一种平衡配重的加装系统及方法[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 105143709 A (43)申请公布日 2015.12.09

(21)申请号 201480005313.4(22)申请日 2014.01.17(30)优先权数据

13151925.8 2013.01.18 EP13166084.7 2013.04.30 EP(85)PCT国际申请进入国家阶段日 2015.07.18

(86)PCT国际申请的申请数据

PCT/EP2014/050912 2014.01.17(87)PCT国际申请的公布数据

WO2014/111528 EN 2014.07.24(71)申请人威格曼汽车有限两合公司

地址德国维尔茨堡(72)发明人汉斯·乌尔里希·毕格尔

迪特马尔·瓦根沙因(74)专利代理机构上海天辰知识产权代理事务

所(特殊普通合伙) 31275

代理人吴世华 陈慧弘

权利要求书1页 说明书6页 附图8页

(51)Int.Cl.

F16F 15/32(2006.01)G01M 1/32(2006.01)

(54)发明名称

一种平衡配重的加装系统及方法(57)摘要

本发明涉及一种车轮轮辋平衡配重(10)的加装系统，包括一个具有平衡配重装载头(20)的程控操纵装置。所述平衡配重装载头(20)先从分发器中拾取平衡配重(10)，利用操纵装置将所述平衡配重(10)移到轮辋，并加装所述平衡配重(10)到车轮的轮辋上。

C N 1 0 5 1 4 3 7 0 9 A CN 105143709 A

权 利 要 求 书

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1.一种平衡配重(10)的加装系统，包括一个具有平衡配重装载头(20)的程控操纵装置，所述装置用于拾取所述平衡配重和加装所述平衡配重到车轮的轮辋上，所述装置包括：

至少一个夹持单元(22,23)，用于夹持所述平衡配重中的至少一个平衡配重块在装载头上；以及

至少一个压接单元(24,25)，用于压接所述装载头上的至少一个平衡配重块到车轮的轮辋上。

2.根据权利要求1所述的加装系统，其特征在于，所述用于夹持所述平衡配重中的至少一个平衡配重块(10)在装载头(20)上的至少一个夹持单元，与所述用于压接所述装载头上的至少一个平衡配重块到车轮的轮辋上的至少一个压接单元采用相同的手段。

3.根据任意一个前述权利要求所述的加装系统，其特征在于，所述用于压接所述装载头上的至少一个平衡配重块到车辆车轮的轮辋上的至少一个压接单元包括两个压杠(24,25)。

4.根据任意一个前述权利要求所述的加装系统，其特征在于，所述用于夹持所述平衡配重中的至少一个平衡配重块在装载头(20)上的至少一个夹持单元包括两个紧固销(22,23)，所述紧固销装配到所述平衡配重块的孔中；其中，至少一个所述的紧固销(23)是由弹簧加载的。

5.根据权利要求4所述的加装系统，其特征在于，所述至少一个紧固销(22,23)为圆锥型。

6.根据任意一个前述权利要求所述的加装系统，其特征在于，所述用于夹持所述平衡配重中的至少一个平衡配重块(10)在装载头(20)上的至少一个夹持单元中包括的至少一个紧固销(22,23)具有一定的长度，以使所述紧固销通过至少一个孔(14,15)与位于所述平衡配重块(10)安装接触表面的粘结带相接触，以进一步提高所述平衡配重块与所述紧固销之间的夹持力。

7.根据任意一个前述权利要求所述的加装系统，其特征在于，所述用于夹持所述平衡配重中的至少一个平衡配重块(10)在装载头上的至少一个夹持单元包括一真空夹持器(50)。

8.根据任意一个前述权利要求所述的加装系统，其特征在于，所述用于夹持所述平衡配重中的至少一个平衡配重块(10)在装载头上的至少一个夹持单元包括一磁性夹持器(60)。

9.一种平衡配重的加装系统，包括中间载体(100)，所述中间载体位于轮辋内，固持所述平衡配重，并且，其外直径能延展到与轮辋的内径相同，以使所述平衡配重压接在所述的轮辋上。

10.一种加装平衡配重到轮辋上的方法，其特征在于，所述方法采用任意一个前述权利要求中所述的加装系统实现固持一个平衡配重并将所述平衡配重加装到轮辋上的方法。

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说 明 书

一种平衡配重的加装系统及方法

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技术领域

[0001]

