專利名稱：確定輪輞幾何尺寸及安裝或拆卸輪胎的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于確定輪輞幾何尺寸及安裝或拆卸l侖胎的 方法和設(shè)備，特別是在安裝和/或拆卸汽車輪胎時確定輪輞幾何尺寸 的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
US3877505公開了 一種具有車輪接收裝置的設(shè)備，汽車車輪的輪 輞可以固定在該車輪接收裝置上。所述車輪接收裝置在安裝或拆卸 操作過程中可以通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置例如電機來旋轉(zhuǎn)。輪胎可以使用 安裝或拆卸工具來裝入輪輞或者從輪輞上拆卸下來。在拆卸工具上 設(shè)有凸起形狀的檢測裝置，該檢測裝置可以檢測輪輞的徑向外表面 (輪輞架)并且由不會損傷輪輞材質(zhì)的材料例如塑性材料組成。這 樣就確保了拆卸工具可以在拆卸操作過程中和輪輞表面保持一定的 間距。從而可以避免輪輞表面被拆卸工具的硬質(zhì)材料損傷。但是在 此情況下，檢測輪輞外形并保持間距的凸起可能被磨損或者以其他 形式損傷。
DE 25 29 343 B2也公開了 一種沿控制表面運動的安裝或拆卸工 具，該控制表面可以確保在安裝或拆卸操作中在輪輞架內(nèi)沿輪輞外 形在曲線路徑上引導(dǎo)該工具。這里同樣可能由于控制表面的磨損而 無法實現(xiàn)沿期望的曲線路徑進行引導(dǎo)。所述控制表面因此必須經(jīng)常 進行更換。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能夠解決如本說明書開篇部分所述問 題的設(shè)備，該設(shè)備能夠可靠地確定輪輞的幾何尺寸，特別是在安裝
上述目的是通過本發(fā)明第一方面的特征來實現(xiàn)的。本發(fā)明的其 他方面說明了本發(fā)明的有利改進方式。
本發(fā)明提出使用非接觸式的方式，特別是通過光學(xué)方式來檢測 輪輞外形。檢測裝置的檢測信號被轉(zhuǎn)換為電檢測信號。優(yōu)選地，在 檢測裝置內(nèi)集成有適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)換裝置。檢測裝置可以是多個。優(yōu)選地， 檢測在凹陷式輪輞架的兩側(cè)進行，其中，分別從各輪輞凸緣向輪輞 架的中心進行檢測。在此情況下，在安裝或拆卸操作過程中，輪輞 外形即可至少在安裝或拆卸工具移動的區(qū)域之內(nèi)得以確定。公知地， 特別在拆卸操作過程中，可能要使用兩個拆卸工具接合在汽車輪胎 的兩個胎邊區(qū)域。通過檢測信號來控制各個安裝或拆卸工具的動作 以使其不與輪輞架表面和輪輞凸緣相接觸。從而可以控制各個安裝 或拆卸工具總與輪輞表面保持一定的安全距離。
為進行非接觸式檢測，各個光學(xué)檢測裝置可設(shè)有光源，所述光 源用于沿一個或多個指定方向向輪輞表面發(fā)射光束。所述光束在與 輪輞表面的接觸點處發(fā)生反射，反射光束由感光探測器檢測。輪輞 上各個檢測點之間的間距以及位置可以例如根據(jù)發(fā)射光束和反射光 束的方向由三角4全測法來確定。


下面通過參照附圖的示例以實施方式對本發(fā)明的內(nèi)容進行更詳
細的描述，其中
圖1示出本發(fā)明的一種實施方式；
圖2是半個汽車車輪的輪輞的示意圖，在兩個輪輞凸緣附近還 圖示意性地示出了安裝或拆卸工具；
圖3是光學(xué)檢測裝置的一種實施方式。
具體實施例方式
圖示的實施方式包括車輪接收裝置2,汽車車輪1的輪輞3可以
固定在該裝置2上。在所述車輪接收裝置上可設(shè)置如圖所示的接收 桿、可安裝輪輞的輪盤、或者支承輪輞的夾臂、或者其它支承裝置。
所述輪輞3與車輪接收裝置2通過固定裝置，特別是夾緊裝置不可 旋轉(zhuǎn)地連接在一起。
