专利名称：将车轮轮圈夹紧在平衡机轴的具有外螺纹的一端上的快速夹紧螺母的制作方法
技术领域：
本发明有关一种如权利要求1的前序部分所述的快速夹紧螺母，用于将车轮轮圈夹紧在平衡机轴的具有外螺纹的一端上。
由DE 3605821 A1已知有一种有关的快速螺母，它尤其被用来将一车轮固定到一平衡机的夹紧轴上。该快速螺母具有一壳体，在该壳体上径向相对地配置有径向对准的手把。在壳体中径向运动地配置有两螺纹段，它们经一弹簧被径向向内加有预应力直至被拉至一螺纹的啮合位置。螺纹段用手经操纵装置使之与弹簧力相反地径向向外运动直至一脱开位置。
这种已知的快速夹紧螺母是采用如下方式来被加以使用的首先将要平衡的车轮的中心孔套到平衡机轴上。然后把快速夹紧螺母的脱开的螺纹段轴向套到平衡机轴上，之后用于脱开螺纹段的操纵装置被卸载，这样螺纹段便被弹簧带入结合位置，在该位置上螺纹段的内螺纹与平衡机轴端部的外螺纹相啮合。之后用固定在壳体上的手把将快速夹紧螺母旋转直至车轮轮圈被夹紧为止。这种经一相对较长夹紧距离的旋紧过程都必须旋加较大的力，因此整个旋紧过程很费力。由于这些力的影响，因此为将轮圈对中在轴上则轴向移动地配置一定心锥，在定心锥的背侧配置一硬弹簧，该硬弹簧在夹紧时将锥体压入轮圈中心孔中。在轮圈到达其夹紧状态之前，则首先到达该径向定心状态，在定心状态中轮圈与一配置在平衡机轴上的、通常为罐形形状的止挡法兰相抵，轮圈然后经夹紧螺母夹紧在法兰上。为使定心锥在不同的轮圈中心孔直径情况下同样也能可靠地到达定心状态，径向定心位置以及反抗弹簧作用在定心锥背侧上的弹簧力而旋紧的开始位置则经常远远位于最终夹紧点之前。快速夹紧螺母反抗弹簧力的旋紧距离则因此较长，这便是快速夹紧螺母旋紧过程费力费时的原因。
由DE4200380 C2已知有一种用于将一汽车轮子夹紧和松开在一由一马达驱动的轮子平衡机的主轴上的装置，在该装置中是用一在主轴的轴向上被运动导向的拉杆来实施夹紧的，该拉杆在其一端经一夹紧装置与轮子接触且在该拉杆的另一端产生一拉力用于夹紧。这一已知的装置极其费钱且操作麻烦。从DE2935216 C2和DE3327635 C2中已知有用于将车轮固定在一平衡机夹紧轴上的夹紧螺母，用它们来夹紧时将径向可脱开的螺纹段与平衡机轴上的一螺纹相啮合。因此它们具有与根据上文所述的DE3605821 A1的快速夹紧螺母相同的缺点。由DE2813387 C2已知有一种用于汽车车轮的平衡机，用该平衡机对汽车车轮的夹紧是通过一由空心平衡轴所引导的拉杆来进行的。这一方案费钱且操作麻烦。
本发明的任务是提供一种上文所述的快速夹紧螺母，该螺母可方便并加快夹紧过程。
本发明的任务是通过如权利要求1的特征所述的教导来解决的。
本发明的基本思想是快速夹紧螺母具有一旋转驱动装置，该装置承担在长旋紧距离之上的旋紧过程且快速并不给操作人员加重负担地实施这一过程。该旋转驱动装置在其中并不转动整个壳体，而只是转动相对于壳体的能绕快速夹紧螺母旋紧轴旋转的一螺纹部件，在该螺纹部件中有内螺纹。对操作人员来说仅需简单地用配置在壳体上的手把来将快速夹紧螺母的壳体保持住且这样来吸收反作用力矩。用该手把还能使操作人员处于这样的状态在旋紧过程结束时可用手来提高旋紧力矩，并且是通过在旋紧方向上手把的一短促运动来实现的。操作人员以同样的方式可实施对快速夹紧螺母的松开，在此之后旋转驱动装置重又能承担较长的旋松距离过程。
