专利名称：用于安装和拆卸车辆的轮胎和轮圈的机器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于安装和拆卸车辆的轮胎和轮圈的机器。
背景技术：
公知的车轮一般包括金属轮圈，该金属轮圈具有沿周长的环形反包(turn-ups)，弹性轮胎的通常被称作"胎圈(beads)"的端部被牢固插入并 附着在该反包之间。为进行例如内胎保养、维修或更换的工作，目前已知使用通常所称的"轮 胎拆装"机来把轮胎从其相应的轮圈拆卸下以及将轮胎安装到相应的轮圈上。举例来说，这种"轮胎拆装"机可以是自动型的，并且基本上包括用于夹 紧旋转装置的支撑框架，该加紧旋转装置用于夹紧和旋转要安装/拆卸轮胎的 车轮轮圈，以及包括具有用于安装和拆卸轮胎的操作头的操作单元。
这种操作头一般配备有用于把轮胎安装到轮圈上的工具和从轮圈上拆卸 轮胎的工具。具体地说，拆卸工具大致相对于操作头的纵轴横向设置，并具有在工作过 程中转向将被拆卸的轮子的弯曲的端部。拆卸工具一般被操作头支撑，并能够绕固定的轴线在推压轮胎侧面并夹紧 对应胎圈的构型和向远离相应轮圈的方向拖动轮胎的构型之间转动。使用时，使这种工具的端部与轮胎侧面相对并压向该侧面，以将轮胎胎圈 从相应的反包中移开，从而使得工具能够固定在轮胎边缘上以便随后从轮圈上 移开。这些轮胎拆装机有许多缺点，其中用于拆卸的工具不能总是正确抓取胎圈 的缺陷，具有工具卡阻在轮胎和轮圈之间的风险。在这种情况下，不可必免地 必须由操作人员来手动释放工具。
为克服这个问题，已知使用一种轮胎拆装机，其中操作头包括具有能与轮 胎的侧面相对设置的接触表面的推压体和用于拆卸轮胎的工具，该工具可在收
容于推压体内的位置和从该推压体中突出以抓取轮胎胎圈的位置之间移动。使用时，通过水平运行的第一执行器使操作头接近将被拆卸的轮胎，从而推压体的接触表面碰到轮胎侧面，把它从轮圈移走并形成工具的通道。然后，工具被移到推压体外并被设置在轮胎和轮圈之间以抓取轮胎胎圈。 然后，在第一执行器和竖直运行的第二执行器的联合作用下，操作头被从轮圈移开，以将轮胎拖到轮圈外。然而，这些公知的机器需要改进，尤其是为了在提供更简单的结构和更多功能的同时，确保正确且容易地拆卸轮胎而进行的改进。在拆卸阶段控制和联合多个执行器的需要事实上要求适合协调操作的电脑存在，其结果是增加了机器的整体复杂性。发明内容本发明的主要目的是提供一种用于安装和拆卸车辆的轮胎和轮圈的机器， 以实现上述改进。在该技术目的的范围内，本发明的另一个目的是以简单的结构、相对实际 的实现方式、安全的使用、有效的操作、以及相对较低的成本来满足上述目的。上述所有目的通过本发明的用于拆卸和安装车辆的轮胎和轮圈的机器来 实现，该机器包括用于夹紧和绕一旋转轴旋转车轮轮圈的夹紧旋转装置的支撑结构；至少一个与所述支撑结构可移动地相连的操作单元，该操作单元包括至 少一个用于将轮胎安装到所述轮圈上和将轮胎从所述轮圈上拆卸下来的操作 头，该操作头设置有用于推压所述轮胎的侧表面的至少一部分的推压体以及用 于抓取所述轮胎胎圈的至少一部分的抓取工具，其特点是，所述机器包括用于 控制所述操作头相对于所述结构的侧向运动的执行元件以及沿第一构型和第 二构型之间的大致曲线方向的所述侧向运动的导向装置，其中，在第一构型中， 所述操作头大致接近所述夹紧旋转装置，在第二构型中，所述操作头大致远离 所述夹紧旋转装置。
从在附图中以非限制性的例子示出的、用于安装和拆卸车辆的轮胎和轮圈 的机器的优选但非排他的实施例的详细描述中，本发明进一步的特征和优点将
表现得更为明显，其中图l是根据本发明的机器的侧视图；图2、 3和4是根据本发明机器的细节的侧视图，示出了轮胎从车轮拆卸的 过程中的三个不同阶段。