圖示的實施方式還包括圖中示意性示出的安裝或拆卸工具5,當(dāng) 汽車車輪l水平放置時，所述安裝或拆卸工具從上下兩側(cè)與胎邊附 近接觸，當(dāng)汽車輪胎4處于安裝位置時，所述胎邊位于輪輞3的兩 側(cè)輪輞凸緣12之后。
車輪接收裝置2通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置10旋轉(zhuǎn)，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置 IO可以采用電機。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動圍繞4侖軸11進行。
在所述輪輞3的兩側(cè)，或者如圖中所示本實施方式中輪輞的上 側(cè)和下側(cè)，分別設(shè)置有檢測裝置6和7,從而能對位于輪輞3的徑向 外表面(輪輞架14)處的輪輞凸緣12進行非接觸式檢測，特別是進 行光學(xué)檢測。輪輞架的外形如圖2所示。
在輪輞3的側(cè)部設(shè)置的非接觸式特別是光學(xué)檢測式檢測裝置6 和7的實質(zhì)用途在于檢測輪輞凸緣12區(qū)域內(nèi)的輪輞外形。在拆卸輪 胎的操作中，當(dāng)汽車車輪繞輪軸ll旋轉(zhuǎn)至少360°時，參照相對于機 器固定的基準(zhǔn)，例如參照車輪接收裝置2繞其旋轉(zhuǎn)并與所述輪軸11 重合的旋轉(zhuǎn)軸線，輪輞凸緣12的形狀和空間位置都是在水平面內(nèi)確 定的。另外可以確定兩個輪輞凸緣12的外徑，特別是可以確定兩個 輪輞凸緣12的外周參照相對于機器固定的基準(zhǔn)的位置。在此情況下， 還可以確定與旋轉(zhuǎn)角度相關(guān)的輪輞凸緣12的高度和橫向跳動。可以 在驅(qū)動裝置IO或者車輪接收裝置2上設(shè)置旋轉(zhuǎn)角度發(fā)射器13,用于 確定各個旋轉(zhuǎn)角度。對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)角度信號被送入計算裝置18，來自 檢測裝置6和7的電檢測信號也被送入所述計算裝置18中。計算裝 置18在計算機的輔助下對檢測信號和旋轉(zhuǎn)角度信號進行計算，如上 所述，優(yōu)選地確定輪輞凸緣12的外周以及形狀(如有可能)參照相 對于機器固定的基準(zhǔn)的空間位置，特別是參照車輪接收裝置2的旋 轉(zhuǎn)軸線(其與輪軸11重合)的空間位置。另外，基準(zhǔn)位置是參照相
對于機器固定的至少一個水平面實現(xiàn)的，從而4侖輞凸緣12相對于機 架并由此相對于在機架上被引導(dǎo)的安裝或拆卸工具5的空間位置得 以確定。
在拆卸操作開始時，胎邊從輪輞凸緣12處松開并壓入輪輞架內(nèi) 部。為了確保拆卸工具5在胎邊的堅硬區(qū)域與輪胎接合，對拆卸工 具5動作的控制要根據(jù)輪輞凸緣邊緣的位置和各個輪輞架的輪廓進 行。為此，控制裝置9與計算裝置18以及與例如為數(shù)據(jù)庫形式的存 儲器19相連接，在所述存儲器19內(nèi)，針對不同類型的車輪存儲了 輪輞架14的外形也就是在各輪輞凸緣12之間的外形數(shù)據(jù)。由于兩 個輪輞凸緣12或者兩個輪輞凸緣12中的至少一個相對于機架的空 間定位已經(jīng)利用光學(xué)檢測和對檢測信號的計算加以確定，從而可獲 知兩個輪輞凸緣12之間的輪輞架14的空間位置以及兩個輪輞凸緣 12之間的輪輞架外形的位置。因此，拆卸工具5隨后的定位就可以 沿距離輪輞架14表面一定距離的給定曲線路徑執(zhí)行?？刂蒲b置9包 括有設(shè)計用于該目的，即用于移動安裝或拆卸工具的驅(qū)動級。
有利的是，檢測裝置6、 7和8沿著汽車車輪1的旋轉(zhuǎn)方向設(shè)置 在安裝或拆卸工具5的前方。這樣就不必先在整個車輪邊緣(360° ) 的上方對輪輞3進行檢測，而是在車輪旋轉(zhuǎn)運動過程中，當(dāng)被檢測 的輪輞區(qū)域進入接近安裝或拆卸工具5的區(qū)域時，緊跟在檢測各個 輪輞區(qū)域之后，能夠?qū)崿F(xiàn)安裝或拆卸工具5的受控運動。
