CN101617141B - 用于分配车辆压载配重的装置和方法 - Google Patents

Abstract

一种分配用于平衡车辆的一部分的车辆压载配重的装置和方法。所述方法包括分配包含由高密度颗粒物质填充的柔性聚合物基质材料的车辆压载配重材料、从初始长度的所述配重材料中切断一个增量长度的所述车辆压载配重材料，其中所述的增量长度可以精确对应于所述车辆压载配重的所需质量。

Description

用于分配车辆压载配重的装置和方法

技术领域

本发明涉及分配用于车辆压载应用中的配重，具体地讲，分配用于平衡车辆的转动部分的配重，更具体地讲，分配用于平衡汽车或其它车辆的车轮配重的方法和设备。

背景技术

机动车车轮平衡装置或平衡器目前使用不同型号(即重量)的、通常增量为5克或1/4盎司的并且由铅或其它金属制成的单独的平衡配重。除独立存储和应用之外，这种常规单独车轮配重对于每种重量增量以及车轮直径需要不同的零件号。

为了避免这类使用常规单独配重中存在的问题，已将相同型号的配重沿着一定长度的粘合剂条带连接在一起。根据具体的平衡需要，将这种条带式车轮配重中的一个或多个从条带移除并且粘附至车轮上的所需位置。这种单独的车轮平衡配重的常规条带的一个实例可见于美国专利No.6,364,421。这种条带式的单独车轮配重存在的问题是当分配车轮上使用的单独配重的数量时，平衡处理只能对条带上的单独配重中的一个进行四舍五入。这种欠缺的精确性增加了车轮平衡结果的误差。

本发明提供了在车辆车轮平衡领域以及其它的压载应用中的一种或多种改进。

发明内容

本发明具有一个或多个优点，其包括(例如)无论所需配重型号的种类允许使用减少的零件号，或者仅使用一个零件号，这降低了库存。本发明不受必须以特定单元重量的增量分配压载配重的束缚。因此，本发明还具有允许为特定压载应用(如，平衡车轮)施加需要的精确配重的优点，这导致了改善的轮胎性能和车辆驾驶。此外，本发明可用于自动分配这些配重。

根据本发明的第一方面，提供了用于为平衡机动车、其它有轮的机动车辆或者其它车辆(如，轿车、货车、卡车、公共汽车、摩托车、自行车、飞机、拖车等)的一部分(如，车轮或其它的转动部分)进行分配或者提供车辆压载配重的方法。该方法包括：

将一定长度的车辆压载配重材料(其长度大于其宽度或厚度)，夹在能够在相同的方向上移动的相对的可移动表面之间，使得每个可移动表面与配重材料的相对表面相接触；

通过朝切断位置的方向移动相对的可移动表面同时配重材料夹在两者间，将该长度的车辆压载配重材料的前端移动越过切断位置一个增量距离；以及

在所述移动之后，在切断位置切断车辆压载配重材料以形成配重材料的一个增量长度，

其中车辆压载配重材料包含由高密度颗粒物质填充的柔性聚合物基质材料，并且增量长度在高精确度的范围内对应于车辆压载配重的精确质量。

车辆压载配重材料可被切割或者说是操作性地调整(如，通过利用颗粒物质进行充分地填充以提供足够的密度)以便适用于平衡机动车(如，轿车、货车、卡车、公共汽车等)的车轮。车辆压载(如，车轮平衡)配重材料可显著长于(如，长10、20、30、40、50、60、70、80、90、100或者更多倍)其宽度并且显著宽于(如，宽1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或者更多倍)其厚度。

车辆压载配重材料可具有约等于、略小于、略大于或相当于元素铅的密度，这至少部分地取决于应用配重材料的型号约束。可以卷筒、卷轴或者其它的卷绕形式提供车辆压载配重材料。可在具有开口的容器中提供车辆压载配重材料，通过开口能够分配或者从容器中移出车辆压载配重材料的末端，并且该方法还可包括在所述切断之前从容器中移除至少增量长度的车辆压载配重材料。

