用于将轮胎安装到相应轮缘上以及从轮缘拆除轮胎的设备及其方法
【专利说明】用于将轮胎安装到相应轮缘上以及从轮缘拆除轮胎的设备及其方法
[0001]本申请是2010年11月4日提交的申请号为201010544317.3的专利申请的分案申请。
技术领域
[0002]本发明涉及用于将轮胎安装到轮缘上以及从轮缘拆除轮胎的设备及其方法。
【背景技术】
[0003]众所周知，用于将轮胎安装到轮缘上以及从轮缘拆除轮胎的设备装备有轮缘支承元件，该轮缘支承元件被适当的动力驱动，从而在安装轮胎或拆除轮胎过程中使轮缘转动。
[0004]通常，轮缘支承元件定位成使其轴线垂直(也就是说，基本沿重力施加的方向定向)，或者可替代地使其轴线水平。
[0005]应注意的是，本发明涉及用于安装(和拆除)轮胎的机器，而对于支承元件的定向没有任何限制。
[0006]然而，为了简明起见，本说明书将涉及以下情形:支承元件定位成使其轴线垂直，从而使车轮绕纵向旋转轴线转动，该旋转轴线沿所述垂直轴线定向。
[0007]在该支承元件上设有一组工具，这组工具设计成将轮胎胎边(也就是，轮胎的环形边缘)定位在轮缘上的预定位置处。
[0008]应注意的是，轮胎具有两个胎边，对应于轮胎自身的两个环形端部(或边缘)。
[0009]每个胎边具有头部以及侧部，头部是径向定向的。
[0010]现有技术的用于将轮胎安装到轮缘上和自轮缘拆除的工具包括:例如，一定形状的元件(用于安装)和杆或爪(用于拆除)，这些工具设计成插到胎边和轮缘之间，从而使胎边相对于轮缘定位在预定位置处，具体地说，以(在安装过程中)在相应的沟槽处，推动胎边的在轮缘的环形外边缘之间的第一部分，或者(在拆除过程中)将胎边从轮缘抽出并使其相对于轮缘的沟槽保持在抽出位置。
[0011]接下来，轮缘绕其纵向轴线转动，从而工具沿胎边的圆周的至少一部分滑动，从而(在安装过程中)向内撬动整个胎边，或者(在拆除过程中)向外撬动整个轮缘边。
[0012]此外，在安装过程中，使用压盘以朝相对侧壁推动轮胎的侧壁。
[0013]在拆除过程中，另一方面，使用压盘以自轮缘分离轮胎胎边(实际上，在使用中，轮胎变得相当热，致使橡胶硬化，因此使胎边粘连于轮缘)。因此，连接于操作臂一端的胎边压盘还称为胎边松动器。
[0014]在轮胎安装过程中，压盘还可用作进一步辅助。
[0015]例如，当将轮胎安装到轮缘上时，通常使用压盘(或胎边松动器)，以便于使胎边相对于轮缘正确地定位。
[0016]当安装相当硬或相当大的轮胎时，还使用商标名称为“Tucano”的枢转夹具。该夹具也使轮胎胎边相对于轮缘保持在合适位置，从而在安装操作过程中，使张力(也就是，在将轮胎装配到轮缘时，轮胎胎边所经受的机械应变)最小。
[0017]此种夹具由夹持器构成，该夹持器设计成将轮缘边保持在轮缘区域，而在此区域，已将胎边推到轮缘上。扁平件设在夹持器下方，该扁平件挤压在胎边附近的轮胎侧壁。枢转地安装该扁平件，从而当轮胎运动时，该扁平件保持与轮胎接触。
[0018]应注意的是，轮缘形成第一支座和第二支座(呈环形沟槽的形式)，这两个支座用于在使用车轮的过程中，容纳第一胎边和第二胎边。这些支座位于轮缘的相对的两个侧向端部处。
[0019]轮缘还具有环形沟槽或沟道，该环形沟槽或通道绕轮缘的中部行进。
[0020]该环形沟槽呈凹槽的形式，该凹槽设计成在安装操作过程中，暂时容纳轮胎胎边的至少一部分。
[0021]实际上，至少在安装操作的初始阶段，轮胎的轴线相对于轮缘的轴线倾斜。在此情形中，胎边(或者，两个胎边中的一个胎边)的第一部分由安装/拆除工具保持在轮缘的外侦牝而相同胎边的第二部分(与第一胎边在直径方向相对的部分)位于轮缘沟道内侧，使轮胎能沿垂直于轮缘轴线的方向、朝安装/拆除工具运动。
[0022]众所周知，通过减小胎边所经受的机械应变，这便于安装轮胎。
[0023]鉴于上文所述，构成上述夹具的配合工具设计成推动轮胎的靠近胎边的一侧，从而使胎边保持在胎边的以下区域中的沟道内侧:该区域同胎边的与安装/拆除工具接触的一部分在直径方向相对。
[0024]夹具与轮缘防护件一起使用，该轮缘防护件装配于轮缘边，从而当胎边在轮缘的尖锐边缘上运动时，防止胎边损伤。
[0025]实际上，当将轮胎安装到轮缘上时，胎边经受常常致使轮胎损伤的机械应变。这是由于胎边经受径向应变(压缩胎边)、轴向应变(提升胎边)以及切向应变(由于摩擦分力而拉拽胎边)。如果胎边上的所有这些类型的机械应变超过一定临界值(由轮胎制造协会和汽车制造商来指定)，则它们会致使严重的轮胎损伤。