第三檢測裝置8可以用來檢測車輪輪輞3,特別是用于檢測輪輞 架14。檢測裝置8的檢測方向主要是在水平方向上，其中，可以確 定兩個輪輞凸緣12之間的輪輞架14的整個寬度和輪輞凸緣12的外 周邊緣，因此也就確定了輪輞架14的外形。當(dāng)使用旋轉(zhuǎn)角度發(fā)射器 13檢測各個旋轉(zhuǎn)角度并將對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)角度電信號送入控制裝置9 時，同時可以通過旋轉(zhuǎn)角度關(guān)系來確定所述外形。檢測裝置8優(yōu)選 為光學(xué)檢測裝置并能將電檢測信號傳送到控制裝置9。在輪胎安裝操 作前，輪輞架的外形可以采用這種與旋轉(zhuǎn)角度關(guān)系相關(guān)的關(guān)系來檢 測。另外，輪輞凸緣12的外周邊緣以及輪輞凸緣12的與輪輞架相
鄰的區(qū)域也同樣可以4企測。由于檢測裝置8的位置的設(shè)置與4全測裝
置6和7在機架上的位置設(shè)置方式相同，因此，即可確定輪輞架和 輪輞凸緣12的空間位置，特別是通過相關(guān)的光學(xué)距離檢測手段，例 如使用三角檢測法來加以確定。在安裝汽車輪胎4到輪輞3上時， 即可控制安裝工具5,特別是在輪輞凸緣12的區(qū)域和輪輞架的區(qū)域， 以不接觸輪輞表面的方式運動。
在安裝輪胎4到輪輞3上時，輪胎外形同樣可以利用檢測裝置8 來光學(xué)檢測。
各個檢測點的空間位置可以通過空間檢測方法特別是使用三角 #全測法加以確定。US 6535281和EP 1515129 Al/^開了適用于上述 目的的用于檢測汽車車輪幾何數(shù)據(jù)的檢測裝置。通過圖3所示的裝 置，可以確定輪輞3的高度和橫向跳動尺寸。如圖3所示，每個枱r 測裝置6、 7和8都具有光源15，特別是激光束光源，所述激光束光 源與光敏傳感器16(例如CCD傳感器)圍繞各自的公共軸17—起安 裝在公共托架20上。所述軸17相對于機器固定地設(shè)置，并且可以 形成輪輞3上各檢測點的與機器相關(guān)的位置基準(zhǔn)。各光源發(fā)出的光 束射到輪輞3的表面并該處反射。反射光束通過光學(xué)接收系統(tǒng)傳送 到傳感器16。傳感器16處的接觸點的位置與光源15發(fā)出的光束及 其反射光束的方向以及檢測光束與輪輞表面接觸的各接觸點之間的 間距成比例關(guān)系。在對光源15和傳感器16圍繞軸17的各樞轉(zhuǎn)角度 進行檢測并將對應(yīng)的角度信號傳送到計算機輔助計算裝置18后，接 觸點的間距及其在機架上的空間位置可以通過已知的三角4全測法來 確定。傳感器16的各個檢測信號也如前所述被傳送到計算裝置。在 計算裝置18內(nèi)利用電子計算機對這些信號進行計算。輪輞3的各旋 轉(zhuǎn)角度位置通過連接到計算裝置18的旋轉(zhuǎn)角度發(fā)射器13加以確定。
附圖標(biāo)記清單
1汽車車輪
2車輪接收裝置
3輪輞
4汽車輪胎
5安裝或拆卸工具
6檢測裝置
7檢測裝置
8檢測裝置
9控制裝置
10旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置
11輪軸
12輪輞凸緣
13旋轉(zhuǎn)角度發(fā)射器
14輪輞架
15光源(激光束光源)
16探測器
17樞軸
18計算裝置
19存儲器(數(shù)據(jù)庫)
20托架
權(quán)利要求
1、一種通過非接觸式檢測方式確定汽車車輪輪輞的幾何尺寸的方法，其特征在于，將光束發(fā)射至輪輞或者發(fā)射至輪輞的至少一部分，并且檢測在接觸點發(fā)生反射的光束，通過計算發(fā)射光束和反射光束的方向來確定輪輞上各個接觸點的位置。
