用于将轮胎保持在轮胎平衡机中的装置和方法与流程

本发明涉及一种用于将轮胎保持在轮胎平衡机中的装置。具体地，本发明涉及一种利用滚珠轴承锁定机制保持轮胎的装置。

背景技术：

制造的轮胎在向公众出售之前通常会进行一些测试。其中一种测试是通过高速旋转轮胎来检查轮胎的平衡。用于测试轮胎平衡的机器必须将轮胎固定就位，同时还要保持轮胎的旋转能力。

专利号为6,131,455的美国专利中所示的一个现有装置包括一种被放置在支架150中的锁定轴300，用于将测试轮胎t固定在下轮辋10和上轮辋20之间。锁定轴300通过由空气供应的锁定气缸165驱动的锁定构件160固定就位。

然而，在本领域中仍然需要一种用于将轮胎保持在轮胎平衡机中的改进的装置。更具体地，本领域仍然需要改进的锁定机制。

技术实现要素：

因此，本发明的一个方面的目的是提供一种用于将轮胎保持在轮胎平衡机中的改进的装置。

本发明的另一方面的目的是提供如上所述的装置，其中锁定构件可定位在一种基座中。

本发明的另一方面的目的是提供一种如上所述的装置，其中锁定构件包括在其外表面中具有容纳凹槽的锁定轴，当锁定构件处于向下的锁定位置时，一个或多个容纳凹槽容纳多个内部滚珠轴承。

本发明的另一方面的目的是提供一种如上所述的装置，其中内部套筒包括通过其中的通道，通道内装有滚珠轴承，内部套筒位于外部套筒的内侧，外部套筒将滚珠轴承置于锁定位置。

本发明的这些和其它目的以及其优于现有技术形式的优点将从下面的描述中变得显而易见，这些均通过以下描述和要求保护的改进来实现。

通常，将轮胎保持在轮胎平衡机中的装置包括具有多个滚珠轴承的套筒。具有其中具有凹槽的外表面的锁定构件可定位在套筒中。当锁定构件被定位在套筒中时，锁定构件的凹槽容纳来自每个通道的滚珠轴承。

本发明还包括一种固定被测试轮胎平衡的方法，该方法包括以下步骤：将轮胎的第一侧放置在由套筒承载的第一轮辋上。承载第二轮辋的锁定构件被移动到套筒内的位置。在第二轮辋接合轮胎的第二侧之后，锁定构件被锁定到套筒上。

在附图中通过示例的方式示出了用于将轮胎保持在轮胎平衡机中的优选示例性装置，而不试图显示可以体现本发明的所有各种形式和修改，本发明由所附权利要求而不是通过说明书的细节来衡量。

附图说明

图1是根据本发明概念的轮胎锁定装置的一个部件的垂直截面图。

图2是其锁定构件的垂直截面。

图3是其基座的垂直截面。

图4是其滚珠轴承锁定机制的放大图。

具体实施方式

一种用于检查轮胎平衡的装置，该装置一般由数字10表示，并且包括基座，该基座一般由数字12表示，该基座容纳定位在其中的由数字14表示的锁定构件。当锁定构件14被定位在基座12中时，待测试的轮胎(未示出)被固定在上轮胎轮辋16和下轮胎轮辋18之间。下轮辋18也可以被描述为固定轮胎轮辋18，上轮辋16也可以被描述为可移动轮胎轮辋16。

基座12包括具有通过其中的孔的圆柱形内部套筒20。如下文所述，内部套筒20适于容纳锁定构件14的至少一部分。内部套筒20承载至少一排滚珠轴承22。例如，内部套筒20可以包括滚珠轴承22的第一排24和滚珠轴承22的第二排26。第二排26与所述第一排24(此处原文中附图标记与实际表述不一致)纵向间隔开。

滚珠轴承22的每排24、26包括用于容纳滚珠轴承22的多个通道28。通道28围绕每排24、26周向间隔开并且延伸通过内部套筒20的侧壁。在一个或多个实施例中，每个通道28包括三个滚珠轴承22。因此，在这些实施例中，每个通道28包括内部滚珠轴承22a、中部滚珠轴承22b和外部滚珠轴承22c。滚珠轴承22的移动按照以下所述的方式进行锁定功能。

在一个或多个实施例中，滚珠轴承22的每排24、26包括滚珠轴承22的16个通道28。因此，在这些实施例中，每个通道28将与下一个最近的通道28大致间隔22.5°，其中22.5°参考内部套筒20的圆形横截面。所使用的排、通道和滚珠轴承的数量可以基于装置10所需的力或负载来确定，以正确地确保和检查轮胎的平衡。在一个或多个实施例中，选择排、通道和滚珠轴承的数量，使得装置10适合于装置10所需的最大负载。也就是说，所使用的排、通道和滚珠轴承的数量通常将允许测试一系列轮胎，每个轮胎要求装置10具有足够的预定负载，以便适当地固定和检查轮胎的平衡。