本发明涉及一种自动操纵系统用于加装车轮轮辋的平衡配重。

背景技术

美国专利US8336379B2中公开一种用于加装车辆车轮平衡配重的系统。该系统具有程控操纵装置，该程控操纵装置包括一个具有平衡头的可移动工作臂。该平衡头可适用于一种具有自粘合配重块的平衡配重链，并可以将该平衡配重链加装到车轮的轮辋上。该教师方案的其缺点为，该配重链仅可以被加装到特定的轮辋上，以及它们相应的特定位置。另外，加装的平衡配重链需满足视觉外观(optical appearance)的要求，通常是没有被考虑。

[0002]

发明内容

为解决上述的问题，本发明提供了一种用于加装多个平衡配重块到车轮轮辋

的系统和方法。此外，这些平衡配重块为预制的并具有预定的尺寸及重量。这些平衡配重块也可以是各种具有美学外观的形状和颜色。

[0004] 上述问题的解决方案在权利要求中进行了描述，从属权利要求涉及了本发明的进一步改进。

[0005] 在本发明的实施例中，平衡配重装载头优选地被连接到一个程控操纵装置。平衡配重装载头可以拾取至少一个被平衡配重块分发器提供的平衡配重块。当操纵装置移动装载头到车轮的时候，平衡配重块被装载头牢牢地夹持着。当装载头到达希望放置平衡配重块的位置之后，该平衡配重块被加装到轮辋上。此后，装载头返回到分发器以拾取下一个平衡配重块。平衡配重装载头也可以夹持多个平衡配重块，从而减少操纵装置的移动时间。装载头具有多种不同的实施方案。优选的，装载头具有至少一个夹持单元用于夹持平衡配重在装载头上，和至少一个压接单元用于压接平衡配重到车轮的轮 辋。这两种功能可以由相同的手段来执行。

[0006] 本发明的另一个目的是提供一种利用装载头加装平衡配重到车轮轮辋的方法。[0007] 在本发明的另一个方面中，提供一个中间载体用于安装平衡配重。首先，中间载体位于轮辋内，用于固持平衡配重。接着，中间载体展开直到平衡配重接触到轮辋，并牢牢地压接在轮辋上。然后，中间载体可缩回。

[0008] 本发明的另一个方面是通过使用中间载体加装平衡配重到车轮轮辋上的方法。

[0003]

附图说明

[0009] [0010]

图1为本发明一个平衡配重和第一实施方式中装载头的结构示意图

图2为本发明实施例中紧固销的基本功能结构示意图

[0011] 图3为本发明另一个实施方式中装载头的结构示意图[0012] 图4为本发明实施例中具有多个压块的结构示意图

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CN 105143709 A[0013] [0014] [0015] [0016] [0017] [0018] [0019] [0020] [0021] [0022] [0023] [0024] [0025] [0026] [0027] [0028] [0029] [0030] [0031] [0032] [0033] [0034] [0035] [0036] [0037] [0038] [0039] [0040] [0041] [0042] [0043] [0044] [0045] [0046] [0047] [0048] [0049] [0050] [0051]

说 明 书

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图5为本发明实施例中具有真空夹持器的结构示意图

图6为本发明实施例中另一个具有真空夹持器的结构示意图图7为本发明实施例中具有永久磁铁的实施例图8为本发明实施例中具有电磁线圈的结构示意图图9为本发明实施例中具有三个紧固销的结构示意图

图10为本发明实施例中由三个紧固销夹持平衡配重结构示意图图11为图10的俯视图

图12为本发明较佳实施例中另一个平衡配重加装系统的结构示意图图13为本发明实施例中加装平衡配重的一个中间步骤示意图图14为本发明实施例中用于加装平衡配重块的最后步骤示意图图15为本发明实施例中一个平衡配重的加载工具的结构示意图图16为本发明实施例中加载平衡配重的第一步骤图17为本发明实施例中加载平衡配重的接下来的步骤图18示出本发明实施例中已加载的平衡配重的结构示意图附图标记列表10平衡配重11中间部分12,13侧部14,15孔16粘结带20装载头21基部

22,23紧固销24,25压杆

26,27箭头表示的移动方向28弹簧

29紧固销的端部30平衡配重40装载头41边缘42压块

43压块的倒角边缘44杠杆元件

45箭头表示的移动方向

50具有第一真空夹持器的装载头51多孔表面52真空管道60包括磁体的装载头

4

CN 105143709 A[0052] [0053] [0054] [0055] [0056] [0057] [0058] [0059] [0060] [0061] [0062] [0063] [00] [0065] [0066] [0067] [0068] [0069] [0070] [0071] [0072] [0073] [0074] [0075]