2、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，至少一束光束指向 繞固定軸旋轉(zhuǎn)的輪輞上。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，至少一束光束 從一個或者多個指定位置發(fā)射到所述輪輞上。
4、 如權(quán)利要求1至3中任意一項所述的方法，其特征在于，利 用所述至少一束光束來檢測輪輞上繞輪輞軸的至少一個環(huán)形表面。
5、 如權(quán)利要求1至4中任意一項所述的方法，其特征在于，利 用光束來檢測兩個4侖輞凸緣中的至少 一個。
6、 如權(quán)利要求1至5中任意一項所述的方法，其特征在于，利 用光束來檢測所述輪輞的外周表面。
7、 如權(quán)利要求1至6中任意一項所述的方法，其特征在于，通 過光束相對于固定基準(zhǔn)來檢測的輪輞各部分的間距能被確定。
8、 如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述確定間距的操 作根據(jù)三角檢測法來進行。
9、 一種使用如權(quán)利要求1至8中任意一項所述方法來安裝或拆 卸汽車輪胎的方法，可以非接觸式地檢測輪輞外形，在安裝或拆卸 操作中沿所述輪輞外形引導(dǎo)至少一個安裝或拆卸工具，根據(jù)檢測出 的輪輞外形引導(dǎo)所述安裝或拆卸工具的運動，以不與輪輞表面發(fā)生 接觸。
10、 如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述至少一個安裝 或拆卸工具的運動根據(jù)兩個輪輞凸緣中至少一個的檢測的位置和存儲或檢測的輪輞架外形來控制。
11、 如權(quán)利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述至少一個安裝或拆卸工具的運動根據(jù)兩個輪輞凸緣(12)中至少一個的檢 測的外周邊緣位置來控制。
12、 一種用于確定汽車車輪的輪輞幾何尺寸的設(shè)備，包括用于 檢測輪輞表面的檢測裝置(6， 7, 8)和用于計算由檢測裝置(6， 7， 8)提供的電檢測信號的計算機輔助計算裝置(18)，其特征在于， 所述檢測裝置(6， 7, 8 )具有探測器(16 )和至少一個光源(15 ), 所述光源(15)從至少一個給定位置沿著至少一個給定方向發(fā)射光 束到輪輞表面，所述探測器(16)檢測由輪輞表面反射的光束的方 向，所述計算裝置(18)適于根據(jù)發(fā)射光束和反射光束的方向來確 定輪輞表面上光束檢測點的位置。
13、 如權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其特征在于，設(shè)有用于^r測兩 個輪輞凸緣(12)的兩個具有光源(15)和探測器(16)的檢測裝 置(6, 7)。
14、 如權(quán)利要求12或13所述的設(shè)備，其特征在于，此外還設(shè)有 另一光源(15)和輔助探測器(16)作為檢測裝置(8)用于檢測輪 輞外表面(14)。
15、 如權(quán)利要求12至14中任意一項所述的設(shè)備，其特征在于，所述光源(15 )和傳感器(16 )可繞公共軸(17 )同步樞轉(zhuǎn)，并且 與各樞轉(zhuǎn)角成比例的電信號傳送到所述計算裝置(18)。
16、 如權(quán)利要求12至15中任意一項所述的設(shè)備，其特征在于， 計算裝置(18)適于借助三角檢測法通過所述光源(15)的發(fā)射光點的位置。
17、 如權(quán)利要求12至16中任意一項所述的設(shè)備，其特征在于， 所述輪輞(3 )安裝在可繞輪軸(11 )旋轉(zhuǎn)的車輪接收裝置(2 )上。
18、 如權(quán)利要求12至17中任意一項所述的設(shè)備，其特征在于， 旋轉(zhuǎn)角度發(fā)射器(13)檢測所述輪輞(3)的各個旋轉(zhuǎn)角度位置，并 向所述計算裝置(18)提供對應(yīng)的電信號。
