將車輪輪圈夾緊在平衡機軸的具有外螺紋的一端上的快速夾緊螺母的製作方法
2023-12-05 06:18:21 2
專利名稱：將車輪輪圈夾緊在平衡機軸的具有外螺紋的一端上的快速夾緊螺母的製作方法
技術領域：
本發明有關一種如權利要求1的前序部分所述的快速夾緊螺母，用於將車輪輪圈夾緊在平衡機軸的具有外螺紋的一端上。
由DE 3605821 A1已知有一種有關的快速螺母，它尤其被用來將一車輪固定到一平衡機的夾緊軸上。該快速螺母具有一殼體，在該殼體上徑向相對地配置有徑向對準的手把。在殼體中徑向運動地配置有兩螺紋段，它們經一彈簧被徑向向內加有預應力直至被拉至一螺紋的嚙合位置。螺紋段用手經操縱裝置使之與彈簧力相反地徑向向外運動直至一脫開位置。
這種已知的快速夾緊螺母是採用如下方式來被加以使用的首先將要平衡的車輪的中心孔套到平衡機軸上。然後把快速夾緊螺母的脫開的螺紋段軸向套到平衡機軸上，之後用於脫開螺紋段的操縱裝置被卸載，這樣螺紋段便被彈簧帶入結合位置，在該位置上螺紋段的內螺紋與平衡機軸端部的外螺紋相嚙合。之後用固定在殼體上的手把將快速夾緊螺母旋轉直至車輪輪圈被夾緊為止。這種經一相對較長夾緊距離的旋緊過程都必須旋加較大的力，因此整個旋緊過程很費力。由於這些力的影響，因此為將輪圈對中在軸上則軸向移動地配置一定心錐，在定心錐的背側配置一硬彈簧，該硬彈簧在夾緊時將錐體壓入輪圈中心孔中。在輪圈到達其夾緊狀態之前，則首先到達該徑向定心狀態，在定心狀態中輪圈與一配置在平衡機軸上的、通常為罐形形狀的止擋法蘭相抵，輪圈然後經夾緊螺母夾緊在法蘭上。為使定心錐在不同的輪圈中心孔直徑情況下同樣也能可靠地到達定心狀態，徑向定心位置以及反抗彈簧作用在定心錐背側上的彈簧力而旋緊的開始位置則經常遠遠位於最終夾緊點之前。快速夾緊螺母反抗彈簧力的旋緊距離則因此較長，這便是快速夾緊螺母旋緊過程費力費時的原因。
由DE4200380 C2已知有一種用於將一汽車輪子夾緊和鬆開在一由一馬達驅動的輪子平衡機的主軸上的裝置，在該裝置中是用一在主軸的軸向上被運動導向的拉杆來實施夾緊的，該拉杆在其一端經一夾緊裝置與輪子接觸且在該拉杆的另一端產生一拉力用於夾緊。這一已知的裝置極其費錢且操作麻煩。從DE2935216 C2和DE3327635 C2中已知有用於將車輪固定在一平衡機夾緊軸上的夾緊螺母，用它們來夾緊時將徑向可脫開的螺紋段與平衡機軸上的一螺紋相嚙合。因此它們具有與根據上文所述的DE3605821 A1的快速夾緊螺母相同的缺點。由DE2813387 C2已知有一種用於汽車車輪的平衡機，用該平衡機對汽車車輪的夾緊是通過一由空心平衡軸所引導的拉杆來進行的。這一方案費錢且操作麻煩。
本發明的任務是提供一種上文所述的快速夾緊螺母，該螺母可方便並加快夾緊過程。
本發明的任務是通過如權利要求1的特徵所述的教導來解決的。
本發明的基本思想是快速夾緊螺母具有一旋轉驅動裝置，該裝置承擔在長旋緊距離之上的旋緊過程且快速並不給操作人員加重負擔地實施這一過程。該旋轉驅動裝置在其中並不轉動整個殼體，而只是轉動相對於殼體的能繞快速夾緊螺母旋緊軸旋轉的一螺紋部件，在該螺紋部件中有內螺紋。對操作人員來說僅需簡單地用配置在殼體上的手把來將快速夾緊螺母的殼體保持住且這樣來吸收反作用力矩。用該手把還能使操作人員處於這樣的狀態在旋緊過程結束時可用手來提高旋緊力矩，並且是通過在旋緊方向上手把的一短促運動來實現的。操作人員以同樣的方式可實施對快速夾緊螺母的鬆開，在此之後旋轉驅動裝置重又能承擔較長的旋鬆距離過程。