说 明 书

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61永磁体

62电磁线圈63电缆

70具有紧固销的装载头72固定销73可动销

74箭头表示的移动方向75驱动器

76,77夹持机构80夹持式平衡配重90车轮的轮辋91安装面100中间载体101展开的方向102压力的方向120装载头121止推单元122敷贴单元123驱动单元124电缆，管道

125止推单元的侧翼126敷贴单元的侧翼127真空输出口

具体实施方式

[0076] 请参考图1，图1为本发明一个平衡配重和第一实施方式中装载头的结构示意图。第一平衡配重10具有一个中间部分11和至少一个侧部12,13。其中，中间部分11至少具有一个孔，优选地，具有两个孔14,15。较佳地，中间部分11具有至少一个标准尺寸和标准位置的孔14,15，侧部12,13的尺寸可根据平衡配重10的重量而变化。当平衡配重10较重时，除了侧部12,13，可能还会具有更多的侧部。而当平衡配重10较轻时，中间部分11可能被略微延长，以至于可以不具有侧部。平衡配重10具有安装接触表面用于附着到车轮轮辋90上，优选地，其具有粘结带16，也称为自粘合胶带。在图1中，为了显示孔14,15，一部分粘结带被移除了。优选地，粘结带16覆盖在所有的安装接触表面上，包括覆盖这些孔14,15。装载头20具有一个基部21包含至少一个紧固销22,23。优选地，紧固销22,23可以穿过孔14,15。 进一步的，如果具有至少一个压杆24,25用于按压平衡配重10在轮辋90的安装面91上。当平衡配重10从分发器被转移到轮辋90时，装载头20夹持着平衡配重10，其中紧固销22,23装配到平衡配重10的孔14,15中。优选地，至少一个的紧固销22,23为可移动的，以在孔14,15中产生一些保持力以夹紧平衡配重10。在示出的实施例中，紧固销22

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说 明 书

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是固定的，然而紧固销23为可移动的。在另一个实施方案中，该紧固销22,23中的至少一个可以具有圆锥形状或其他合适的形状与至少一个孔14,15通过形状配合或压入配合的方式进行连接。在进一步的实施方案中，至少一个紧固销22,23具有可以通过至少一个孔14,15接触到安装表面的粘结带的长度，以增强紧固销22,23对平衡配重10的夹持力。至少一个压杆24,25被用于对平衡配重的整个表面10产生压力，从而，对整个粘合带16产生压力。为了适应到各种不同直径的轮辋，优选的，压杆24,25沿着箭头26和27方向调节或移动。除了压杆24,25，任何具有类似功能的其他装置也可以被使用。[0077] 请参考图2，图2为本发明实施例中紧固销的基本功能结构示意图。第一紧固销22可以被固定到装载头的基部21，而第二紧固销23是可移动的，可滑动或可倾斜。优选地，第二紧固销23由基部21上的弹簧28加载的。由于是弹簧28加载的，装载头可以简单地紧压在分发器的平衡配重中。紧固销22,23将滑入孔中，弹簧28将使紧固销与孔壁上产生足够的压力，以在装载头上夹持平衡配重。当平衡配重被按压在轮辋上后，粘结带用于紧固其上的平衡配重。最后，紧固销22,23滑出孔，装载头被简单地撤回。优选地，每个紧固销22,23有一个端部29，它可以更加紧固平衡配重在装载头上。端部29可以为圆形，使得紧固销22,23可以简单的插入平衡配重承载器。优选地，该紧固销22,23可以为锥形。最优选地，它们可以被压入相应的平衡配重的孔，建立一个相对紧密的配合。此外，可能有一些结构用于增加摩擦和改善的夹持功能。[0078] 请参阅图3，图3为本发明另一个实施方式中装载头40的结构示意图。该装载头40适合处理无孔的平衡配重。优选地，该平衡配重30具有多个段(多个平衡配重块)。这些段可具有相同的重量和尺寸，也可以为不同的。其中，平衡配重被边缘或侧壁41夹住，边缘或侧壁41可以为基部21的一部分，并且它还可以使得平衡配重30以及压块42更好地对齐。优选地，压 块42具有倒角边缘43，这使得平衡配重30可以简单的插入。压块42可以由一个杠杆元件44固定，其中，压块42可以沿着箭头45的方向移动，以增加压块42与边缘41之间的间隙，用来安放平衡配重30。优选地，压块42和/或杠杆元件44可以为弹簧加载的。有可能采用一个单独的弹簧，或可以采用杠杆元件44本身作为弹簧。压片42可以具有不同宽度。在一实施例中，压块42只能夹紧平衡配重30中的一个或两个段。在另一个实施例中，压块42可以更宽，其可以夹持多个平衡配重30的段甚至整个平衡配重30。当然，除了使用压块42，平衡配重30也可以通过使用粘性表面，或者使用其边缘使之紧固。[0079] 请参阅图4，其为图3的实施例的进一步修改方案。其具有多个压块42，优选地，每个压块42具有一个杠杆元件44。由于每个杠杆元件会根据被夹持平衡配重部分的宽度来调节，每个压块42可提供一个恒定的夹持力与平衡配重的机械公差无关。因此，本实施例的会对平衡配重有一个更好的紧固作用。[0080] 请参阅图5，图5为本发明实施例中具有真空夹持器的装载头50。优选地，该装载头50具有一个空的内部空间和/或空气风道连接到至少一个真空管道52，这些真空管道52被连接到一个真空泵。由于装载头50为真空，平衡配重被紧固于其上。可以通过打开真空泵以及关闭真空泵来紧固以及释放平衡配重。另外，如果胶带的保持力比真空吸力更高，还可以采用持续的真空吸力。优选地，在装载头50的表面上具有多孔表面51用于真空，该多孔表面可以为纤维网或多孔烧结材料。优选地，平衡配重块不具有孔，这可避免导致真空的丧失。