通道28的特征还可以是通道28自身的角度或斜率。在某些实施例中，通道28的角度为22°或近似，其中22°是参考于垂直轴线的。如下文所述，通道28的角度允许滚珠轴承22在其中移动。

基座12还包括围绕内部套筒20邻近定位的圆柱形外部套筒30。外部套筒30包括通过其中的孔，内部套筒20被定位在孔中。如下文所述，外部套筒30可以在上部位置和下部位置之间移动以进行锁定功能。外部套筒30包括至少一个容纳凹糟在其中，用于容纳相应的滚珠轴承22。例如，外部套筒30可以包括用于容纳来自第二排24的滚珠轴承22的第一容纳凹槽32和用于容纳来自第二排26的滚珠轴承22的第二容纳凹槽34。优选地，外部套筒30包括与内部套筒20中滚珠轴承的排的数量相同的容纳凹槽。每个容纳凹槽32、34形成在外部套筒30的侧壁中并且包括倾斜圆周表面36，其功能将在下文中讨论。

外部套筒30耦接到圆形导向板38，使得其可以在上部位置和下部位置之间移动。例如，可以使用一个或多个延伸杆40将导向板38耦接到外部套筒30。延伸杆40可以被容纳在外部套筒30中的孔或通道(未示出)中。然后，可以使用紧固件42将导向板38固定在相对于外部套筒30的固定位置。因此，当导向板38被向上或向下推动时，如下文所述，外部套筒30将相应地移动。

为了进行向上和向下移动，导向板38位于上部导向构件44和下部导向构件46两组导向构件之间。也就是说，每个上部导向构件44从导向板38的上表面纵向向上定位，并且每个下部导向构件46从导向板38的下表面纵向向下定位。上部导向构件44和下部导向构件46分别被近似地定位到导向板38，以引起其移动。每个导向构件包括从板支撑部分50延伸的基座部分48，基座部分被固定到基座52。板支撑部分50可以是圆柱形的，并且如前所述，导向板38的一部分位于每组板支撑部分50之间，使得板支撑部分50的移动促使导向板38的移动。

每组上部导向构件44和下部导向构件46被耦接到气缸54以引起其向上和向下的移动。例如，气缸54被示出为纵向耦接到基座52，其中上部导向构件44和下部导向构件46横向耦接到基座52。因此，气缸54可以被致动以使基座52向上和向下移动，由此移动上部导向构件44和下部导向构件46，从而移动导向板38，从而移动外部套筒30。该移动允许装置10进行如下文所述的锁定功能。

外部套筒30还可包括固定在其上的一个或多个气弹簧55。这种气体弹簧55是本领域技术人员通常已知的，并且可以用于施加超过由气缸54施加的力的附加力,用于使外套筒30向上移动。例如，气体弹簧55的活塞可以耦接到外部套管30，气体弹簧55的气缸被耦接到板56，该板56被耦接到内部套筒20。因此，气体弹簧55可以被致动以提供用于向上移动外部套筒30的附加力。

除了外部套筒30的向上和向下移动被气缸54的冲程限制外，圆形板56还存在以限制外部套筒30的向下行程。如前所述，板56被耦接到内部套筒20。例如，板56可以通过在内部套筒20中的螺纹通道60中提供紧固件58而固定到内部套筒20。因此，板56相对于内部套筒20的固定位置限制外部套筒30的向下行程。板56包括通过其中的孔，以允许杆40定位在其中。

如前所述，装置10还包括锁定构件14，优选地如图2所示，可定位在基座12中。更具体地，锁定构件14的由数字62表示的锁定轴的至少一部分可定位在内部套筒20中。锁定轴62包括在一端纵向延伸的手柄部分64和在另一端的扩大的锁定基座66。在手柄部分64和锁定基座66之间，轴62包括用于供应空气以使被测试轮胎充气的部分，其可被描述为空气供应部分68。

空气供应部分68位于用数字70表示的局部孔的端部。局部孔70延伸通过基座66并进入空气供应部分68。为了供应空气以使待测试的轮胎充气，通过局部孔70，空气被提供并进入空气通路72。当轮胎就位时，空气通道72与待测轮胎的内部连通以使轮胎充气。

