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不平衡量测量的制造方法
【专利摘要】用于测定车辆轮胎不平衡量的不平衡量测量机包括在驱动装置驱动下旋转的空心轴体，相对于固定的空心轴旋转。空心轴体内部居中设有为车辆轮胎充气的管状送气装置，随轴体旋转，轴体驱动车辆轮胎旋转测定不平衡量。在送气装置远离车辆轮胎的一端设有转动式耦合装置，其上连接并固定有空气软管。在空心轴和测量机机身之间设有力传感器，测量测量机工作时产生于空心轴和机身之间的力。这种测量机中通往转动式耦合装置的空气软管除固定在转动式耦合装置上，距转动式耦合装置一定距离固定在空心轴上。替代是不使用转动式耦合装置，在轴体静止状态下通过空气软管和不旋转送气装置为车辆轮胎充气。空气软管与送气装置分离，被输送空气停留在车辆轮胎内。
【专利说明】不平衡量测量机

【技术领域】
[0001]本发明涉及一种如权利要求1前序部分所述的不平衡量测量机。

【背景技术】
[0002]在汽车工业中，汽车制造商对所用车辆轮胎的质量要求比较严格，车辆轮胎不可避免地具有不平衡量，而只有不平衡量不超过预定较低值的车辆轮胎才是合格的。
[0003]因此，车辆轮胎的制造商必须对生产出来的车辆轮胎有否遵守这一预定较低值进行检验。不平衡量过大的车辆轮胎不能供应给汽车制造商。
[0004]已知的用于测量不平衡量的不平衡量测量机，其是按主轴样式进行构造，包括旋转部分和不旋转部分。主轴的旋转部分由一空心轴体(hohle Welle)构成,该空心轴体可在驱动装置的驱动下进行旋转，不旋转部分则由一空心轴(hohle Achse)构成。空心轴体相对于该空心轴旋转。
[0005]需要测量车辆轮胎的不平衡量时，将其固定在尚未旋转的轴体上，而后再充气。为达此目的，空心轴和空心轴体中央设有管状送气装置，该管状送气装置连接轴体并在测量不平衡量期间随轴体一起旋转。
[0006]在送气装置远离车辆轮胎的一端设有转动式耦合装置，其上连接有用于输送车辆轮胎充气所需空气的空气软管。当轴体和车辆轮胎已经旋转时，可以通过该转动式耦合装置来为车辆轮胎充气。这样能使整个测量过程保持较短用时。在测量不平衡量期间也能维持车辆轮胎的送气，从而得以控制车辆轮胎内部气压并使其保持恒定。因此在许多情况下，转动式耦合装置上除空气软管外还连接有电线，这些电线形成用于调节车辆轮胎内部气压的电路，以便在测量不平衡量期间保持恒定气压。
[0007]在空心轴和不平衡量测量机的机身之间设有被构造成传感器的力传感器，其作用是测量不平衡量测量机工作时出现在空心轴和机身之间的力。这部分力是用来判断不平衡量的依据。
[0008]众所周知，车辆轮胎旋转时产生不平衡量的原因是车辆轮胎的质量分布不均，亦即，车辆轮胎的质量不是旋转对称分布。其结果是，旋转轴与车辆轮胎稳定的惯性主轴不一致，并且旋转轴重心倾斜。
[0009]车辆轮胎旋转时，不平衡量在旋转轴上引发弯矩，致使旋转轴两端形成偏移180°的圆形振动。其中，车辆轮胎的重心静止，旋转轴则因振动而摇晃。其间产生的力是用来判断不平衡量的依据，这部分力作用于力传感器并由力传感器加以测量。
[0010]为了尽可能精确地测量不平衡量，力传感器应当仅检测只由车辆轮胎的不平衡量引发的力。但实践结果表明，一般情况下无法确保实现这一理想情况。其原因在于，受转动式耦合装置本身、连接在转动式耦合装置上的空气软管以及酌情连接在转动式耦合装置上的附加电线影响，除不平衡量引发的力外还有额外的力被导入力传感器，这部分额外的力会影响不平衡量的测量并使其失真。
[0011]由于这部分额外的力，已知的不平衡量测量机会出现以下状况。根据车辆轮胎固定在轴体上时相对于轴体参考点所具有的不同角度，会产生不同的测量值。如果将在不同角度下所获得的这些测量值用直角坐标系分布360°地加以表示，就会发现这些测量值形成了一个圆。但这个圆的圆心并不是坐标系的理想原点。而是，测得的测量值所形成的圆的圆心偏离于坐标系的理想原点。当转动式耦合装置不连接在送气装置上，并且送气装置能够不受任何外力影响地随轴体一同自由旋转时，会形成坐标系的理想原点。不同类型的轮胎具有不同的偏差值或原点偏移值。
[0012]偏离原点的原因在于，测量不平衡量时并非仅只测量车辆轮胎本身的不平衡量，而是测量值会受到来自于不平衡量测量机本身而非车辆轮胎的附加外力的影响。产生这部分外力的原因主要在于，转动式耦合装置自身具有不平衡量并且与空气软管以及酌情设置的电线固定连接，致使送气装置无法不受外力影响地自由旋转。确切而言，转动式耦合装置存在同轴度问题。
[0013]为了应对转动式耦合装置的同轴度问题，或者说为了将附加外力的影响考虑在内，已知的不平衡量测量机为每种车辆轮胎类型测定并记录原点偏差或原点偏移。这实施起来很麻烦，大约需要30分钟。
[0014]此外，上述方案存在必须为每种新的车辆轮胎类型单独测定原点偏移这一缺点。另外当不平衡量测量机上发生某些变化时，需要立即重新测定所有的校正值(原点偏移)。另一不足之处是，耗时的校正值测定大幅限制了不平衡量测量机在不平衡量测量方面的可用性。
[0015]测定并获知某种车辆轮胎类型的原点偏移后，可以使用已知的不平衡量测量机测量不平衡量。再度从其间所得到的测量值中减去被分配给相关车辆轮胎类型的校正值(原点偏移)，经相应校正的测量值大体对应车辆轮胎的实际性能且能描述不平衡量。由此可见，已知的不平衡量测量机用这种处理方式测定不平衡量，操作复杂且成本高昂。