可在车辆压载配重材料背部衬有适用于将增量长度的车辆压载配重材料永久性地粘附或者至少基本上粘附(即，将车辆压载配重材料足够牢固地粘结至车辆的所需部分以满足任何适用的客户规范和/或政府法规/要求)至车辆的粘合剂。车辆压载配重材料可以在背部衬有粘合剂。该粘合剂可为压敏粘合剂(如，压敏粘合剂(psa)泡沫条带)，并且利用常规的隔离衬片对其进行有利地保护。

根据本发明的另一个方面，提供了用于平衡机动车、或其它有轮的机动车辆或者其它车辆(如，轿车、货车、卡车、公共汽车、摩托车、自行车、飞机、拖车等)的车轮的方法。该方法包括上述的分配或者提供车轮配重；以及将车轮配重固定到车轮上以便于平衡车轮。固定步骤可包括将车轮配重粘附至车轮。该方法还包括利用车轮平衡设备来确定平衡车轮所需的车辆压载配重的精确质量。车轮平衡装置还可确定放置平衡车轮的配重的精确位置。

切断步骤可包括形成对应于由车轮平衡设备确定的精确质量的车辆压载配重材料的增量长度。增量长度的车辆压载配重材料可对应于由车轮平衡设备确定的不超出0.1克的精确质量。

在本发明的附加方面中，提供了用于执行上述分配车辆压载配重的方法的装置。该装置包括可移动的束带安装元件、固定的束带安装元件、至少两个平行联接件、束带压力启动组件、第一和第二传动束带组件以及切断设备。可移动的元件设置于固定的元件的开口内。平行联接件中的每一个都具有以可转动的方式安装至可移动的束带安装元件的一个末端以及以可转动的方式安装至固定的束带安装元件的另一个末端。开口的尺寸被设计为允许可移动的元件在该开口内并且围绕联接件进行枢转运动。束带压力启动组件具有安装至固定的束带安装元件的一个末端，以及安装至可移动的束带安装元件并且在联接件之间的另一个末端，使得束带压力启动组件具有与可移动元件的纵向轴线成钝角或锐角设置的纵向轴线。第一传动束带组件被安装至固定的束带安装元件，并且与其间隔开的、相对的第二传动束带组件被安装至可移动的束带安装元件。

第一传动束带组件包括限定一个相对的可移动表面的第一传动束带，并且第二传动束带组件包括限定另一个相对的可移动表面的第二传动束带。第二传动束带与第一传动束带是间隔开的以便在两者间形成间隙，通过该间隙移动一定长度的车辆压载配重。将每个传动束带设置在多个皮带轮上以便其随着皮带轮的转动而转动。第一传动束带组件还包括传动齿轮，并且第二传动束带组件还包括从动齿轮。安装对应的多个皮带轮中的至少一个皮带轮以便随传动齿轮而转动，并且安装其它多个皮带轮中的至少一个皮带轮以便随从动齿轮而转动。安装传动齿轮和从动齿轮以使得传动齿轮的转动驱动从动齿轮、第一传动束带和第二传动束带的转动。将切断设备安装在传动束带的下游。该设备用于从一定长度的穿过间隙移向下游的车辆压载配重材料中切出增量长度的车辆压载配重材料。

平行联接件可使得在分配的车辆压载配重材料改变厚度时传动齿轮和从动齿轮保持啮合。然后间隙可自动地调整以适应正在分配的车辆压载配重的厚度，而不必对第一和第二束带组件的安装方式进行调整。传动齿轮可驱动束带同时转动。间隙沿着第一和第二束带组件中的至少一侧是开放的以使得该间隙能够容纳具有多种宽度的车辆压载配重材料。本装置可与一定长度的卷状的车辆压载配重材料联合使用。可优选卷绕在水平卷轴上的卷状配重材料。本装置还可与车轮平衡设备联合使用(如，以连续的或者半连续的生产线)。