根據本發明的一實施形式，旋轉驅動裝置被配置在一手把上。基本上可做到使旋轉驅動裝置在其工作時短時間地被提供有一外部電源。然而本發明的一有目的的實施形式則提供有在殼體和/或一手把上配置一用於旋轉驅動裝置的蓄能器。由於旋緊過程所需的能量較小，因此蓄能器也可做得較小，這樣蓄能器便可配置在一手把中，為增大可蓄積的能量，根據本發明的一實施形式在殼體上交叉形配置有四個手把，其中有一個手把上配置有旋轉驅動裝置而在其餘手把上配置有蓄能器。
在將旋轉驅動裝置配置在一手把上時，其驅動軸有目的地經一曲拐傳動與螺紋部分成有效連接，其中該曲拐傳動有目的地為一齒輪傳動。若在其中將手把相對於快速夾緊螺母配置成偏離夾緊方向傾斜一角度，則該齒輪傳動有目的地做成一錐齒輪傳動。
若旋轉驅動裝置的旋轉速度足夠大，則也可將旋轉驅動裝置用於克服旋緊距離，在該距離中尚未出現顯著的夾緊力。儘管如此，根據本發明基本思想的一實施形式提供有螺紋部件提供有兩螺紋段，它們經一連接彈簧徑向向內地被預加載成嚙合狀態，其中提供有操縱裝置，經該裝置使螺紋段反抗連接彈簧的力可朝脫開位置方向運動。根據本發明的快速夾緊螺母於是便如本文上述的已知快速夾緊螺母那樣能在螺紋段的脫開狀態被軸向移到平衡機軸上並經該軸被移動至出現顯著的夾緊力為止。操縱裝置然後被卸載，這樣連接彈簧將螺紋段帶入結合位置且由此使快速夾緊螺母保持其作為螺母的作用。之後則可通過旋轉驅動裝置以所述的方式來實施真正的旋緊過程。
在最後所述的實施形式中，螺紋段合乎目的地經一脫開彈簧被徑向向外地預加載，其中脫開彈簧的力比連接彈簧的力要小，其程度使得螺紋段不啟動操縱裝置地始終被保持在嚙合狀態。為此有目的地把操縱裝置經一凸輪傳動與螺紋段成有效連接。通過上述彈簧的設計形式可確保使凸輪傳動始終保持在嚙合狀態。
凸輪傳動合乎目的地具有一抗扭的與螺紋部分相連接的操縱環，該操縱環具有一錐形內表面，用於靠在螺紋段的互補性錐形凸肩上。操縱裝置為此具有一脫開叉，該脫開叉被形成為雙臂槓桿，脫開叉的叉子的兩端具有徑向向內突出、嵌接在操縱環的一外環槽中的銷子且其另外的臂則形成一操縱臂，該操縱臂與操縱方向相反地被連接彈簧所預加載。在這一實施形式中，凸輪傳動帶動可旋轉螺紋部件轉動，兩者因此相互間無相對轉動，這樣凸輪傳動不被這樣的運動所加載。對操縱力的傳遞是單獨由位於脫開叉的叉子的兩端上的銷子來實現的，銷子嵌接在操縱環的向內突出的槽中。
在快速夾緊螺母上合乎目的地配置有一用於接通或轉換旋轉驅動裝置的旋轉方向的開關。這些開關可有目的地做成兩個壓力開關，其中的一個開關將旋轉驅動裝置接入一個旋轉方向，而另一個開關則將旋轉驅動裝置接到另一個旋轉方向，該或這些開關有目的地位於一手把附近，這樣當用手將手把保持住時，這些開關便比如可方便地用手指來操縱。
旋轉驅動裝置合乎目的地具有一電動機，其中蓄能器為一電池或一蓄電池。蓄電池可採取熟知的方式在快速夾緊螺母非使用時間裡進行充電，此時快速夾緊螺母被置於這樣一種狀態其中在其所提供的電接頭上與一充電裝置的接頭相連接。當然也可以我們所熟知的方式來用一種對充電電壓的感應式傳遞，為此在快速夾緊螺母上必須裝有一整流器。