具体实施方式
具体参考这些图，用于安装和拆卸车辆的轮胎和轮圈的机器被整体上标记 为1。机器1包括用于支撑夹紧旋转装置3的支撑结构2，该夹紧旋转装置3用 于绕大致水平的旋转轴C夹紧和旋转要安装/拆卸轮胎B的轮圈A。操作单元4被结构2可移动地支撑，并设置有用于将轮胎B安装到轮圈A 和/或从轮圈A拆卸下的操作头5。具体地说，结构2包括基座2a，在该基座上相互间隔地竖立有第一和第 二立柱2b和2c，该第一和第二立柱支撑有设置在夹紧旋转装置3上方的横梁 2d，操作单元4可移动地与横梁2d相连。夹紧旋转装置3与第一立柱2b相连， 并可在高度调节装置的驱动下沿其滑动，该高度调节装置是电机装置类型、流 体装置类型或类似的类型。可选择地，机器1可以具有设置成其他结构的结构2和/或大致垂直或倾 斜设置的旋转轴C。调节夹紧旋转装置3的高度，使得操作头5在安装/拆卸阶段之前根据车 轮和相应的轮胎B的具体尺寸而正确定位。有利地是，机器1包括用于使操作头5相对于结构2侧向运动的执行元件 6以及沿第一构型和第二构型之间的大致曲线方向的该侧向运动的导向装置， 其中，在第一构型，操作头5大致接近夹紧旋转装置3，在第二构型，操作头 5大致远离夹紧旋转装置3。具体地说，操作单元4包括支撑操作头5的支撑滑动件7，该支撑滑动件 7与结构2相连并沿上述曲线方向运动。具体地说，滑动件7通过托架8的插 入而与横梁2d相连，托架8通过发动机装置可沿横梁2d移动地与其相连。导向装置包括多个限定在滑动件7的大致竖直的侧壁7a上的曲线槽9, 在该曲线槽9内可滑动地嵌合有固定在托架8的侧壁上的对应的销10。 有益地是，每个曲线槽9呈圆弧形，该圆弧朝向夹紧旋转装置3凸出。但是，不能排除曲线槽9和各销IO有不同的数目、布局和/或结构。执行元件6由第一线性执行器组成，该第一线性执行器的类型例如是由流 体装置驱动的执行器类型，该第一线性执行器具有铰接到托架8的一端和铰接 到滑动件7的相对端。第一执行器6的连续交替运动使得滑动件7能够通过销 10在曲线槽9内的相对滑动而在第一和第二构型之间运动。具体地说，第一执行器6相对旋转轴C大致倾斜设置，并具有铰接到从 托架8的顶部延伸出的凸板8a上的一端和铰接到限定在滑动件7上且大致平 行于壁7a的桥7b上的相对端。有利地是，导向装置包括一对互相间隔的连杆11，该连杆11置于托架8 和滑动件7之间，并适于在侧向运动中支撑滑动件7。操作头5具有大致为管状的推压体12，该推压体12垂直设置在夹紧旋转 装置3的上方，并具有接触表面13，在拆卸阶段中，该接触表面13能位于与 轮胎B的侧表面的一部分相接触的位置(图2)。具体地说，接触表面13限定在推压体12的下开口端，且其形状设置为大 致向轮胎B突出。操作头5还包括对应于轮胎B的胎圈的至少一部分的抓取工具14，抓取 工具14可在空闲构型、中间安装构型和拖拽轮胎B的构型之间交替移动，其 中，在空闲构型中，它完全收容于推压体12的下端内(图2);在中间安装 构型中，它至少部分地穿过下开口 12a从推压体12中突出(图3);在拖拽 轮胎B的构型中，它从推压体12中突出并大致向接触表面13倾斜。操 作单元4具有用于使抓取工具14在上述空闲和安装构型之间移动的移 动装置15;移动装置15包括线性的第二执行器16，该第二执行器16的类型 例如为设置在推压体12上方的由流体装置驱动的执行器。移动装置15还包括驱动元件17，该驱动元件17由穿过上开口 12b可沿 轴向滑动地设置在推压体12内的杆18构成。杆18的一端与第二执行器16 相连，并在相对端配备有在推压体12内接近下开口 12a的滑动调节小汽缸19。在推进体12内，抓取工具14的一端铰接到小汽缸19，而在抓取工具14 的大致中间的部分和推压体12之间设置有小连杆20。小连杆20的尺寸和形状被适当地设计，以与被第二执行器16引导的小汽
