放液压致动器204的气缸，液压杆202向下伸出。如前所述，液压杆202的下端借助接头332与卡盘组件的外壳320的上端连接。开动致动器204，使整个卡盘组件310沿着箭头A移向和移离主轴组件410，如图所示，主轴组件由法兰盘426固定到机架上。图7中所示被夹持的轮胎“t”的胎面宽度“w”相对较小，用致动器204把卡盘组件310移向主轴组件410使轮箍26、24啮合轮胎胎面，并使锥形鼻端442进入锥形凹槽368，把主轴锁定在卡盘构件360上。致动空气气缸400，使锥形卡盘构件凹槽368压到锥形主轴鼻端442上，以增强对部件的锁定。另外，由于可精确地控制空气气缸400的致动，因而可使用于把部件锁定在一起的力的大小基本保持恒定。这是使用弹簧来增强卡盘和主轴部件间的锁定的现有装置做不到的。尽管活塞杆406的收缩，会向下驱动卡盘构件，但是，为使锁定力大体保持恒定，空气气缸400最好配有减压调节器(图中未示出)，必要时，减压调节器释放压力，以便对卡盘构件施加恒定的作用力。

图8表示本发明的将轮胎“T”夹在上、下轮箍26a、24a之间(图中以虚线表示)的装置，轮胎“T”的胎面宽度为“W”，大于图7中所示的轮胎“t”的胎面宽度“w”。应注意，为了适应较大的轮胎“T”的较大的直径距离，并啮合轮胎“T”的胎面，轮箍26a、24a的直径应大于轮箍26、24的直径。但是，由于卡盘组件的移动距离的增大，有可能利用一组轮箍夹持胎面宽度大小不同的轮胎。本领域的技术人员将理解，根据要夹持的轮胎尺寸的范围，可使用一组或多组轮箍。总之，由于能够移动整个卡盘组件和卡盘构件，因此和现有装置相比，本发明的装置能够容纳更大范围的轮胎宽度。

如图8所示，把卡盘组件310移向主轴组件410(借助致动器204)使轮箍26a、24a啮合上、下轮胎胎面不足以使卡盘构件360啮合主轴440，这是因为轮胎“T”的胎面宽度相对较大。这样，当致动空气气缸400收回活塞杆406时，将向下驱动卡盘构件360，直到卡盘构件360的锥形凹槽368安放在主轴440的锥形鼻端上时为止，如前所述，从而控制了气缸施加给卡盘构件的作用力的大小。为了控制上卡盘组件310移向(和移离)主轴440的距离，提供了一个传感器460(如图10所示)，用于检测卡盘组件310相对于轮胎测试系统的固定机架60的移动距离。在一个最佳实施例中，该传感器460是安装在装置上的任何适当位置上的线性位移换能器，最好是安装在液压缸204上(如图10所示)。肯塔基州，弗洛伦斯(Kentucky，Florence)的巴卢夫有限公司(Balluff Inc.)获得的产品系列号为BTL-2的换能器，可用作传感器460。

本发明的这一特征，提供了小于全周期移动卡盘构件的能力。即，现有装置局限于卡盘在其全升高位置和全降低位置之间的整个距离上重复地来回移动。因而，不论被夹持轮胎的宽度如何，装置的周期时间都是相同的。这样一来，即使在只要稍微升高(或者降低)卡盘构件，就足以取下轮胎的情况下，也要使构件移动整个距离。但是，本发明通过借助致动器204升高整个卡盘组件310，和借助空气气缸400升高卡盘构件360，便可小于全周期地移动卡盘构件。传感器460监视卡盘的位置，以便只使卡盘移动与取下轮胎所必需的移动距离相同的距离。从而，本发明减小了周期时间，提高了效率。