根据本发明的一实施形式，旋转驱动装置被配置在一手把上。基本上可做到使旋转驱动装置在其工作时短时间地被提供有一外部电源。然而本发明的一有目的的实施形式则提供有在壳体和/或一手把上配置一用于旋转驱动装置的蓄能器。由于旋紧过程所需的能量较小，因此蓄能器也可做得较小，这样蓄能器便可配置在一手把中，为增大可蓄积的能量，根据本发明的一实施形式在壳体上交叉形配置有四个手把，其中有一个手把上配置有旋转驱动装置而在其余手把上配置有蓄能器。
在将旋转驱动装置配置在一手把上时，其驱动轴有目的地经一曲拐传动与螺纹部分成有效连接，其中该曲拐传动有目的地为一齿轮传动。若在其中将手把相对于快速夹紧螺母配置成偏离夹紧方向倾斜一角度，则该齿轮传动有目的地做成一锥齿轮传动。
若旋转驱动装置的旋转速度足够大，则也可将旋转驱动装置用于克服旋紧距离，在该距离中尚未出现显著的夹紧力。尽管如此，根据本发明基本思想的一实施形式提供有螺纹部件提供有两螺纹段，它们经一连接弹簧径向向内地被预加载成啮合状态，其中提供有操纵装置，经该装置使螺纹段反抗连接弹簧的力可朝脱开位置方向运动。根据本发明的快速夹紧螺母于是便如本文上述的已知快速夹紧螺母那样能在螺纹段的脱开状态被轴向移到平衡机轴上并经该轴被移动至出现显著的夹紧力为止。操纵装置然后被卸载，这样连接弹簧将螺纹段带入结合位置且由此使快速夹紧螺母保持其作为螺母的作用。之后则可通过旋转驱动装置以所述的方式来实施真正的旋紧过程。
在最后所述的实施形式中，螺纹段合乎目的地经一脱开弹簧被径向向外地预加载，其中脱开弹簧的力比连接弹簧的力要小，其程度使得螺纹段不启动操纵装置地始终被保持在啮合状态。为此有目的地把操纵装置经一凸轮传动与螺纹段成有效连接。通过上述弹簧的设计形式可确保使凸轮传动始终保持在啮合状态。
凸轮传动合乎目的地具有一抗扭的与螺纹部分相连接的操纵环，该操纵环具有一锥形内表面，用于靠在螺纹段的互补性锥形凸肩上。操纵装置为此具有一脱开叉，该脱开叉被形成为双臂杠杆，脱开叉的叉子的两端具有径向向内突出、嵌接在操纵环的一外环槽中的销子且其另外的臂则形成一操纵臂，该操纵臂与操纵方向相反地被连接弹簧所预加载。在这一实施形式中，凸轮传动带动可旋转螺纹部件转动，两者因此相互间无相对转动，这样凸轮传动不被这样的运动所加载。对操纵力的传递是单独由位于脱开叉的叉子的两端上的销子来实现的，销子嵌接在操纵环的向内突出的槽中。
在快速夹紧螺母上合乎目的地配置有一用于接通或转换旋转驱动装置的旋转方向的开关。这些开关可有目的地做成两个压力开关，其中的一个开关将旋转驱动装置接入一个旋转方向，而另一个开关则将旋转驱动装置接到另一个旋转方向，该或这些开关有目的地位于一手把附近，这样当用手将手把保持住时，这些开关便比如可方便地用手指来操纵。
旋转驱动装置合乎目的地具有一电动机，其中蓄能器为一电池或一蓄电池。蓄电池可采取熟知的方式在快速夹紧螺母非使用时间里进行充电，此时快速夹紧螺母被置于这样一种状态其中在其所提供的电接头上与一充电装置的接头相连接。当然也可以我们所熟知的方式来用一种对充电电压的感应式传递，为此在快速夹紧螺母上必须装有一整流器。