缸19一起，在空闲构型和中间安装构型之间的侧向旋转联合运动中，引导该工具。有益地是，抓取工具14具有大致细长的形状，并具有设置有大致为钩状 端部的自由端，适于将自身定位在轮胎B的胎圈的内表面上，以在拆卸阶段 中拖拽胎圈自身。有利地是，机器1包括用于将滑动件7的侧向运动传递给抓取工具14的 驱动装置21:这种驱动装置21适于使抓取工具14在中间安装构型和拖拽构 型之间相对滑动件7的侧向运动以同步方式运动。具体地说，驱动装置21由与托架8和滑动件7相连的杠杆系统构成，该 杠杆系统适于支撑第二执行器16以及使其沿大致竖直方向运动。杠杆系统21包括第一杠杆22，该第一杠杆22具有铰接到滑动件7的竖 直向上突出的附件7c的一端和铰接到第二杠杆23的相对端。第一杠杆22大致水平设置，并在推压体12的上端附近支撑第二执行器16。具体地说，第二执行器16铰接在第一杠杆22的大致中间的部分，并通过 第一杠杆22的作用，沿大致竖直方向相对于推压体12在上开口 12b处作靠近 和离开的运动。第二杠杆23具有与第一杠杆22相对的铰接到第三杠杆24的端。 第三杠杆24具有与第二杠杆23相对的铰接到托架8的端，该端铰接在滑动件7的大致中间的部分。有利地是， 一个小连杆11能够与第三杠杆24的位于托架8和滑动件7之间的部分一致。第一、第二和第三杠杆22、 23和24被设置为合适的尺寸和形状，以使得 在操作头5在第一和第二构型之间转变的过程中，第二执行器16接近推压体 12移动，结果是，驱动元件17朝向下开口 12a滑动，而抓取工具14从中间 安装构型进一步向拖拽构型移动。有益地是，操作头5具有用于支撑轮胎B的支撑工具25,该支撑工具25 适于在拆卸阶段中介入以拖拽轮胎B离开轮圈A，并在安装阶段中将轮胎B 定位于轮圈A。支撑工具25由板构成，该板一体地连接到推压体12下端，并 被设置为悬垂于与接触表面13相对的侧面。 本发明的操作过程如下。具体参考拆卸阶段，操作人员将轮子定位在夹紧旋转装置3上，并根据轮 圈A的尺寸和结构特征调节高度。操作单元4的最初定位为操作头5处于与轮胎B分开的第一构型，而 抓取工具14处于空闲构型。随后，通过在横梁2d上滑动托架8而适当定位操作头5，使得接触表面 13开始接触轮胎B的侧面，将其从轮圈A移开并为抓取工具形成通道(图2)。第二执行器16的运转使抓取工具14进入中间安装构型抓取工具14设 置在轮胎B和轮圈A之间，并且自由钩状端从内部抓取轮胎B的胎圈(图3)。随后，始终通过第一执行器6的运转，操作头5从第一构型向第二构型侧 向移动。销10在曲线槽9内的相对滑动能够引导操作单元4的侧向运动，并 因而引导操作头5大致沿曲线方向的侧向运动，使得由抓取工具14抓取的轮 胎B的胎圈首先被同时提升并从轮圈A移开，然后胎圈被同时降低并从轮圈 A移开到第二构型。在这种侧向运动中，杠杆系统21将滑动件7的运动传递给第二执行器16， 该第二执行器16逐渐移动接近推压体12的上开口 12b，进一步使驱动元件17 向下开口12a移动，并使抓取工具14从中间安装构型向拖拽构型运动。抓取 工具14的这种运动使得在操作头5的侧向运动的向下阶段中能够保持在轮胎 B的胎圈上的正确抓取。随着由夹紧旋转装置3控制的轮圈A的旋转，轮胎B为随后的分离而被 完全取下。另一方面，在安装阶段中，轮胎B被提高到已被固定到夹紧旋转装置3 上的轮圈A的附近，且通过支撑工具25的作用，相关的胎圈被收容在轮圈A 上。事实上，己经明确所描述的发明如何达到提出的目的，并且特别强调了仅 存在一个适合移动操作头的执行器就使得机器的结构和构型阶段显著简化的 事实。此外，操作头的曲线的侧向运动与抓取工具在中间安装构型和拖拽构型之 间的运动一起使得轮胎胎圈从轮圈上移开，并降低了可能损坏轮胎本身的最大 压力。