附图说明

图1为根据本发明的一定长度的具有粘合剂背衬的卷绕成行星式卷筒的车轮配重材料的透视图；

图2为为根据本发明的一定长度的具有粘合剂背衬的卷绕成水平卷轴的车轮配重材料的透视图；

图3为根据本发明的一个实施例的用于以增量长度分配车轮配重组件的设备的前平面图；以及

图4为用于图3中的设备的可选车轮配重材料进料机辊的局部前平面图。

具体实施方式

本发明涉及从有限或连续长度的车辆压载配重材料12剖切或者说是分离的单独的车辆压载配重增量10的分配。这种配重增量10可用于车辆压载应用中，例如(如)平衡机动车或其它车辆的车轮。配重材料12为包含由高密度颗粒物质装填或填充的柔性聚合物基质材料的高密度聚合物复合材料。基质材料可包括(例如)弹性聚合物材料，并且高密度颗粒物质可包括(例如)不锈钢、钨和/或其它的金属粒子。这种金属聚合物复合材料的实例可见于国际专利公开Nos.WO2005/049714和WO 2007/092018，两者均以引用的方式以全文并入本文。已经发现的是，该专利公开中描述的多种金属聚合物复合材料在制备根据本发明使用的配重材料12中可能是尤其有用的。这种金属聚合物复合材料尤其可用于提供单独的车辆压载配重增量10，因为甚至当装填一定含量的高密度颗粒(导致复合材料的密度达到、等于或者超过金属铅的密度)时，这种复合金属可具有下述特性中的一个或多个，并且优选全部：(a)易于利用期望的横截面轮廓挤出的能力，(b)柔性，以及(c)这种金属可进行剖切的容易性。

参见图1和2，可期望一定长度的配重材料12为具有粘合剂背衬的卷绕成(例如)行星式卷筒(图1)或水平卷轴(图2)的车辆压载配重组件14形式。水平卷轴相比行星式卷筒是优选的，因为利用水平卷轴比利用行星式卷筒可提供更多个组件14或材料12。配重组件14包括由隔离衬片18保护的粘合剂背衬16。粘合剂背衬16可为(例如)压敏粘合剂或其它理想的常规粘合剂层(如，以涂层或双面条带的形式)，粘合剂与配重材料12和配重材料12所粘结的基底(如，机动车轮胎的轮缘)是相容的(即，粘合剂能够充分粘结至配重材料12和基底)。衬片18可为(例如)与粘合剂16相容的硅涂布的纸衬片或其它的常规隔离衬片(即，衬片18将一直为粘结的以便保护粘合剂16，但当期望暴露粘合剂16时也是易于移除的)。对于有待粘结至的基底是弯曲的(即，具有简单的或复杂的弯曲)车轮平衡应用以及其它应用，优选粘合剂16为双面粘合剂泡沫条带的形式。另外，对于如果不是全部的大部分应用，隔离衬片18是优选地过大的，宽度宽于配重材料12的宽度。这样，当从粘合剂16移除一定长度的衬片18时，可夹持延伸至配重材料12的纵向边缘之外的衬片18的部分20。通过从一定长度的配重组件14中剖切或者说是分离所需的配重增量10，本配重组件14易于允许使用特定平衡应用所需要的精确的配重增量10。

参见图3，示出的设备22可用于从一定长度的组件14中自动剖切精确的配重增量10。设备22包括一对平行四边形或者平行的联接件24a和24b，该联接件将可移动的束带安装板26或其它的这种可移动的安装元件连接至固定的束带安装或主板28或者这种固定的安装元件。可移动板26设置在固定板28内的开口30内，固定板被切割成允许板26在开口30内围绕联接件24a和24b进行枢转运动。束带压力启动圆柱体组件32使其圆柱体末端安装至固定板28、在可移动板26上方，并且使其启动活塞末端安装至可移动板26、在联接件24a和24b之间。安装圆柱体32并且其纵向轴线与板26成钝角或锐角。将上传动束带组件34安装至可移动板26并且将相对的下传动束带组件36安装至固定板28并且在上束带34的下方。