另一種合乎目的的實施形式組成為旋轉驅動裝置由一氣壓發動機組成。這樣做的優點是在快速夾緊螺母連同平衡機被使用的輪胎車間中經常配備有壓縮空氣源，該壓縮空氣源可被用於向旋轉驅動裝置供氣。同樣在這種情況下也可在快速夾緊螺母中提供一蓄能器，且該蓄能器採取一種配置在一個或多個手把中的壓力室的形式。
旋轉驅動裝置被合乎目的地製成有自停式的。這樣的優點是快速夾緊螺母通常被用作為手動操縱的螺母，當希望是這種操縱方式或者是當不能提供使用用於旋轉驅動裝置的一能源或該能源被耗盡時。
以下根據附圖並採用實施例來進一步詳細說明本發明，附圖中
圖1示出根據本發明的一快速夾緊螺母處於連接狀態時的剖視圖，圖2示出從上面朝圖1示圖得到的一視圖，圖3示出對應於圖1的處於脫開狀態的快速夾緊螺母，圖4示出類似於圖1的、徑向切開的本發明的一第二實施例，圖5為從上面看圖4所得的一示圖，圖6示出處於徑向切開時一具有壓縮空氣驅動的實施例，以及圖7為從上面看圖6所得的一示圖。
圖1示出一快速夾緊螺母，它具有一殼體2，在殼體2上徑向配置有手把4和6。在手把4中有一蓄電池8，用它來驅動配置在手把6中的一電動機10。
在殼體2中有一螺紋部件12，它經球軸承14和16被旋轉支承在殼體2中。螺紋部件12具有兩徑向運動的螺紋段18和20，在其上各自的內部具有一內螺紋22和24。螺紋段18和20經一脫開彈簧26被徑向向外地預加載。由於這一裝置的原因，使得螺紋段靠在一操縱環30的一柱形凸肩28的內表面上，在操縱環30中則有一外環槽32，在該槽32中則嵌接有銷子34，銷子34則位於一脫開叉38的叉子36的兩端，脫開叉38則被做成雙臂槓桿形且能繞一銷子40旋轉且其另一臂形成一操縱臂42，該操縱臂42被一連接彈簧44所預加載。靠近脫開叉38處徑向相對地在手把6的範圍內提供有另一脫開叉46，它被做成與脫開叉38相同的形式。其它相應的參考數字因此在脫開叉46中被省略了。
操縱環30的柱形凸肩28具有一作用為搖拐裝置的錐形內表面48，凸肩28與位於螺紋段18和20上的一錐形凸肩50相互作用。
螺紋部件12具有一圓錐齒環52，它與一圓錐齒輪54相嚙合，齒輪54則經一軸56和一行星齒輪傳動機構58被一電動機10所驅動。
在圖1所示的連接狀態下，連接彈簧44將操縱臂42朝圖中左方壓去且因此將連接在叉子36上的銷子34壓向圖中右方。銷子34嵌入在環槽32中，它因此將操縱環30壓向圖中左方，這樣錐形內表面48經螺紋段18和20的錐形凸肩50滑出去並徑向向內壓入連接狀態。在圖示的最終狀態下，柱形凸肩28的柱形內表面完全位於螺紋段18和20的外側，這樣螺紋段18和20形鎖合地被保持在連接狀態。
圖2示出根據圖1的從左側看到的快速夾緊螺母，其中在銷子34範圍內的殼體的部分被切開，為能清楚地看到該銷子嵌入環槽32中的情形。
圖3示出根據圖1的位於脫開狀態的快速夾緊螺母。在該狀態中，操作人員在其圖中未示出的手指將操縱臂42相對著連接彈簧44的力壓向右方並由此用嵌入環槽32中的銷子34將操縱環30向左運動。由此，操縱環30的錐形內表面48則為螺紋段18和20向外空出距離，這樣螺紋段18和20由於彈簧26的力作用向外運動。由此螺紋段18和20的內螺紋22和24進入脫開狀態，這樣整個快速夾緊螺母則可被套上平衡機軸端部的一外螺紋。
僅通過圖示的壓力開關60和62便可將電動機10接通至不同的轉動方向上。