19、 一種特別是如權(quán)利要求12至18中任意一項所述的用于安裝 或拆卸汽車輪胎(4)的設(shè)備，包括旋轉(zhuǎn)支承式車輪接收裝置(2)、 至少一個安裝或拆卸工具(5)、用于所述車輪接收裝置的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動 裝置(10)以及檢測裝置(6, 7, 8),輪輞(3)固定在所述車輪 接收裝置(2)上，所述檢測裝置(6， 7, 8)用于檢測輪輞徑向外 側(cè)的外形(12， 14),在安裝或拆卸過程中所述至少一個安裝或拆 卸工具被沿著所述外形(12, 14)引導(dǎo)，其特征在于，所述檢測裝 置(6， 7, 8)是非接觸式檢測輪輞外形的檢測裝置，并且所述檢測 裝置的檢測信號被轉(zhuǎn)化為電檢測信號，控制裝置(9)與用于計算檢 測信號的計算裝置(18 )相連，所述控制裝置(9 )根據(jù)檢測信號控 制所述至少一個安裝或拆卸工具(5)在安裝或拆卸過程中不與輪輞 表面相纟妻觸。
20、 如權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其特征在于，所述檢測裝置(6, 7, 8 )是如權(quán)利要求12至17中任意一項所述的光學(xué)檢測裝置。
21、 如權(quán)利要求19至20中任意一項所述的設(shè)備，其特征在于， 所述檢測裝置(6, 7, 8)沿著車輪接收裝置(2)的旋轉(zhuǎn)方向設(shè)置 在所述至少一個安裝或拆卸工具(5)的前方。
22、 如權(quán)利要求19至21中任意一項所述的設(shè)備，其特征在于， 輪輞上各檢測點的空間位置是參照機架特別是參照各安裝或拆卸工 具(5 )來確定的。
23、 如權(quán)利要求19至22中任意一項所述的設(shè)備，其特征在于， 確定了輪輞凸緣(12)特別是輪輞凸緣(12)外周邊緣的各空間位 置。
24、 如權(quán)利要求19至23中任意一項所述的設(shè)備，其特征在于， 所述計算裝置(18)適于確定輪輞凸緣(12)之間的輪輞架(14) 的空間位置。
25、 如權(quán)利要求19至24中任意一項所述的設(shè)備，其特征在于， 針對不同的車輪類型，在所述控制裝置(9)的存儲器(19)內(nèi)或在 與所述控制裝置(9)相連的存儲器內(nèi)存儲輪輞架(14)的外形。
26、 如權(quán)利要求19至25中任意一項所述的設(shè)備，其特征在于，在存儲器(19)內(nèi)另外還存儲有輪輞凸緣(12)的外形
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于確定輪輞幾何尺寸的方法和設(shè)備以及安裝或拆卸汽車輪胎(4)的設(shè)備和方法，該安裝設(shè)備包括旋轉(zhuǎn)支承式車輪接收裝置(2)、至少一個安裝或拆卸工具(5)、用于車輪接收裝置的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置(10)以及檢測裝置(6，7，8)，輪輞(3)固定在車輪接收裝置上，檢測裝置用于檢測輪輞徑向外側(cè)的外形(12，14)，至少一個安裝或拆卸工具在安裝或拆卸過程中被沿該外形引導(dǎo)，檢測裝置(6，7，8)是非接觸式檢測輪輞外形的檢測裝置，檢測裝置的檢測信號被轉(zhuǎn)化為電檢測信號，控制裝置(9)與檢測裝置相連并對電檢測信號進行計算，控制裝置根據(jù)檢測信號控制至少一個安裝或拆卸工具在安裝或拆卸過程中不與輪輞表面接觸。
文檔編號G01M99/00GK101191722SQ20071019461
公開日2008年6月4日 申請日期2007年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月28日
發(fā)明者P·索特朱 申請人:施耐寶儀器股份有限公司