如图2所示，锁定构件14的每一端可以是锥形的。锁定构件14的最近手柄部分64的端部可以包括向外的锥形部74。向外的锥形部74可以特别用于允许锁定构件14被另一装置攫取并且位于正确位置。锁定构件14的最近锁定基座66的端部可以包括向内的锥形部76。向内的锥形部76可以特别用于允许锁定构件14更容易地定位在内部套筒20中。

锁定基座66具有形成有多个用于容纳滚珠轴承22的容纳凹槽78的外表面。在一个或多个实施例中，容纳凹槽78跨越锁定基座66的整个外表面。基于多个容纳凹槽78，应当理解，不同尺寸的轮胎，诸如各种宽度的轮胎，可以与下文描述的装置10一起使用。

手柄部分64包括从横向延伸的圆形支撑构件80。圆柱形支撑构件80通过诸如紧固件(未示出)耦接到上轮辋16。例如，上轮辋16可以在其中包括多个螺纹通道，并且圆柱形支撑构件80可以包括通过其中的多个孔。螺纹通道可以适于与孔对准，通道和孔适于容纳用于将上轮辋16固定到圆柱形支撑构件80的紧固件。如下文所述，上轮辋18被固定到圆柱形支撑构件80，以便将上轮辋16移动到适当位置，以将测试轮胎固定在上轮辋16和下轮辋18之间。在一个或多个实施例中，o形环82设置在上轮辋16和圆柱形支撑构件80之间。

类似地，下轮辋18由从内部套筒20的顶部延伸的径向延伸板84承载。下轮辋18可以通过诸如紧固件81耦接到板84。例如，下轮辋18可以包括通过其中的多个孔，并且径向延伸板84可以包括在其中的多个螺纹通道。径向延伸板84中的螺纹通道也可以延伸到侧壁90中。螺纹通道可以适于与孔对准，通道和孔适于容纳用于将下轮辋18固定到径向延伸板84的紧固件。在一个或多个实施例中，o形环86设置在下轮辋18和径向延伸板84之间。

径向延伸板84形成主轴的一部分，由数字88表示。主轴88包括从板84延伸的圆柱形侧壁90。侧壁90定位在主体壳体内，由数字91表示，其可包括固定到圆柱形侧壁95的顶部径向延伸构件93。圆柱形侧壁95从顶部构件93延伸。顶部构件93可以通过紧固件97被固定到侧壁95。侧壁95可以可选地耦接到由数字92表示的辅助壳体，其中辅助壳体92可以包括平台94和附接基座96。辅助壳体92的一个或多个部件可进一步耦接到装置10的另一部件、另一个机器或支撑结构。

一个或多个滚珠轴承可以定位在侧壁90和侧壁95之间。例如，两个上部轴承组(由数字99、101表示)和一个下部轴承组(由数字103表示)可以位于侧壁90和侧壁95之间。这样的滚珠轴承通常是本领域技术人员已知的，并且可以包括内环105，多个滚珠107和外环109。

在装置10的操作中，如图3所示，外部套筒30首先定位在基座12中的下部位置，其中外部套筒30的向下行程由板56的定位和气缸54的冲程限制而被定义。当外部套筒30位于下部位置时，外部滚珠轴承22c定位在相应的容纳凹槽32、34中。中部滚珠轴承22b和内部滚珠轴22a完全定位在通道28中，以便不限制锁定构件14插入内部套筒20中的行程。

当外部套筒30定位在下部位置时，待测试的轮胎(未示出)定位在下轮辋18上。然后如图1所示，锁定轴62的锁定基座66插入通过轮胎和内部套筒20。这也使得上轮辋16与轮胎接触，以将轮胎夹在上轮辋16和下轮辋18之间。一旦锁定轴62处于所需位置，外部套筒30被推向顶部框架构件84。如前所述，气缸54然后能够被致动以向上移动基座52，从而向上移动上部导向构件44和下部导向构件46，从而向上移动导向板38，从而使外部套筒30向上移动。

如前所述，外部套筒30的每个容纳凹槽32、34包括倾斜的内圆周表面36。当外部套筒30被推向顶部框架构件84时，倾斜的圆周表面36将滚珠轴承22推向锁定轴62。倾斜的圆周表面36接合外部滚珠轴承22c以将它们推向锁定基座66，从而使外部滚珠轴承22c促使中部滚珠轴承22b移动，从而促使内部滚珠轴承22a的移动。这促使内部滚珠轴承22a进入锁定基座66中的相应容纳凹槽78中。当外部套筒30定位在顶部框架构件84附近时，外部套筒30的内表面中的轴承保持件98保持滚珠轴承22，使得内部滚珠轴承22a将其位置保持在锁定基座66中的相应容纳凹槽78中。这提供了锁定功能以保持锁定构件14处于向下锁定位置。也就是说，轴承保持器98固定地定位滚珠轴承22，使得锁定构件14被阻止行进直到外部套筒30再次移动到下部解锁位置。