通過使用圖1～3所示的快速夾緊螺母則首先可將一待平衡的車輪的中央定心孔套到一平衡機軸的端部之上，且將其移動到直至該定心孔撞上一定心錐為止，該定心錐在其背側具有一壓力彈簧。之後，快速夾緊螺母經啟動操縱臂42被帶入一脫開狀態並被在平衡機的軸的端部上移動直至該螺母靠到輪圈上為止。之後操縱臂42被卸載，這樣內螺紋22和24與平衡機軸端部的做成互補形狀的外螺紋相嚙合。再之後，則通過啟動壓力開關60使電動機10接通在一旋轉方向上，在該方向上電動機10經齒輪54和齒圈52使螺紋部件12朝旋緊和夾緊的方向旋轉。在這一時間內快速夾緊螺母用手把4和6被抗旋轉地保持著。在最終夾緊狀態下，壓力開關60卸載且由此通往電動機10的電路被切斷。如果需要，操作人員現在仍可用手通過手把4和6將快速夾緊螺母繼續夾緊並由此更加增大了夾緊力。
若被夾緊的車輪已被平衡完畢，則經壓力開關62將電動機10接通至相反的旋轉方向且由此將快速夾緊螺母不斷鬆開，直至位於定心錐之後的壓力彈簧所施加的從後部作用在輪圈上的力繼續消失為止。之後，螺紋段18和20經啟動操縱臂42被脫開嚙合，這樣快速夾緊螺母可整體地從平衡機軸上拉出並由此將車輪取下。
圖4示出類似圖1的徑向剖開的本發明的另一實施例，其中用於連接和脫開螺紋段的裝置被省去。圖中相同或相應的部件則用相同的參考數字表示。在這一實施形式中，在一螺紋部件66上直接具有一內螺紋64。這一實施形式主要是用在當平衡機的軸的突出於輪圈的端部不很長的時候。此外，在這種情況下電動機有目的地作成串勵電動機的電路，該串勵電動機在較小負載時具有高的轉速而在高負載時卻具有在高轉矩時的低轉速。
圖5示出根據圖4的快速夾緊螺母從左方所看到的視圖。在手把4和6的附近各配置有壓力開關68和70，其中一個用作為一個轉動方向的接觸開關，而另一個則用作為另一轉動方向的接通開關。
圖6示出類似於圖4的採取相同剖視圖形式的另一實施例。圖中相同或相應的部件均採用相同的參考數字。其中的差別在於發動機為一氣動發動機72，它由壓力室74中的壓縮空氣來供氣，壓力室74則經一閥門76來充氣。
圖7為從圖6的左側所看到的視圖。圖中可看到，靠近壓力室74的旁邊在另外的交叉形配置的手把82和84中提供有另外四個壓力室78和80，用於增加被儲蓄的壓縮空氣量。
權利要求
1.快速夾緊螺母，用於將一車輪輪圈夾緊到一平衡機軸的一具有外螺紋的端部上，它具有-一殼體，-至少一個徑向配置在該殼體上的手把，-可動地配置在該殼體中的具有一內螺紋的螺紋部件，其特徵在於-螺紋部件(66)相對於殼體(2)繞快速夾緊螺母可旋轉地被支承於殼體(2)中，-一旋轉驅動裝置與殼體(2)連接，其驅動側與螺紋部件(66)成旋轉接合用於轉動螺紋部件。
2.如權利要求1所述的快速夾緊螺母，其特徵在於旋轉驅動裝置被配置在一手把(6)中。
3.如權利要求1所述的快速夾緊螺母，其特徵在於在殼體(2)和/或一手把(4)中提供有一用於旋轉驅動裝置的蓄能器。
4.如權利要求1所述的快速夾緊裝置，其特徵在於在殼體(2)上交叉形配置有四個手把(4，6，82，84)，其中在一個手把(6)中配置有旋轉驅動裝置而在另外的手把(4，82，84)中配置有蓄能器。
5.如權利要求2所述的快速夾緊螺母，其特徵在於旋轉驅動裝置的一驅動軸經一曲拐傳動(齒圈52，齒輪54)與螺紋部件(66)成有效連接。