图10是控制卡盘组件310的移动的液压控制回路的示意图。控制回路控制降低或者升高卡盘组件的速度，另外，还用于当液压动力消除时防止卡盘组件落下。

参见图10，控制回路包括图中示意的常规液压源462。液压源462为“低压”和“高压”回路产生加压液体。低压回路用于在卡盘致动器204中实现大的移动(液压杆的伸出和收回)。高压回路和伺服阀一起用于在轮胎被夹持在上、下轮箍24、26之间之后，保持卡盘组件310的位置。高压系统抵抗测试过程中当轮胎被充气后，在轮箍24、26之间产生的分离作用力。

如同常规的那样，液压源462包括同由一个驱动电动机464驱动的低压泵462a和高压泵462b。低压泵462a把加压液体送入管道466，而高压泵462b把加压液体送入管道468。通过支路回流管路470a、470b，使来自低压回路和高压回路的加压液体均返回共同的回流或者容器管路470。

连接在压力管道466与支路回流管路470a之间的常规的减压阀473，用于调节低压回路中的压力水平。另一个减压阀475用于调节并保持高压回路的压力，且如图10所示，该减压阀475连接在高压管道468与支路回流管路470b之间。

低压系统用于实现卡盘致动器204的伸出和收回，使轮胎能够进入测试站，和随后使测试过的轮胎离开测试站。加压液体进入致动器204的液压缸端部204a和液压杆端部204b的流动由比例阀474控制。可采用雷克斯罗特(Rexroth)获得的、标号为4WRZ25E3-360-5X/6824N9ET的比例阀。比例阀选择性地使来自低压管道466的加压液体流通到供给管道476或者供给管道478，供给管道476、478分别与致动器204的液压缸端部204a和液压杆端部204b连通。虽然可以使用三位ON/OFF阀，但是在最佳实施例中，阀474是比例阀，因此，加压液体进入卡盘液压缸204的流速能够得到控制。从而，可以改变液压杆伸出或者收回的速度。例如，当“手动接合”卡盘时，即在准备过程中等等，一般希望卡盘的移动非常慢。这样，在“准备”情况下，应控制比例阀，减小加压液体进入液压缸的流速，以降低其延伸或者收缩速度。已知由系统控制器产生的适当的控制信号被提供给比例阀，以控制流体流动方向和流动速度。

卡盘310相对于主轴的位置由传感器460监视，如前所述，传感器460最好是可从巴卢夫有限公司(Balluff，Inc.)获得的线性位移换能器。如图10所示，传感器460被螺纹连接到液压缸204的端部中，并且包括一个伸入活塞杆或者柱塞202中的孔202a中的探测器460a。磁体479装在孔202a的上端的活塞杆上。探测器460a对磁体479的移动起反应，从而能够确定活塞杆202的位置。

线性位移传感器460与比例阀474结合，使用来控制上卡盘向下卡盘移动的速度，以便控制上卡盘部件与下卡盘部件之间的碰撞。由于线性位移传感器460连续地监视上卡盘的位置，当上卡盘接近下卡盘时，控制系统可向比例阀474输送适当的信号，以降低流速，从而减小上卡盘移向下卡盘的速度。

当卡盘310到达其要求位置(轮胎被夹持在上、下轮箍24、26之间的位置)时，高压回路被用于保持卡盘的位置。特别是，当卡盘到达夹持位置时，使高压保持螺线管480通电，致动常规的伺服阀组件482。关闭比例阀474，使之回到其中心的阻流位置。

伺服阀组件是常规组件，可包括标号为4WS2EM10-4X/10B2ET31528DM的雷克斯罗特(Rexroth)伺服阀482a，常规的隔离板482b，过滤器482c，及阻塞阀482d。阻塞阀482d可从太阳公司(Sun)获得，其标号为4153-059-000-AFM0128。在致动高压电磁阀480之后，在高压系统使伺服阀组件中产生压力的时间过程中，阻塞阀482d阻止卡盘310的移动。正如所知，伺服阀组件可实现卡盘310的微小移动，以最终决定卡盘310的位置，并且一旦确立该位置，伺服阀组件工作，抵抗充气之后夹持在轮胎轮箍24、26之间的轮胎产生的分离作用力。