另一种合乎目的的实施形式组成为旋转驱动装置由一气压发动机组成。这样做的优点是在快速夹紧螺母连同平衡机被使用的轮胎车间中经常配备有压缩空气源，该压缩空气源可被用于向旋转驱动装置供气。同样在这种情况下也可在快速夹紧螺母中提供一蓄能器，且该蓄能器采取一种配置在一个或多个手把中的压力室的形式。
旋转驱动装置被合乎目的地制成有自停式的。这样的优点是快速夹紧螺母通常被用作为手动操纵的螺母，当希望是这种操纵方式或者是当不能提供使用用于旋转驱动装置的一能源或该能源被耗尽时。
以下根据附图并采用实施例来进一步详细说明本发明，附图中
图1示出根据本发明的一快速夹紧螺母处于连接状态时的剖视图，图2示出从上面朝图1示图得到的一视图，图3示出对应于图1的处于脱开状态的快速夹紧螺母，图4示出类似于图1的、径向切开的本发明的一第二实施例，图5为从上面看图4所得的一示图，图6示出处于径向切开时一具有压缩空气驱动的实施例，以及图7为从上面看图6所得的一示图。
图1示出一快速夹紧螺母，它具有一壳体2，在壳体2上径向配置有手把4和6。在手把4中有一蓄电池8，用它来驱动配置在手把6中的一电动机10。
在壳体2中有一螺纹部件12，它经球轴承14和16被旋转支承在壳体2中。螺纹部件12具有两径向运动的螺纹段18和20，在其上各自的内部具有一内螺纹22和24。螺纹段18和20经一脱开弹簧26被径向向外地预加载。由于这一装置的原因，使得螺纹段靠在一操纵环30的一柱形凸肩28的内表面上，在操纵环30中则有一外环槽32，在该槽32中则嵌接有销子34，销子34则位于一脱开叉38的叉子36的两端，脱开叉38则被做成双臂杠杆形且能绕一销子40旋转且其另一臂形成一操纵臂42，该操纵臂42被一连接弹簧44所预加载。靠近脱开叉38处径向相对地在手把6的范围内提供有另一脱开叉46，它被做成与脱开叉38相同的形式。其它相应的参考数字因此在脱开叉46中被省略了。
操纵环30的柱形凸肩28具有一作用为摇拐装置的锥形内表面48，凸肩28与位于螺纹段18和20上的一锥形凸肩50相互作用。
螺纹部件12具有一圆锥齿环52，它与一圆锥齿轮54相啮合，齿轮54则经一轴56和一行星齿轮传动机构58被一电动机10所驱动。
在图1所示的连接状态下，连接弹簧44将操纵臂42朝图中左方压去且因此将连接在叉子36上的销子34压向图中右方。销子34嵌入在环槽32中，它因此将操纵环30压向图中左方，这样锥形内表面48经螺纹段18和20的锥形凸肩50滑出去并径向向内压入连接状态。在图示的最终状态下，柱形凸肩28的柱形内表面完全位于螺纹段18和20的外侧，这样螺纹段18和20形锁合地被保持在连接状态。
图2示出根据图1的从左侧看到的快速夹紧螺母，其中在销子34范围内的壳体的部分被切开，为能清楚地看到该销子嵌入环槽32中的情形。
图3示出根据图1的位于脱开状态的快速夹紧螺母。在该状态中，操作人员在其图中未示出的手指将操纵臂42相对着连接弹簧44的力压向右方并由此用嵌入环槽32中的销子34将操纵环30向左运动。由此，操纵环30的锥形内表面48则为螺纹段18和20向外空出距离，这样螺纹段18和20由于弹簧26的力作用向外运动。由此螺纹段18和20的内螺纹22和24进入脱开状态，这样整个快速夹紧螺母则可被套上平衡机轴端部的一外螺纹。
仅通过图示的压力开关60和62便可将电动机10接通至不同的转动方向上。