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请参阅图6，图6为本发明实施例中另一个具有真空夹持器的装载头50结构示意图。其中,多个吸盘53用于紧固平衡配重30。[0082] 图7为本发明另一装载头60的实施例，其具有至少一块永久磁铁61其中，平衡配重30通过磁力紧固。优选地，该磁力小于粘结带与轮辋间的保持力。优选地，平衡配重30包含磁性材料。该磁性材料可为平衡配重的一部分或包含在其中。该磁性材料也可以是在平衡配重外，也可能是包括在平衡配重的涂层中。[0083] 图8为本发明另一实施例，其具有电磁线圈。装载头可以与一个永久磁 铁相结合。优选地，在装载头60中具有一个电磁线圈62。当电流通过电缆63，在电磁线圈62上产生磁力，并施加到平衡配重上，这时，可以通过接通或切断电流来实现紧固或者放松。[0084] 图9为本发明另一实施例，其具有多个紧固销，优选地，可以包括三个或四个紧固销。最优选地，装载头上可以包括一对固定销71,72和一个或两个可动销73。优选地，该可动销可朝向或远离固定销方向移动，使得固定销和可动销之间的间隔可以根据平衡配重的尺寸调节。平衡配重80被夹持在固定销和可动销之间。较佳地，驱动可动销的驱动器可以是一个电磁线圈，马达或液压或气动驱动器。进一步优选地，至少一个固定销和可动销可以包括一个夹持结构76,77，以便夹持住平衡配重。该夹持结构76,77可包括一个或多个槽口、凹部和孔，该种结构化的表面具有较高的摩擦力。优选地，槽口76可被提供用于夹持平衡配重80的一边，而凹部结构77可以用于握住粘接的平衡配重。在本实施例中，固定销71,72和可动销73可交换使用，即移动的固定销71,72和固定的可动销73也在本发明的保护范围之内。

[0085] 图10示出了一个夹持式平衡配重80通过两个固定销71,72和一个可动销73夹持。

[0086] 图11为图10的俯视图，其示出了一个夹持式平衡配重80通过两个固定销71,72和一个可动销73夹持的俯视图。[0087] 请参阅图12，图12为本发明中一个平衡配重加装系统的较佳实施例。如图所示，在轮辋90内具有中间载体100，中间载体100的外径小于轮辋90的直径。中间载体100可以固持一个或多个平衡配重块20。图中所示的平衡配重块20可以是任何类型的平衡配重，优选地，可以为粘接的平衡配重。该平衡配重块20可通过前述实施例中使用的任何一个装载头被附着到中间载体100上。中间载体100可以是一些轮胎或气球，其可以通过压缩空气或液体进行展开。它也可以通过使用任何压力缸，其可通过弹簧力、压缩空气或液体中的至少一个驱动方式实现展开。也可以采用电动机或电磁线圈等其他驱动手段。[0088] 请参阅图13，图13中展示了加装平衡配重块的下个步骤。如图所示，中间载体100膨胀展开直到与轮辋90的内表面相接触。这样，就可以将平衡配重块20加装到轮辋90上。[00] 请参阅图14，图14中展示了加装平衡配重块的最后步骤。如图所示，中间载体100完全膨胀展开，优选地，如压力箭头102所示，压力均匀的加载到轮辋90的表面上，将平衡配重块20均匀地按压到轮辋90上。在此之后，中间载体100可放气，并从轮辋90上取下。[0090] 请参阅图15，图15为本发明实施例中一个平衡配重的加载工具的结构示意图。如图所示，该加载工具具有一个装载头120，其包括一个平衡配重10的敷贴单元122和止推单元121，平衡配重敷贴单元122具有下文进一步描述的一个用于固持平衡配重10的表面，平衡配重10可以通过任何在本文描述的手段被固持。优选地，通过真空手段固持平衡配重