根据该回路的一个特征，压力操纵止回阀486被配置在液压缸的液压杆端部和由比例阀474连通的液压源之间。压力操纵止回阀486的作用是在管道发生故障时，防止流体从致动器204的液压杆端部流出，否则，管道故障将使卡盘在其自身重力的作用下向下移动。电磁操纵ON/OFF阀488用于打开压力操纵止回阀486(借助导向压力管路487)，以允许流体流出液压缸，从而使液压杆204伸长。在正常的机器操作中，一般使该电磁操纵ON/OFF阀通电，以便打开止回阀486，从而使致动器液压杆204自由移动。在机器准备情况下，和手动啮合操作下时，该电磁阀488断电。管路489是阀486的排流管，并且与回流管路470a相连。

当伸出或者收回致动器204时，蓄液器490提供辅助的流体流动。蓄液器490与压力管道466连通。美国专利号为5,029,467、题目为“轮胎均匀性测试机用的液压装置(Hydraulics Apparatus For Tire Uniformity Machine)”中，更完整地说明了蓄液器的功能，这里引用该申请的主题，供参考。

回路还包括“再生环路”492。该环路连接液压杆端部供给管道478与压力管道466。止回阀494防止液体从压力管道466流向液压杆端部供给管道478。工作中，当向致动器204的液压缸端部204a供给压力时，从液压杆端部压出的流体流过压力操纵止回阀486、再生环路止回阀494进入压力管道466。通过把排出的流体直接输送进压力管道466，减少了必须由液压系统提供的流体量，从而改进了致动和响应时间。

图9描述了最佳实施例的附加特征，即，从上轮箍26a强制卸下轮胎的轮胎拆卸机构500。拆卸机构500包括安装在板或者适当的托架502上的一对空气气缸510，板或者托架502借助任何适当的紧固件被固定到卡盘组件的外壳320上。这样，拆卸机构500被固定到卡盘组件310上，并沿着卡盘组件310移动。每个空气气缸510具有一个携带拆卸构件514的活塞杆512。当致动空气气缸时，活塞杆512伸出，把拆卸构件向下压入轮胎“T”，从上轮箍26a取下轮胎。图9用实线图解表示拆卸构件514已被降低，从轮箍26a取下轮胎，随后，拆卸构件514被升高到它们的静止位置之后的卡盘装置。图9中的虚线表示拆卸构件处于它们的轮胎啮合位置。工作中，拆卸构件被降低，使轮胎脱离轮箍26a，随后被缩回。然后升高卡盘，使轮胎能够从主轴上卸下，并且从测试站运走。

另外，装有一个调节装置，调节空气气缸510和拆卸构件514相对于卡盘组件的径向位置，以便容纳具有不同胎面直径的轮胎。在一个最佳实施例中，调节装置是可转动的手轮520，手轮520径向移动拆卸构件(即在图9中向左或向右移动)，以容纳不同直径的轮胎。拆卸机构克服了现有装置的问题，在轮胎的测试完成之后，能够从卡盘装置高效并且始终如一地取下轮胎。此外，把拆卸构件安装在卡盘组件上使得结构更为紧凑，简化了各组件的易接近性，方便了维护。另外，这一特征使得能够在轮胎轮箍仍然在一起的情况下取下轮胎。和现有的大多数轮胎测试机不同，为了把轮胎从上卡盘上卸下来，并不需要完全缩回卡盘。由于在每个机器工作周期之间，并不需要完全缩回卡盘，然后再完全伸出卡盘，因此能够减少周期时间。