杠杆系统的存在提供了另一优点，其使得工具相对于操作头的侧向运动以 同步方式运动，避免了同时使用辅助执行器。如此构思的本发明可以有多种改进和变型，所有的改进和变型都落入本发 明构思的范围内。此外，所有细节可以被其他技术上的等价元件取代。在实际中，根据需要可以有任何使用材料以及可能的形状和尺寸，因为其 没有超出以下权利要求的保护范围。
权利要求
1、一种用于拆卸和安装车辆的轮胎和轮圈的机器，包括用于夹紧和绕一旋转轴旋转车轮轮圈的夹紧旋转装置的支撑结构；至少一个操作单元，该操作单元与所述支撑结构可移动地相连，并包括至少一个用于将轮胎安装到所述轮圈上和将轮胎从所述轮圈上拆卸下来的操作头，该操作头设置有用于推压所述轮胎的侧表面的至少一部分的推压体以及用于抓取所述轮胎胎圈的至少一部分的抓取工具，其特征在于，所述机器包括用于控制所述操作头相对于所述结构的侧向运动的执行元件；以及沿第一构型和第二构型之间的大致曲线方向的所述侧向运动的导向装置，其中，在第一构型中，所述操作头大致接近所述夹紧旋转装置，在第二构型中，所述操作头大致远离所述夹紧旋转装置。
2、 根据权利要求1所述的机器，其特征在于，所述推压体包括至少一个 接触表面，该至少一个接触表面可位于与所述轮胎的侧表面的所述部分相对的 位置，并且所述抓取工具可在空闲构型、中间安装构型和拖拽构型之间运动， 其中，在空闲构型中，它至少部分地收容于所述推压体内；在中间安装构型中， 它至少部分地从所述推压体中突出；在拖拽构型中，它从所述推压体中突出并 为拖拽所述轮胎而大致向所述接触表面倾斜。
3、 根据前述一项或多项权利要求所述的机器，其特征在于，所述操作单 元包括所述操作头的支撑滑动件，该支撑滑动件与所述支撑结构相连，可沿上 述曲线方向运动。
4、 根据前述一项或多项权利要求所述的机器，其特征在于，所述操作单 元包括至少一个与所述结构可移动地相连的所述滑动件的支撑托架。
5、 根据前述一项或多项权利要求所述的机器，其特征在于，所述导向装 置包括至少一个限定在所述滑动件上的曲线槽，至少一个与所述托架相连的相 对应的销在该曲线槽内嵌合滑动。
6、 根据前述一项或多项权利要求所述的机器，其特征在于，所述导向装 置包括至少一个限定在所述托架上的曲线槽，至少一个与所述滑动件一体相连 的相对应的销在该曲线槽内嵌合滑动。
7、 根据前述一项或多项权利要求所述的机器，其特征在于，所述曲线槽 具有朝向所述夹紧旋转装置的凸出。
8、 根据前述一项或多项权利要求所述的机器，其特征在于，所述曲线槽 被限定在所述滑动件的至少一个大致竖直的壁上。
9、 根据前述一项或多项权利要求所述的机器，其特征在于，所述托架设 置在所述夹紧旋转装置上方，沿所述结构的横梁可移动地相连。
10、 根据前述一项或多项权利要求所述的机器，其特征在于，所述导向装 置包括多个的所述曲线槽以及多个相对应的销。
11、 根据前述一项或多项权利要求所述的机器，其特征在于，所述导向装 置包括至少一个设置在所述托架和所述滑动件之间的连杆。
12、 根据前述一项或多项权利要求所述的机器，其特征在于，所述执行元 件置于所述托架和所述滑动件之间。
13、 根据前述一项或多项权利要求所述的机器，其特征在于，所述执行元 件由线性类型的第一执行器构成。
14、 根据前述一项或多项权利要求所述的机器，其特征在于，所述推压体 大致是管状的。