6.如權利要求5所述的快速夾緊螺母，其特徵在於曲拐傳動(齒圈52，齒輪54)為一齒輪傳動。
7.如權利要求6所述的快速夾緊螺母，其特徵在於手把(6)相對快速夾緊螺母的旋轉軸偏離夾緊方向傾斜一角度，且齒輪傳動為一圓錐齒輪傳動。
8.如權利要求1所述的快速夾緊螺母，其特徵在於螺紋部件(12)具有至少一個螺紋段(18，20)，該螺紋段經一連接彈簧(44)徑向向內地被預加載成嚙合狀態，且提供有反抗連接彈簧(44)的力而作用的操縱裝置。
9.如權利要求8所述的快速夾緊螺母，其特徵在於螺紋段(18，20)經一脫開彈簧(26)徑向向外地被預加載，其中脫開彈簧(26)的力比連接彈簧(44)的力要小，其程度應使螺紋段(18，20)不觸發操縱裝置而始終被保持在嚙合狀態。
10.如權利要求8所述的快速夾緊螺母，其特徵在於操縱裝置經一凸輪傳動與螺紋段(18，20)成有效連接。
11.如權利要求10所述的快速夾緊螺母，其特徵在於凸輪傳動具有一抗扭地與螺紋部件相連接的操縱環(30)，該環(30)被提供有一錐形內表面(48)，用於靠在螺紋段(18，20)的互補形錐形凸肩(50)上，且操縱裝置具有一脫開叉(38)，該脫開叉(38)被做成雙臂槓桿形狀，在該脫開叉的叉子(36)的兩端具有徑向向內突出的、嵌入在操縱環(30)中的一外環槽(32)中的銷子(34)且其另一臂形成一操縱臂(42)，該操縱臂(42)反著操縱方向被連接彈簧(44)所預加載。
12.如權利要求1所述的快速夾緊螺母，其特徵在於在快速夾緊螺母上配置有一開關用於接通或轉換旋轉驅動裝置的旋轉方向。
13.如權利要求1所述的快速夾緊螺母，其特徵在於在快速夾緊螺母上提供有兩壓力開關(68，70)，其中一個將旋轉驅動裝置接通至一個旋轉方向上，而另一個則將其接通至另一個旋轉方向上。
14.如權利要求12或13所述的快速夾緊螺母，其特徵在於，該開關或這些壓力開關被配置在殼體上或殼體中靠近一手把的地方。
15.如權利要求1所述的快速夾緊螺母，其特徵在於旋轉驅動裝置具有一電動機(10)。
16.如權利要求3和12所述的快速夾緊螺母，其特徵在於蓄能器為一電池或一蓄電池(8)。
17.如權利要求1所述的快速夾緊螺母，其特徵在於旋轉驅動裝置由一氣動發動機(72)所形成。
18.如權利要求3和17所述的快速夾緊螺母，其特徵在於蓄能器由一配置在一手把中的壓力室(74)所形成。
19.如權利要求1所述的快速夾緊螺母，其特徵在於旋轉驅動裝置是自停式的。
全文摘要
一種快速夾緊螺母,用於將車輪輪圈夾緊到一平衡機軸的具有外螺紋的一端上,該螺母具有一殼體、至少一個實質徑向配置在該殼體上的手把,以及一內螺紋。一相對該殼體(2)的、繞快速夾緊螺母螺旋軸旋轉的螺紋部件(66)與該殼體(2)相連接,該螺紋部件(66)具有一內螺紋(64)且與一旋轉驅動裝置(10)的驅動側相連接,該旋轉驅動裝置(10)又與殼體(2)相連。旋轉驅動裝置在被接通電源後承擔麻煩和費時的旋緊過程,此時輪圈反抗彈簧力對著一定心錐被套上。
文檔編號G01M1/04GK1260040SQ98806012
公開日2000年7月12日 申請日期1998年5月27日 優先權日1997年6月11日
發明者德克·沃克特什, 哈拉爾德·奧泊曼, 蓋伊·W·卡特 申請人:哈韋卡平衡技術霍斯特瓦克施有限公司