显然，本发明提供了一种宽度可调节的卡盘装置，它特别适于夹持轮胎测试系统中的轮胎，它克服了现有卡盘装置的缺陷和局限。对本发明最佳实施例的上述详细说明，只是为了充分公开，不应认为是对这里公开的本发明原理的范围和应用的限制。对于本领域的技术人员来说，本发明显然还可以作许多修改和变更。

Claims (29)

1.一种轮胎测试机，包括：

一个机架，包括下部分和上部分，该下部分形成基座；

一个下卡盘，固定在机架的基座上，下卡盘包括一个可旋转的主轴；

一个上卡盘，安装在机架的上部分上，可相对于机架垂直移动，上卡盘包括一个可旋转的卡盘构件；

测试装置，测试由上、下卡盘夹持住的轮胎；

一个传感器，检测上卡盘相对于机架的垂直位置；以及

一个致动器，使上卡盘在相对于机架的全升高位置和全降低位置之间升高和降低，其中，致动器能够使上卡盘停止在所述全升高位置和全降低位置之间的任何要求点上。

2.按照权利要求1所述的轮胎测试机，其特征在于：致动器包括一个与液压控制回路相连的液压缸，液压控制回路包括一个压力操纵止回阀，当除去液压动力时，使上卡盘保持在其升高的位置上。

3.按照权利要求1所述的轮胎测试机，其特征在于：致动器包括一个液压缸，并且其中传感器包括一个配置在液压缸上的换能器。

4.按照权利要求1所述的轮胎测试机，其特征在于：致动器包括一个接收来自比例阀的液压用液体的液压缸，比例阀用来控制升高和降低上卡盘需要的流体流动。

5.按照权利要求4所述的轮胎测试机，其特征在于：比例阀控制上卡盘移向下卡盘时的移动速度，以控制卡盘构件与主轴的碰撞。

6.按照权利要求1所述的轮胎测试机，其特征在于：上卡盘包括一个可旋转地安装在外壳内的内壳，可旋转的卡盘构件可相对于内壳滑动，其中，致动器升高和降低内壳、外壳和卡盘构件。

7.按照权利要求1所述的轮胎测试机，其特征在于：用于升高和降低上卡盘的致动器被固定在机架的上部分上。

8.按照权利要求1所述的轮胎测试机，其特征在于：主轴具有一个由传动皮带啮合的驱动链轮，用来旋转主轴。

9.按照权利要求1所述的轮胎测试机，其特征在于：它还包括附着在上卡盘上的第一轮箍，和附着在下卡盘上的第二轮箍，所述轮箍的构形可啮合轮胎测试机测试的轮胎的上、下胎面。

10.按照权利要求9所述的轮胎测试机，其特征在于：提供了多个可互换的第一和第二轮箍，多个第一和第二轮箍可装在上、下卡盘上，所述多个轮箍的构形可啮合不同尺寸的轮胎。

11.按照权利要求9所述的轮胎测试机，其特征在于：它还包括一个由上卡盘携带的拆卸机构，用于迫使轮胎脱离轮箍之一。

12.按照权利要求11所述的轮胎测试机，其特征在于：拆卸机构包括至少一个拆卸构件和一个气压致动器，气压致动器固定在上卡盘上，并可把拆卸构件推向装在上卡盘上的轮胎。

13.按照权利要求11所述的轮胎测试机，其特征在于：拆卸机构配备有调节拆卸构件相对于上卡盘的位置的装置，以便卸下不同胎面直径的轮胎。

14.按照权利要求1所述的轮胎测试机，其特征在于：致动器包括一个液压缸，液压缸具有当致动液压缸时，升高和降低上卡盘的液压杆，其中，液压缸的外部设有密封件，用于在工作中从液压杆的外表面除去液压用液体，密封件构成接收从液压杆除去的液体的腔室。