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10，其包括有真空输出口127或真空的管道在平衡配重敷贴单元122表面用于固持平衡配重10。此外，也有可以增加附加层19在敷贴单元122的表面上，用于均匀地分散真空力和/或保护平衡配重10。也可以采用紧固销、夹子、磁铁或任何其它手段，以固持平衡配重10在敷贴单元122上。驱动单元123可以被提供用于驱动装载头。驱动单元123可以是通过管道124供给的液压或气动驱动器。在一个替代实施例中，驱动单元123可以是电驱动器。在这种情况下，将有至少一根供电电缆124。在进一步的实施方案中，驱动单元123也可以为手动操作。装载头120还可以在没有所示的驱动单元的情况下工作。为了实现这个目的，它可以被连接到例如一个工业机器人上。止推单元121和敷贴单元122彼此安装成可以相对移动，优选地，沿主轴线的驱动单元的驱动方向。优选地，止推单元121具有的两个侧翼可以相对平衡配重敷贴单元122的两个侧翼移动。当加装一个平衡配重10到轮辋上时，平衡配重10被放置在敷贴单元122中，以及通过真空、磁力或任何其他如本文所述方式所固持。然后，将敷贴单元122被移动到轮辋附近，需要加装平衡配重的位置。优选地，敷贴单元122的外径小于轮辋的内径。在这种情况下，最接近敷贴单元中间的中心平衡配重块首先与轮辋接触。然后，止推单元121沿轮辋方向被进一步压入。这样止推单元121的侧翼125与敷贴单元122的侧翼126相接触，并且，被沿着轮辋的方向推进。从而，逐步从中心向外使所有的平衡配重10都被压在轮辋上。在这种状态下，敷贴单元122的侧翼126的半径大约等于轮辋的半径。当平衡配重10的所有部分已被压在轮辋上后，止推单元首先被释放，然后，释放敷贴单元122。为了简化处理的方法，优选地， 在止推单元121和敷贴单元122间具有一弹簧，可以使彼此之间保持相隔一定距离，使得该止推单元的侧翼125不与敷贴单元122相接触，或者，至少没有对敷贴单元122施加比较明显的压力，再或者，仅仅只是推动了敷贴单元122的侧翼126，从而，该敷贴单元122的半径保持小于轮辋的半径。当驱动止推单元121，该弹簧压缩，其允许止推单元121对敷贴单元122施加一定的力。在另一个实施方案中，没有采用弹簧，而是利用了敷贴单元122的侧翼126的弹性。在这种情况下，在完成后，敷贴单元122的弹性侧翼126将止推单元121推回。[0091] 请参阅图16，图16为之前描述的实施例中加载平衡配重的第一步骤。这里，包含有三个平衡配重块的平衡配重10中，位于中间的中心平衡配重块已接触到轮辋90中，而其他平衡配重块还是与轮辋90有一定的距离的。[0092] 请参阅图17，图17为之前描述的实施例中加载平衡配重的接下来的步骤。这里，止推单元121沿箭头方向129继续移动。止推单元121的侧翼持续施加压力在敷贴单元122的侧翼上，其朝向轮辋弯曲并将中心平衡配重块两侧的平衡配重块加载于轮辋90上。[0093] 请参阅图18，图18示出本发明实施例中已加载的平衡配重的结构示意图。在图18中，止推单元121仍然沿箭头129表示的移动方向继续移动，通过止推单元121的侧翼使得敷贴单元122的整个侧翼对平衡配重及轮毂加压，使平衡配重整个被压接在轮辋90上。[0094] 本文所公开的实施例可以相互结合在一起。例如，一个装载头可以采用真空和磁力夹持器。此外，任何装载头可具有紧固销和/或压杆。

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