通过使用图1～3所示的快速夹紧螺母则首先可将一待平衡的车轮的中央定心孔套到一平衡机轴的端部之上，且将其移动到直至该定心孔撞上一定心锥为止，该定心锥在其背侧具有一压力弹簧。之后，快速夹紧螺母经启动操纵臂42被带入一脱开状态并被在平衡机的轴的端部上移动直至该螺母靠到轮圈上为止。之后操纵臂42被卸载，这样内螺纹22和24与平衡机轴端部的做成互补形状的外螺纹相啮合。再之后，则通过启动压力开关60使电动机10接通在一旋转方向上，在该方向上电动机10经齿轮54和齿圈52使螺纹部件12朝旋紧和夹紧的方向旋转。在这一时间内快速夹紧螺母用手把4和6被抗旋转地保持着。在最终夹紧状态下，压力开关60卸载且由此通往电动机10的电路被切断。如果需要，操作人员现在仍可用手通过手把4和6将快速夹紧螺母继续夹紧并由此更加增大了夹紧力。
若被夹紧的车轮已被平衡完毕，则经压力开关62将电动机10接通至相反的旋转方向且由此将快速夹紧螺母不断松开，直至位于定心锥之后的压力弹簧所施加的从后部作用在轮圈上的力继续消失为止。之后，螺纹段18和20经启动操纵臂42被脱开啮合，这样快速夹紧螺母可整体地从平衡机轴上拉出并由此将车轮取下。
图4示出类似图1的径向剖开的本发明的另一实施例，其中用于连接和脱开螺纹段的装置被省去。图中相同或相应的部件则用相同的参考数字表示。在这一实施形式中，在一螺纹部件66上直接具有一内螺纹64。这一实施形式主要是用在当平衡机的轴的突出于轮圈的端部不很长的时候。此外，在这种情况下电动机有目的地作成串励电动机的电路，该串励电动机在较小负载时具有高的转速而在高负载时却具有在高转矩时的低转速。
图5示出根据图4的快速夹紧螺母从左方所看到的视图。在手把4和6的附近各配置有压力开关68和70，其中一个用作为一个转动方向的接触开关，而另一个则用作为另一转动方向的接通开关。
图6示出类似于图4的采取相同剖视图形式的另一实施例。图中相同或相应的部件均采用相同的参考数字。其中的差别在于发动机为一气动发动机72，它由压力室74中的压缩空气来供气，压力室74则经一阀门76来充气。
图7为从图6的左侧所看到的视图。图中可看到，靠近压力室74的旁边在另外的交叉形配置的手把82和84中提供有另外四个压力室78和80，用于增加被储蓄的压缩空气量。
权利要求
1.快速夹紧螺母，用于将一车轮轮圈夹紧到一平衡机轴的一具有外螺纹的端部上，它具有-一壳体，-至少一个径向配置在该壳体上的手把，-可动地配置在该壳体中的具有一内螺纹的螺纹部件，其特征在于-螺纹部件(66)相对于壳体(2)绕快速夹紧螺母可旋转地被支承于壳体(2)中，-一旋转驱动装置与壳体(2)连接，其驱动侧与螺纹部件(66)成旋转接合用于转动螺纹部件。
2.如权利要求1所述的快速夹紧螺母，其特征在于旋转驱动装置被配置在一手把(6)中。
3.如权利要求1所述的快速夹紧螺母，其特征在于在壳体(2)和/或一手把(4)中提供有一用于旋转驱动装置的蓄能器。
4.如权利要求1所述的快速夹紧装置，其特征在于在壳体(2)上交叉形配置有四个手把(4，6，82，84)，其中在一个手把(6)中配置有旋转驱动装置而在另外的手把(4，82，84)中配置有蓄能器。
5.如权利要求2所述的快速夹紧螺母，其特征在于旋转驱动装置的一驱动轴经一曲拐传动(齿圈52，齿轮54)与螺纹部件(66)成有效连接。