15.一种轮胎测试机，它包括：

一个机架，包括下部分和上部分；

一个下卡盘，固定在机架的下部分上，下卡盘包括一个可旋转的主轴；

一个上卡盘，安装在机架的上部分上，可相对于机架垂直移动，上卡盘包括一个可旋转的卡盘构件；

测试装置，测试由上、下卡盘夹持住的轮胎的均匀性；

一个传感器，检测上卡盘的垂直位置；以及

一个液压致动器，装在上卡盘上，使上卡盘相对于机架升高和降低，以便把轮胎牢固地夹持在上、下卡盘之间；以及

其中，液压致动器施加的力在测试过程中把轮胎夹持在上、下卡盘之间，并且把上卡盘移动到相对于下卡盘的任意不同的选定位置，以便夹持宽度不同的轮胎。

16.按照权利要求15所述的轮胎测试机，其特征在于：它还包括一个装在上卡盘上的拆卸机构，用来使轮胎脱离轮箍之一。

17.按照权利要求16所述的轮胎测试机，其特征在于：拆卸机构包括至少一个拆卸构件和一个气压致动器，气压致动器被固定在上卡盘上，并可把拆卸构件推向固定在上卡盘上的轮胎。

18.按照权利要求17所述的轮胎测试机，其特征在于：拆卸机构装备有调节拆卸构件相对于上卡盘的位置，以便拆卸不同直径的轮胎的装置。

19.按照权利要求15所述的轮胎测试机，其特征在于：它还包括一个固定在液压缸的外部，构成接收液压用液体的腔室的密封件，该密封件接触液压杆，以防止液压杆上的液体排出该腔室。

20.一种宽度可调节的卡盘装置，它包括：

一个第一卡盘，用于安放接触轮胎胎面的半轮箍，第一卡盘包括一个可旋转的主轴，主轴包括一个锥形凸出部分；

一个第二卡盘，用于安放接触轮胎胎面的半轮箍，可移向和移离第一卡盘，第二卡盘包括一个可伸长、并可旋转的卡盘构件，该卡盘构件包括一个锥形凹进部分，其构形可安放可旋转主轴的锥形凸出部分；以及

至少一个流体压力操纵的致动器，该致动器能够相对于第二卡盘延伸卡盘构件，移动锥形凹进部分，使之啮合主轴的锥形凸出部分。

21.按照权利要求20所述的轮胎测试机，其特征在于：流体压力操纵的致动器是气压致动器，并且在致动器移动卡盘构件的整个距离内对卡盘构件施加基本恒定的力。

22.按照权利要求20所述的轮胎测试机，其特征在于：流体压力操纵的致动器是气压致动器，并且能够相对于第二卡盘缩回卡盘构件。

23.按照权利要求20所述的轮胎测试机，其特征在于：致动器被配置在卡盘的外面部分上，并且提供卡盘构件的可伸长的锥形凹进部分相对于第二卡盘的位置的直观指示。

24.按照权利要求20所述的宽度可调节的卡盘装置，其特征在于：一对气压致动器被固定在卡盘外壳上，并且驱动固定在卡盘构件上的托架。

25.按照权利要求20所述的宽度可调节的卡盘装置，其特征在于：主轴装备有把空气输入邻近锥形凸出部分的区域中的空气管道。

26.按照权利要求25所述的宽度可调节的卡盘装置，其特征在于：卡盘构件的锥形凹进部分配有防止空气进入主轴的锥形凸出部分与卡盘构件的锥形凹进部分之间的区域的密封件。

27.按照权利要求20所述的宽度可调节的卡盘装置，其特征在于：可旋转的主轴的锥形凸出部分与卡盘构件的锥形凹进部分配有吻合的截头圆锥构形。

28.按照权利要求20所述的宽度可调节的卡盘装置，其特征在于：下卡盘包括多个固定在主轴外壳上的部件，主轴外壳可拆卸地固定在支承机架上，从而可从支承机架上取下整个下卡盘。

29.按照权利要求20所述的轮胎测试机，其特征在于：它还包括用于从第二卡盘上卸下轮胎的装置。

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