【发明内容】

[0016]本发明的目的是提供一种用于测定车辆轮胎的不平衡量的不平衡量测量机，这种不平衡量测量机不必采取上述繁复的校正措施(测定原点偏移，再校正测量值)且能不受限制地应用于不平衡量的测定。
[0017]就权利要求1前序部分所述的不平衡量测量机而言，权利要求1的特征部分的特征是本发明用以达成上述目的的解决方案。
[0018]根据本发明，通往转动式耦合装置的空气软管以及酌情设置的通往转动式耦合装置的电线除固定在该转动式耦合装置上外，还在距该转动式耦合装置一定距离处固定在空心轴体上。
[0019]本发明基于以下考虑:在被导入力传感器的外力中，仅振动的一次谐波是问题所在，因为测量不平衡量时也仅评价不平衡量所引发的振动的力的一次谐波。就这方面来说，车辆轮胎的不平衡量和来自于转动式耦合装置的传力无法加以区分。
[0020]本发明的核心构思是消除转动式耦合装置所引发的传力的一次谐波分量。通过将空气软管(以及酌情设置的电线)固定或支承在空心轴上，可以实际取得将来自转动式耦合装置的力“短路”的效果。如此一来，转动式耦合装置的同轴度问题所引发的力不再流经力传感器，因而也不会明显体现在测定的不平衡量测量值中，这样就能无误测定不平衡量。
[0021]已知的不平衡量测量机是通过从测得的测量值中减去原点偏移来测定不平衡量，本发明则是消除干扰性外力，使其不包含于测定的测量值中。这样就不必对测定的测量值进行校正。
[0022]本发明的另一优点是上述构思适用于所有不同类型的轮胎。此外，本发明不必测定校正值(原点偏移)，从而使得不平衡量测量机的使用不受限制。通过采取本发明所提出的简易措施，可以实现将空气软管和电线支承在主轴装有力传感器的不旋转部分上。
[0023]根据本发明的有益技术方案，所述空心轴在所述空心轴体内部延伸，所述空心轴体在所述空心轴外部围绕所述空心轴旋转。
[0024]与轴体在空心轴内部旋转的已知不平衡量测量机相比，本发明的不平衡量测量机易于制造且造价低廉。
[0025]根据本发明的另一有益改进方案，所述空心轴在其下端具有一板件，所述力传感器在所述板件的底面安装于所述板件和机身之间，并且所述空气软管和所述酌情设置的电线借助保持元件固定在所述板件的一外侧。
[0026]这项措施有助于实现力传感器的最佳设置且便于将空气软管和酌情设置的电线固定在轴的不旋转部分上。
[0027]根据本发明的另一合理技术方案，所述板件呈矩形，并且在所述板件的角点上设有四个相对于所述空心轴对称分布的力传感器。
[0028]就权利要求6前序部分所述的不平衡量测量机而言，权利要求6的特征部分的特征是本发明用以达成上述目的的解决方案。
[0029]这一解决方案的构思是:放弃使用转动式耦合装置，以此来从一开始就防止产生转动式耦合装置的同轴度问题所引发的外力，进而避免不平衡量测量值受到影响而失真。在测量不平衡量以及使轴体和车辆轮胎旋转之前为车辆轮胎充气。送气装置和轴体可以在接下来的测量过程中不受外力影响地进行旋转，其中确保此前所输送的空气停留在车辆轮胎内。因此，在此情况下所测定的测量值仅与不平衡量所引发的力相关且能精准描述不平衡量。
[0030]根据本发明的有益改进方案，所述送气装置中设有止回阀，借此防止从转动式耦合装置上移除空气软管后空气逸出车辆轮胎。
[0031]这项措施可以确保即使已经从转动式耦合装置上移除空气软管，测量不平衡量期间空气仍停留在车辆轮胎内。
[0032]下面参照附图详细阐述本发明，该图以部分横截面示意图示出本发明的实施例。