一旦通过上述锁定功能将轮胎固定在适当位置，则可以测试轮胎的动态平衡、轮胎的静态平衡或轮胎的动平衡和静态平衡两者。这些测试方法是本领域技术人员通常已知的。为了进行平衡测量，空气供应(未示出)通过由数字100表示的空气孔、通过局部孔70、通过开口72并进入待测轮胎的内部来供应空气。开口72形成为通过锁定轴62的空气供应部分68的孔。因此，待测试的轮胎可以适当地充气，同时也被固定在上轮辋16和下轮辋18之间。轮胎的充气为装置10提供分离力，装置10进一步将内部滚珠轴承22a推动到锁定基座66中的相应容纳凹槽78中，从而提供附加的锁定力。

一旦待测试的轮胎被适当地充气，轮胎可以通过本领域技术人员通常已知的机制旋转。例如，这可能包括使用一个或多个皮带、滑轮和马达(未示出)。这种皮带、滑轮和马达可以耦接到基座12的轴102，并且可以特别地耦接到附接位置104。待测试轮胎的这种旋转可用于检测在测力传感器106上进行的负载变化。基于检测到的负载变化来确定轮胎平衡的一种或多种方法是本领域技术人员通常已知的。在执行动态平衡的情况下，这些方法基于动态平衡计算的结果计算测试轮胎的哪个部分将要放置平衡重量，如果有的话，标记设备(未示出)可以标记轮胎不平衡的位置。

在待测试轮胎已经被旋转和测试之后，轮胎被放气。然后，气缸54被致动以向下移动，从而向下移动基座52，从而向下移动上部导向构件44和下部导向构件46，从而向下移动导向板38，从而使外部套筒30向下移动。而且，任何气弹簧55(如果有的话)被停用以允许向下行进。外部套筒30向下行进，直到其定位靠近板56，这是解锁位置。

以与锁定功能相反的方式，外部套筒30使滚珠轴承22向下行进以促使其远离锁定基座66。一旦外部套筒30已经向下行进足够的距离，重力将使滚珠轴承22被推向容纳凹槽32、34。与起始位置相同，外部滚珠轴承22c位于相应的容纳凹槽32、34和中部滚珠轴承22b中，而内部滚珠轴承22a也位于更靠近相应容纳凹槽32、34的位置。内部滚珠轴承22a和中部滚珠轴承22b完全定位在通道28中，以便当从内部套筒20移除锁定构件14时不会限制锁定构件14的行程。一旦锁定构件14被移除，待测试的第一轮胎可以被移除并且可以放置待测试的附加轮胎，并且可以重复前述的方法。

应当理解，装置10适于允许测试不同尺寸的轮胎。例如，上轮辋16包括各种尺寸的直径，例如较小直径108和较大直径110。类似地，下轮辋18包括各种尺寸的直径，例如较小直径112和较大直径114。因此，较小直径108、112可以用于接合具有较小内圆周的轮胎，而较大直径110、114可以用于接合具有较大内圆周的轮胎。在一个或多个实施例中，上轮辋16和下轮辋18可以包括多于两个的直径尺寸。在一个或多个实施例中，上轮辋16和下轮辋18可以包括两个直径尺寸。

此外，如前所述，容纳凹槽78可以跨越锁定基座66的整个外表面或者锁定基座66的整个外表面的大部分。因此，当外部套筒30处于向下的解锁位置时，锁定构件14可以行进，使得其中的各种容纳凹槽78可以被对准以最终容纳内部滚珠轴承22a。应当理解，当待测轮胎位于上轮辋16和下轮辋18之间时，轮胎的厚度或宽度将确定锁定构件14将行进的距离。当轮胎的第一侧靠近下轮辋18时，锁定构件14将仅能够行进直到上轮辋16接触或几乎接触轮胎的另一侧。但是，基于多个容纳凹槽78，可以测试各种宽度的轮胎。

装置10还可以包括用于扫描待测试轮胎条形码的条形码读取器(未示出)，其中条形码信息可以通知装置10关于待测试轮胎的内圆周和厚度。装置10还可以被配置为由相关联的电子和软件系统自动控制。这样的系统将允许一个或多个先前描述的方法步骤的自动化。关于条形码，条形码读取器以及电子和软件系统的进一步信息是本领域技术人员通常已知的。

鉴于上述情况，显而易见的是，用于将轮胎保持在如本文所述的构造和操作的轮胎平衡机中的装置实现了本发明的目的，而在其他方面实质上改进了本领域现有技术。