传动束带组件34和36中的每一个包括在后向皮带轮40和前向皮带轮41上拉伸的传动束带38。皮带轮40和41中的每一对都是水平间隔开的。下传动束带组件36包括固定位置的传动齿轮42，并且上传动束带组件34包括可移动的从动齿轮44。将齿轮42安装在驱动轴上，以便使用诸如(例如)常规的电伺服马达之类的常规驱动机构转动齿轮42。安装42和44以使得它们的齿啮合，并且齿轮44是由齿轮42的转动进行驱动的。平行联接件24a和24b的使用使得这两个齿轮42和44保持啮合，而不管待分配的配重材料12的厚度如何。将组件36的后向皮带轮40和齿轮42安装在相同的轴上以便随着齿轮42被驱动而一起转动。将组件34的后向皮带轮40和齿轮44安装在相同的轴上以便随着齿轮44的转动而一起转动。齿轮42和44分别设置在板28和26的后面。每套皮带轮40和41，以及其束带38设置在相对应的板28或26的前面。

相对彼此(即，彼此间一个在上并且一个在下)安装组件34和36的传动束带38以便在两者间限定自动调整的间隙46，通过该间隙可对配重组件14或单独的配重材料12进行分配。平行联接件24a和24b允许相对的束带表面(即，束带38的相对的可移动的表面)之间的间隙46自动地调整以适应所使用的车辆压载配重组件14的厚度，而不必对束带组件34和36的安装方式进行调整。齿轮42和44允许同时驱动上和下束带38，同时仍允许平行联接件24a和24b自动调整间隙46。联接件24a和24b设置在板26和28的后面。

可期望间隙46沿着束带组件34和36的至少一侧(如，从图中延伸出的这一侧)是开口的。利用这个开口侧，这种示例性的设备22能够容纳具有多种宽度的车辆压载配重组件14，而不必对设备22进行任何调整或其它改变。另外，这种从动束带系统的使用消除了，或至少不太可能引起，配重组件14中(即，材料12、粘合剂16和/或衬片18中)的凹痕或其它变形，而凹痕或其它变形在从利用一对相对的压带辊推动一定长度的配重组件14的前端向前前进中将是可预计的。

一定长度的配重组件14优选以卷状形式提供，例如(如)卷绕在卷轴(如，水平卷轴)或卷筒(如，行星式卷筒)上。将一定长度的配重组件14的一端拉引离开卷筒(参见图1)或卷轴(参见图2)，在一组相对的引导辊48和50之间穿过，并且进入间隙46。这些辊48和50用于引导配重组件14进入间隙46。辊48和50相对彼此为弹簧加载的以便在两者间夹紧配重组件14。例如，引导辊48在板28中形成的狭槽内可垂直移动、为弹簧向下加载的并且设置在辊50的上方。作为另外一种选择，可使用两个下引导辊50a和50b代替单个下引导辊50(参见图4)。

在设备22的操作中，将一定长度的配重组件14或者配重材料12拉引离开卷筒或卷轴并且穿过间隙46并朝着布置切断设备52的切断位置向前移动。设备52可具有(例如)轴向可移动的臂或活塞，其包括前端的切刀54并且在剖切中可被启动以移动刀片54接触接纳砧(如，聚氨酯或其它的塑性砧)或其它的合适刀站(blade stop)56。通过驱动传动齿轮42以顺时针转动使组件14或材料12向前移动，这直接地顺时针转动组件36的束带38并且直接地驱动可移动的从动齿轮44逆时针转动。齿轮44逆时针转动也逆时针地驱动组件34的束带38。如果需要，还可通过逆时针地驱动齿轮42使一定长度的配重组件14或配重材料12向后移动。启动束带压力圆柱体32以在相对的束带38的可移动表面之间施加法向力，该法向力足以产生夹持和移动车辆压载配重组件14或配重材料12向前越过切刀54一定长度的摩擦力，该长度精确地等于或者在可接受的公差内(如，在0.1克的精确压载配重内)为执行具体的压载操作或目的所需要的配重材料12的数量。然后启动切断设备52促使刀片54移动穿过至少配重材料12和粘合剂层16，从而使得隔离衬片18是保持完整的。作为另外一种选择，如果需要，可移动刀片54完全穿过组件14直至它接触砧56并且从组件14的其余中切断所需的增量段10。