15、 根据前述一项或多项权利要求所述的机器，其特征在于，所述推压体 相对于所述旋转轴大致横向设置。
16、 根据前述一项或多项权利要求所述的机器，其特征在于，其包括在所 述空闲构型和所述中间安装构型之间的所述抓取工具的移动装置。
17、 根据前述一项或多项权利要求所述的机器，其特征在于，所述移动装 置包括至少一个第二线性执行器。
18、 根据前述一项或多项权利要求所述的机器，其特征在于，所述移动装 置包括大致为细长形的驱动元件，该驱动元件与所述第二执行器相连，并被设 置为在所述推压体内滑动。
19、 根据前述一项或多项权利要求所述的机器，其特征在于，所述抓取工 具具有铰接到所述驱动元件的端。
20、 根据前述一项或多项权利要求所述的机器，其特征在于，所述移动装 置包括小连杆，该小连杆具有沿所述抓取工具的大致中间的部分铰接的一端以 及铰接到所述推压体的相对端。
21、 根据前述一项或多项权利要求所述的机器，其特征在于，其包括用于 将所述操作头的侧向运动传递给所述抓取工具的驱动装置，该驱动装置适于使 所述抓取工具在所述中间安装构型和所述拖拽构型之间运动。
22、 根据前述一项或多项权利要求所述的机器，其特征在于，所述驱动装置包括至少一个杠杆系统。
23、 根据前述一项或多项权利要求所述的机器，其特征在于，所述杠杆系 统包括第一杠杆，该第一杠杆具有铰接到所述滑动件的一端以及铰接到第二杠 杆的相对端。
24、 根据前述一项或多项权利要求所述的机器，其特征在于，所述第一杠 杆支撑所述第二执行器。
25、 根据前述一项或多项权利要求所述的机器，其特征在于，所述第一杠 杆大致平行所述旋转轴设置。
26、 根据前述一项或多项权利要求所述的机器，其特征在于，所述第二杠 杆具有与所述第一杠杆相对的铰接到第三杠杆的端。
27、 根据前述一项或多项权利要求所述的机器，其特征在于，所述第三杠 杆具有与所述第二杠杆相对的铰接到所述托架的端，该第三杠杆沿大致中间部分铰接到所述滑动件。
28、 根据前述一项或多项权利要求所述的机器，其特征在于，所述连杆和 所述第三杠杆的位于所述托架和所述滑动件之间的部分相一致。
29、 根据前述一项或多项权利要求所述的机器，其特征在于，所述接触表 面的形状设计为大致向所述夹紧旋转装置突出。
30、 根据前述一项或多项权利要求所述的机器，其特征在于，所述抓取工 具在所述空闲构型被完全收容于所述推压体内。
31、 根据前述一项或多项权利要求所述的机器，其特征在于，所述抓取工 具具有大致细长的形状，并具有设置有大致为钩状的端部的自由端，适于将自 身定位在所述轮胎的内表面上。
32、 根据前述一项或多项权利要求所述的机器，其特征在于，所述旋转轴 是大致水平的。
33、 根据前述一项或多项权利要求所述的机器，其特征在于，所述第一和 第二执行器中的至少一个的类型是由流体装置驱动的执行器。
全文摘要
一种用于拆卸和安装车辆的轮胎和轮圈的机器，包括用于夹紧和绕一旋转轴旋转车轮轮圈的夹紧旋转装置的支撑结构；至少一个与支撑结构可移动地相连的操作单元，该操作单元包括至少一个用于将轮胎安装到所述轮圈上和将轮胎从轮圈上拆卸下来的操作头，该操作头设置有用于推压轮胎的侧表面的至少一部分的推压体以及用于抓取轮胎胎圈的至少一部分的抓取工具；用于控制操作头相对于结构的侧向运动的执行元件；以及沿第一构型和第二构型之间的大致曲线方向的侧向运动的导向装置，其中，在第一构型中，操作头大致接近夹紧旋转装置，在第二构型中，操作头大致远离夹紧旋转装置。
文档编号B60C25/138GK101138942SQ20071014606
公开日2008年3月12日 申请日期2007年9月7日 优先权日2006年9月8日
发明者博纳茨尼·法伯里茨 申请人:古丽亚诺股份公司