[0026]在这方面，应强调的是，如果在安装过程中发生胎边损伤，则胎边损伤的危险性尤其严重，这是由于一旦已安装好轮胎，则在使用轮胎之前该损伤(若存在的话)是不可见的。
[0027]此外，由于使用扁平行进轮胎，也就是设计成抵抗放气效果的轮胎，则尤其强烈地感到有此问题。因此，在存在故障的情形中，在驾驶员意识到轮胎损伤之前，可能已经过了很长时间。
[0028]实际上，轮胎制造商现在趋于使轮胎更硬并且使肩部下降。这加剧在安装和拆除过程中轮胎损伤的问题。
[0029]为了解决该缺点，从专利文献IT127455中已知，使用应用于工具或胎边松动器的、诸如应变仪的传感器。
[0030]然而，该解决方案并不能精确且可靠地测量在安装和拆除过程中、轮胎胎边所经受的机械应变。
[0031]实际上，该解决方案可仅仅测量引起工具(也就是，胎边松动器)变形的应变。然而，胎边经受的很大所施加的应变由工具安装结构的弹性所吸收。此外，工具的柔性有限，且可实时变化。
[0032]从专利文献IT1263799中已知另一技术解决方案。
[0033]该解决方案涉及一种拆胎机器，该拆胎机器包括一对臂，该对臂位于车轮的相对两侧上，且能朝彼此运动以邻抵轮胎的侧壁，从而自轮缘分离胎边(实际上，这两个臂用作两个胎边松动器)。
[0034]在该解决方案中，这些臂装备有传感器(通常是扭矩计，具体地说是应变仪，该应变仪设计成测量由臂施加于轮胎侧部的压力)。
[0035]然而，由臂施加的压力并不转换为或者能表示作用在胎边上的机械应变。
[0036]因此，该解决方案并不能用于获得实际有用且有效的以下信息:与施加于胎边且潜在地能损伤胎边的机械应变有关。
[0037]从文献EP1479538中已知又一技术方案，该方案考虑用于维护机动车辆的装有轮胎的车轮的设备。
[0038]在该解决方案中，该设备包括用于定位装有轮胎的车轮的可旋转的电动驱动支承件。该可旋转支承件通过机械离合器连接于电动机，当达到临界负载值时，该离合器用于自动地且机械地使可旋转支承件自电动机分离，该临界负载值构成为组装车轮或分解车轮而施加于装有轮胎的车轮的机械应变。
[0039]此外，该方案包括编码器，该编码器设计成控制可旋转支承件的角位置，从而该编码器限定一涉及确认何时可操作离合器的位置传感器。
[0040]然而，即使该解决方案也即不能精确且可靠地测量在安装和拆除过程中、轮胎胎边所经受的机械应变，也不能监测所述应变的趋势。
【发明内容】
[0041]在本文中，形成本发明基础的技术目的是，提出用于将轮胎安装到相应轮缘和自相应轮缘拆除轮胎的设备和方法，且该设备和方法克服了上述缺点。
[0042]具体地说，本发明具有以下目标:提出用于将轮胎安装到相应轮缘和自相应轮缘拆除轮胎的尤其可靠的设备和方法，该设备和方法可获得有用的数据以检测轮胎胎边损伤，且可防止轮胎胎边损伤的情形。
[0043]本发明的另一目标是，提出用于将轮胎安装到相应轮缘和自相应轮缘拆除轮胎的尤其可靠的设备和方法，该设备和方法可在不具有损伤轮胎胎边的风险的条件下，安装和拆除任何轮胎。
[0044]上述技术目的和目标基本通过用于将轮胎安装到相应轮缘和自相应轮缘拆除轮胎的尤其可靠的设备和方法来实现，且包括所附权利要求中的一项或多项权利要求所阐述的技术特征。
[0045]因此，本发明的设备和方法使轮胎能安装到相应轮缘和自相应轮缘拆除轮胎，且可测量施加于轮胎胎边的机械应变，该机械应变是轮胎胎边为了可联接于轮缘/自轮缘脱离而变形时、施加于轮胎胎边的机械应变。
[0046]具体地说，根据本发明的设备包括:
[0047]运动元件，该运动元件用于使轮胎的胎边运动，从而将胎边插到轮缘中的相应的凹槽中/自凹槽拆除；
[0048]支承和运动装置，该支承和运动装置用于支持轮缘以及使轮缘运动，且设计成可旋转地驱动轮缘绕其纵向轴线旋转。
[0049]根据本发明，轮缘的支承和运动装置包括传感器，该传感器用于测量施加到支承和运动装置的机械应变，该机械应变由于在将轮胎安装到轮缘和自轮缘拆除的过程中、轮胎的胎边所经受的机械应力所引起。所述传感器构造成可提供表示机械应变的信号，该机械应变是在将轮胎安装到轮缘和自轮缘拆除的过程中、施加到轮胎的胎边的机械应变。
[0050]较佳的是，本发明的设备包括电子控制单元，该电子控制单元至少连接于传感器，从而接收与施加于支承和运动装置的机械应变相关的信号，且构造成完善表示施加于胎边的机械应变的信号。
[0051]能以尤其可靠且精确的方式测量在安装和拆除过程中、施加于轮胎胎边的负载。
[0052]当所测得的应变达到预定参考值时，这可产生反馈信号，所述信号使操作者能在对轮胎胎边造成损伤之前，及时中断安装或拆除过程，或者至少能意识到损伤的风险，因此能废弃潜在受损的轮胎。