【专利附图】

【附图说明】
[0033]图1示出了不平衡量测量机的实例。

【具体实施方式】
[0034]不平衡量测量机10包括空心轴14，其中设有可旋转的空心轴体12，该空心轴体可在一未图示驱动装置的驱动下进行旋转。在空心轴体12的上端，需要被测量不平衡量的轮胎18借助两块轮辋板20和22以已知方式夹紧在轴体12上。
[0035]设有用于为车辆轮胎18充气的中央送气装置16，该送气装置固定连接轴体12并随该轴体一起旋转。送气装置16的下端设有转动式耦合装置24，空气软管26的一端连接在该转动式耦合装置上，另一端连接一未图示的压缩空气发生器。通过转动式耦合装置24也可以在轴体12和送气装置16 —同旋转时维持空气输送并保持车辆轮胎18内的恒定气压。
[0036]空心轴14在其下端通入一矩形板件28，该板件是空心轴14的组成部分。板件28下方设有不平衡量测量机10的机身30,在板件28和机身30平行于该板件延伸的表面之间，在板件28的角点上设有四个力传感器32。这些力传感器32以已知方式测量轴体12和车辆轮胎18旋转时出现于板件28和机身30之间的力。
[0037]轮辋板20、22是使用前经过精确平衡处理的精密部件，因而具有最小允许自有不平衡量，或者在理想情况下根本不具有不平衡量。这一点很重要，因为为了尽可能无误地测量车辆轮胎18的不平衡量，力传感器32应当尽量只测量车辆轮胎18的不平衡量本身所产生的力。而轮辋板20、22的不平衡量所引发的额外的力，会导致测量结果失真。
[0038]根据本发明，通往转动式耦合装置24的空气软管26不仅固定在转动式耦合装置24上，进一步还在距转动式耦合装置24 —定距离处固定在板件28上。为此，空心板件28的一侧设有保持元件34，空气软管可以借助该保持元件支承在板件28上。这项措施可以消除转动式耦合装置24在轴体12和车辆轮胎18旋转时导入力传感器的力的一次谐波分量。如此一来，转动式耦合装置24的同轴度问题所引发的力不会流经力传感器，因而也不会明显体现在测定的不平衡量测量值中，这样就能不受外力影响地无误测定不平衡量。
[0039]根据本发明所提出的另一未图示解决方案，通过下述方式也能不受外力影响地无误测量不平衡量:放弃使用转动式耦合装置24，在轴体12和车辆轮胎18静止不旋转状态下通过送气装置16为车辆轮胎18充气，车辆轮胎18充完气后将空气软管26与送气装置16分离，但被输送给车辆轮胎18的空气停留在车辆轮胎18内。而后驱动轴体12旋转，借此也驱使送气装置16和车辆轮胎18旋转。
[0040]由于未设转动式耦合装置24，如果在轴体12开始旋转之前将空气软管26与送气装置16分离，从而完全停止为车辆轮胎18送气，轴体12就可以不受外力影响地与送气装置16 —起旋转。在此情况下，力传感器32所测量的力仅源自车辆轮胎18的不平衡量。
[0041]为了避免从送气装置16上移除空气软管26后空气逸出车辆轮胎18，在送气装置16内部设置一此处未图不的止回阀。
[0042]附图标记表
[0043](说明书的一部分)
[0044]10不平衡量测量机
[0045]12空心轴体
[0046]14 空心轴
[0047]16送气装置
[0048]18车辆轮胎
[0049]20轮辋板
[0050]22轮辋板
[0051]24转动式耦合装置
[0052]26空气软管
[0053]28板件
[0054]30机身
[0055]32力传感器
[0056]34保持元件。
【权利要求】