6.如权利要求5所述的快速夹紧螺母，其特征在于曲拐传动(齿圈52，齿轮54)为一齿轮传动。
7.如权利要求6所述的快速夹紧螺母，其特征在于手把(6)相对快速夹紧螺母的旋转轴偏离夹紧方向倾斜一角度，且齿轮传动为一圆锥齿轮传动。
8.如权利要求1所述的快速夹紧螺母，其特征在于螺纹部件(12)具有至少一个螺纹段(18，20)，该螺纹段经一连接弹簧(44)径向向内地被预加载成啮合状态，且提供有反抗连接弹簧(44)的力而作用的操纵装置。
9.如权利要求8所述的快速夹紧螺母，其特征在于螺纹段(18，20)经一脱开弹簧(26)径向向外地被预加载，其中脱开弹簧(26)的力比连接弹簧(44)的力要小，其程度应使螺纹段(18，20)不触发操纵装置而始终被保持在啮合状态。
10.如权利要求8所述的快速夹紧螺母，其特征在于操纵装置经一凸轮传动与螺纹段(18，20)成有效连接。
11.如权利要求10所述的快速夹紧螺母，其特征在于凸轮传动具有一抗扭地与螺纹部件相连接的操纵环(30)，该环(30)被提供有一锥形内表面(48)，用于靠在螺纹段(18，20)的互补形锥形凸肩(50)上，且操纵装置具有一脱开叉(38)，该脱开叉(38)被做成双臂杠杆形状，在该脱开叉的叉子(36)的两端具有径向向内突出的、嵌入在操纵环(30)中的一外环槽(32)中的销子(34)且其另一臂形成一操纵臂(42)，该操纵臂(42)反着操纵方向被连接弹簧(44)所预加载。
12.如权利要求1所述的快速夹紧螺母，其特征在于在快速夹紧螺母上配置有一开关用于接通或转换旋转驱动装置的旋转方向。
13.如权利要求1所述的快速夹紧螺母，其特征在于在快速夹紧螺母上提供有两压力开关(68，70)，其中一个将旋转驱动装置接通至一个旋转方向上，而另一个则将其接通至另一个旋转方向上。
14.如权利要求12或13所述的快速夹紧螺母，其特征在于，该开关或这些压力开关被配置在壳体上或壳体中靠近一手把的地方。
15.如权利要求1所述的快速夹紧螺母，其特征在于旋转驱动装置具有一电动机(10)。
16.如权利要求3和12所述的快速夹紧螺母，其特征在于蓄能器为一电池或一蓄电池(8)。
17.如权利要求1所述的快速夹紧螺母，其特征在于旋转驱动装置由一气动发动机(72)所形成。
18.如权利要求3和17所述的快速夹紧螺母，其特征在于蓄能器由一配置在一手把中的压力室(74)所形成。
19.如权利要求1所述的快速夹紧螺母，其特征在于旋转驱动装置是自停式的。
全文摘要
一种快速夹紧螺母,用于将车轮轮圈夹紧到一平衡机轴的具有外螺纹的一端上,该螺母具有一壳体、至少一个实质径向配置在该壳体上的手把,以及一内螺纹。一相对该壳体(2)的、绕快速夹紧螺母螺旋轴旋转的螺纹部件(66)与该壳体(2)相连接,该螺纹部件(66)具有一内螺纹(64)且与一旋转驱动装置(10)的驱动侧相连接,该旋转驱动装置(10)又与壳体(2)相连。旋转驱动装置在被接通电源后承担麻烦和费时的旋紧过程,此时轮圈反抗弹簧力对着一定心锥被套上。
文档编号G01M1/04GK1260040SQ98806012
公开日2000年7月12日 申请日期1998年5月27日 优先权日1997年6月11日
发明者德克·沃克特什, 哈拉尔德·奥泊曼, 盖伊·W·卡特 申请人:哈韦卡平衡技术霍斯特瓦克施有限公司