可启动束带38所需的一段时间以移动组件14的前端越过刀片54足够的长度从而产生配重组件14的所需增量长度10，然后停止束带并且启动刀片54来剖切组件14。作为另外一种选择，组件14穿过间隙46的移动以及切刀54的启动可为同步的以便在束带38继续向前移动组件14的同时启动刀片54剖切组件14。期望用于驱动束带38的马达(如，伺服马达)足够敏感以在具有至少约5克(1/4盎司)的对应配重增量的长度段内并且优选在具有少于5克(如，2.5克或更少)的对应配重增量的长度段内精确地剖切组件14。通过这种方式，组件14可被剖切为与(例如)由适用的车轮平衡设备确定的压载配重精确对应的、或者至少在公差内(如，在0.1克的精确压载配重内)的所需长度，然而该公差在本发明之前是未应用的。

Claims (26)

1.一种用于分配车辆压载配重材料的装置，所述装置包括：

可移动的束带安装元件和固定的束带安装元件，所述可移动的元件设置于所述固定的元件中的开口内；

至少两个平行联接件，所述联接件中的每一个都具有以可转动的方式安装至所述可移动的束带安装元件的一个末端以及以可转动的方式安装至所述固定的束带安装元件的另一个末端，并且所述开口的尺寸被设计为允许所述可移动的元件在所述开口内并且围绕所述联接件进行枢转运动；

束带压力启动组件，所述束带压力启动组件具有安装至所述固定的束带安装元件的一个末端，以及安装至所述可移动的束带安装元件并且在所述联接件之间的另一个末端，使得所述束带压力启动组件具有与所述可移动元件的纵向轴线成钝角或锐角设置的纵向轴线；

安装至所述固定的束带安装元件的第一传动束带组件，以及与其间隔开的、安装至所述可移动的束带安装元件的相对的第二传动束带组件，并且所述第一传动束带组件包括限定了一个相对的可移动表面的第一传动束带，所述第二传动束带组件包括限定了另一个相对的可移动表面的第二传动束带，所述第二传动束带与所述第一传动束带是间隔开的以便在两者间形成间隙，通过所述间隙移动一定长度的车辆压载配重，每个所述传动束带设置在多个皮带轮上以便随所述皮带轮的转动而转动，所述第一传动束带组件还包括传动齿轮，所述第二传动束带组件还包括从动齿轮，安装对应的多个皮带轮中的至少一个皮带轮以便随所述传动齿轮而转动，安装其它多个皮带轮中的至少一个皮带轮以便随所述从动齿轮而转动，并且安装所述传动齿轮和所述从动齿轮以使得所述传动齿轮的转动驱动所述从动齿轮、所述第一传动束带和所述第二传动束带的转动；

切断设备，所述切断设备安装在所述传动束带的下游，用于从一定长度的穿过所述间隙移向下游的车辆压载配重材料中切断一个增量长度的车辆压载配重材料。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述平行联接件使得在分配的所述车辆压载配重材料改变厚度时所述传动齿轮和所述从动齿轮保持啮合。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其中所述间隙自动地调整以适应正在分配的所述车辆压载配重的厚度，而不必对所述第一和第二束带组件的安装方式进行调整。