1.一种用于测定车辆轮胎(18)的不平衡量的不平衡量测量机(10)，包括一可在驱动装置驱动下进行旋转的空心轴体(12)和一用于为所述车辆轮胎(18)充气的管状送气装置(16)，所述空心轴体构成一主轴的旋转部分且相对于一空心轴(14)旋转，所述空心轴构成所述主轴的不旋转部分，所述送气装置居中布置于所述主轴内部并且连接所述轴体(12)且随所述轴体(12) —起旋转，其中由所述轴体(12)驱动所述车辆轮胎(18)旋转以测定不平衡量，在所述送气装置(16)远离所述车辆轮胎(18)的一端设有转动式耦合装置(24)，其上连接并固定有空气软管(26)以及酌情设置的电线，在所述空心轴(14)和所述不平衡量测量机(10)的机身(30)之间设有力传感器(32)，其用于测量所述不平衡量测量机(10)工作时产生于所述空心轴(14)和所述机身(30)之间的力，其特征在于，所述通往所述转动式耦合装置(24)的空气软管(26)以及所述酌情设置的通往所述转动式耦合装置(24)的电线除固定在所述转动式耦合装置(24)上外，还在距所述转动式耦合装置(24) —定距离处固定在所述空心轴(14)上。
2.根据权利要求1所述的不平衡量测量机，其特征在于，所述空心轴(14)在所述空心轴体(12)内部延伸，所述空心轴体在所述空心轴(14)外部围绕所述空心轴旋转。
3.根据权利要求1和/或2所述的不平衡量测量机，其特征在于，所述空心轴(14)在其下端具有一板件(28)，所述力传感器(32)在所述板件的底面安装于所述空心轴(14)和所述机身(30)之间，并且所述空气软管(26)和所述酌情设置的电线借助保持元件(34)固定在所述板件(28)侧面。
4.根据权利要求3所述的不平衡量测量机，其特征在于，所述板件(28)呈矩形，并且在所述板件(28)的角点上设有四个相对于所述空心轴(14)对称分布的力传感器(32)。
5.一种用于测定车辆轮胎(18)的不平衡量的不平衡量测量机，包括一可在驱动装置驱动下进行旋转的空心轴体(12)和一用于为所述车辆轮胎(18)充气的管状送气装置(16)，所述空心轴体构成一主轴的旋转部分且相对于一空心轴(14)旋转，所述空心轴构成所述主轴的不旋转部分，所述送气装置居中布置于所述主轴内部并且连接所述轴体(12)且随所述轴体(12) —起旋转，其中由所述轴体(12)驱动所述车辆轮胎(18)旋转以测定不平衡量，所述送气装置(16)可连接一空气软管(26)，在所述空心轴(14)和所述不平衡量测量机(10)的机身(30)之间设有力传感器(32)，其用于测量所述不平衡量测量机(10)工作时产生于所述空心轴(14)和所述机身(30)之间的力，其特征在于，在所述轴体(12)和所述车辆轮胎(18)静止不旋转状态下通过所述空气软管(26)和所述不旋转的送气装置(16)为所述车辆轮胎(18)充气，所述车辆轮胎(18)充完气后将所述空气软管(26)与所述送气装置(16)分离，但被输送的空气停留在所述车辆轮胎(18)内。
6.根据权利要求5所述的不平衡量测量机，其特征在于，所述送气装置(16)中设有止回阀，借此防止从所述送气装置(16)上移除所述空气软管(26)后空气逸出所述车辆轮胎(18)。
【文档编号】G01M1/16GK104374522SQ201410354500
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年7月23日 优先权日:2013年8月15日
【发明者】迈克尔·麦能, 马克斯·赛希特 申请人:赛希特有限公司