4.根据权利要求1或2所述的装置，其中所述传动齿轮驱动所述束带同时转动。

5.根据权利要求1或2所述的装置，其中所述间隙沿着所述第一和第二束带组件中的至少一侧是开放的，以使得所述间隙能够容纳具有多种宽度的车辆压载配重材料。

6.根据权利要求1或2所述的装置，与一定长度的呈卷状形式的车辆压载配重材料相结合。

7.根据权利要求1或2所述的装置，与一定长度的卷绕在水平卷轴上的车辆压载配重材料相结合。

8.一种使用权利要求1至7中任一项所述的装置分配车辆压载配重的方法，所述车辆压载配重具有适于平衡车辆的一部分的质量，所述方法包括：

将一定长度的车辆压载配重材料夹在能够在相同的方向上移动的相对的可移动表面之间，使得每个可移动表面与所述配重材料的相对表面相接触，所述配重材料的长度大于其宽度或厚度；

当所述配重材料夹在所述相对的可移动表面之间时，通过朝切断位置的方向移动所述相对的可移动表面，将所述一定长度的车辆压载配重材料的前端移动越过切断位置一个增量距离；以及

在所述移动期间或之后，在所述切断位置切断所述车辆压载配重材料以形成所述配重材料的一个增量长度，

其中所述车辆压载配重材料包含由高密度颗粒物质填充的柔性聚合物基质材料，并且所述增量长度在高精确度的范围内与适用于平衡车辆的一部分的所述车辆压载配重的精确质量相对应。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述车辆压载配重材料被操作性地调整以便适用于平衡车辆的转动部分。

10.根据权利要求8所述的方法，其中所述车辆压载配重材料被操作性地调整以便适用于平衡有轮车辆的车轮。

11.根据权利要求8至10中任一项所述的方法，其中所述车辆压载配重材料显著长于其宽度并且显著宽于其厚度。

12.根据权利要求8至10中任一项所述的方法，其中所述车辆压载配重材料具有约等于元素铅的密度。

13.根据权利要求8至10中任一项所述的方法，其中所述车辆压载配重材料以水平卷绕形式提供。

14.根据权利要求8至10中任一项所述的方法，其中所述车辆压载配重材料被提供在具有开口的容器中，通过所述开口能够分配或者从所述容器中移出所述车辆压载配重材料的前端，并且所述方法还包括：

在所述切断之前，从所述容器中移除至少所述增量长度的所述车辆压载配重材料。

15.根据权利要求8至10中任一项所述的方法，其中所述车辆压载配重材料在背部衬有粘合剂。

16.根据权利要求15所述的方法，其中所述车辆压载配重材料的所述粘合剂由剥离衬垫进行保护，所述剥离衬垫的宽度大于所述车辆压载配重材料的宽度。

17.根据权利要求15所述的方法，其中所述粘合剂是压敏粘合剂。

18.根据权利要求8至10中任一项所述的方法，其中所述柔性聚合物基质材料包括弹性聚合物材料，并且所述高密度颗粒物质包括金属粒子。

19.根据权利要求18所述的方法，其中所述金属粒子包括钨粒子、不锈钢粒子或者两者的组合。

20.根据权利要求8至10中任一项所述的方法，其中在所述移动期间，所述相对的可移动表面能够在相同的方向上同时移动。

21.根据权利要求8至10中任一项所述的方法，其中所述相对的可移动表面在空间上隔开一段距离，所述距离能够自动调整以容纳所述车辆压载配重材料的厚度。

22.一种平衡有轮车辆的车轮的方法，所述方法包括：

根据权利要求8至21中任一项所述的方法分配一个增量长度的车辆压载配重材料；以及

将所述增量长度的车辆压载配重材料固定至所述车轮上以便平衡所述车轮。

23.根据权利要求22所述的方法，其中只需要一个增量长度的车辆压载配重材料来平衡所述车轮。

24.根据权利要求22或23所述的方法，其中所述固定包括将所述增量长度的车辆压载配重材料粘附至所述车轮。

25.根据权利要求22或23所述的方法，还包括：

使用车辆平衡设备确定平衡所述车轮所需的精确质量，并且

所述切断包括形成与由所述车轮平衡设备所确定的所述精确质量相对应的一个增量长度的车辆压载配重材料。

26.根据权利要求25所述的方法，其中所述增量长度的车辆压载配重材料对应于由所述车辆平衡设备所确定的不超出0.1克的精确质量。

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