车轮被纵向平衡以防止车轮在不同转速期间发生上下跳跃。可以 通过许多众所周知的方法进行车轮纵向平衡，例如通过使用旋转式平 衡装置。纵向平衡确定了配重尺寸和在车轮上放置配重的位置以纵向 平衡车轮的位置。
由于车轮变得更宽，使得它们还受到摆动的影响，摆动有时非常 严重并且不能通过纵向平衡车轮而得到减轻。像这样，就需要横向平 衡车轮的装置和方法。

本发明提供了用于横向平衡车轮或者确定在车轮上放置平衡配重 的位置以横向平衡车轮的装置及方法。在一个示例性实施例中，提供 一种方法，其包括将细长元件放置在一表面上，并且将车轮放置在该 长形元件上使得大致垂直于车轮转动轴线的纵向平面与长形元件的纵 向轴线基本平行。该方法还需要相对于长形元件横向移动车轮直到车 轮在长形元件上被平衡或者直到车轮从向一侧倾斜变成向相对一侧倾 斜，和将平衡配重放置在车轮上的横向平衡位置处，该位置通常由车 轮和穿过长形元件纵向轴线的大致纵向平面相交所限定。
该方法还需要利用纵向平衡确定用于放置平衡配重的纵向位置和 平衡配重尺寸，和将该位置标记在轮辋上。随后将平衡配重放置在轮 辋上由大体上包含车轮转动轴线和标记的横向平面与大致纵向平面之 间相交所限定的位置处。
在更进一步的示例性实施例中，提供了一种确定在车轮上放置平 衡配重的位置以横向平衡车轮的方法。该方法需要将细长元件放置在 一表面上，将车轮放置在长形元件上使得大体上垂直于车轮转动轴线 的纵向平面与长形元件的纵向轴线基本平行。该方法还需要相对于长 形元件横向移动车轮直到车轮在长形元件上被平衡或者直到车轮从向 一侧倾斜变成向相对一侧倾斜，和确定在车轮上由车轮和穿过长形元 件纵向轴线并基本垂直于车轮转动轴线的大致纵向平面相交所限定的 位置以放置平衡配重。
该方法还需要利用纵向平衡确定用于放置平衡配重的纵向位置和 平衡配重尺寸，和将该位置标记在轮辋上。轮辋上放置配重的位置由 大体上包含车轮转动轴线和标记的横向平面与大致纵向平面之间相交 所限定。
在另一个示例性实施例中，提供了一种车轮横向平衡装置和车轮 联合装置，其包括长形元件和支撑长形元件的支撑。联合装置还包括 位于长形元件上被平衡的车轮，其具有大致垂直于车轮转动轴的车轮 平面，该平面大体上与细长元件的纵向轴线重合。联合装置还可以包 括在车轮上标记一位置的标记器，其中该平面与车轮相交。
在进一步的示例性实施例中，提供了一种车轮横向平衡装置和车 轮联合装置，其包括长形元件、支撑长形元件的支撑和在长形元件上 被横向平衡的车轮。
在另一个示例性实施例中，提供了一种车轮横向平衡装置，其包 括支撑结构，被支撑结构支撑的长形元件，以及与支撑结构和长形元 件中的一个相连的标记器组件，其用于将放置平衡配重的位置标记在 车轮上。
在进一步的示例性实施例中，提供了一种车轮横向平衡系统，其 包括长形元件、支撑长形元件的支撑以及位于长形元件上被横向平衡 的车轮。
在另一个示例性实施例中，提供了一种车轮横向平衡装置，其包 括机架；可转动地连接到机架上用于平衡被放置在平衡元件上的车轮 的平衡元件，平衡元件绕平衡元件的纵向轴线相对于机架转动；以及 连接到机架上用于横向支撑车轮的至少一个横向支撑。在进一步的示 例性实施例中，还提供了传感器以感测车轮在平衡元件上是否被平衡。 在另一个示例性实施例中，平衡元件相对于机架移动。在进一步的示 例性实施例中，平衡元件只相对于机架转动。在另一个示例性实施例 中，该装置还包括标记组件，其用于沿着包含平衡元件纵向轴线的纵 向平面将横向平衡位置标记在车轮上或用于将配重放置在该横向平衡 位置上。
在另一个示例性实施例中，提供了一种车轮横向平衡装置，其包 括横向支撑车轮的装置以及在其上横向平衡车轮的平衡装置。
附图说明
图1为位于本发明示例性实施例的车轮横向平衡装置上的正被横 向平衡的车轮的正视图。
图2为位于本发明另一示例性实施例的车轮横向平衡装置上的正 被横向平衡的车轮的局部立体图。
图3A和3B为本发明的车轮横向平衡装置的可选示例性实施例的 立体图。
图4A为本发明的车轮横向平衡装置的另一示例性实施例的立体 图。
图4B为在图4A所示装置上正被平衡的车轮的立体图。
图5为本发明的车轮横向平衡装置的另一示例性实施例的立体 图。
图6A、6B和6C为诸如图5中所示实施例的车轮横向平衡装置 的端视图，分别为车轮向一个方向倾斜、车轮正被平衡以及车轮向相 反方向倾斜。
图7为本发明的车轮横向平衡装置的另一示例性实施例的立体 图。
图8为本发明的车轮横向平衡装置的未被完全装配好的另一示例 性实施例的立体图。
图9A和9B为被安装在图8所述装置中的机架组件的端视图，分 别处于未枢转和枢转位置。
图10为完全装配好的图8中所示装置的立体图。

本发明提供了用于横向平衡车轮的装置和方法。在第一个示例性 实施例中，利用传统的纵向平衡装置和/或方法使车轮10被纵向地平 衡以便确定平衡配重尺寸和平衡配重沿垂直于车轮转动轴线的纵向平 面(出于说明的目的在本文被称为“车轮纵向平面”)在轮辋上的位置。 出于说明的目的，由纵向平衡确定的配重位置在本文被称作“纵向临界 位置”。如图1中所示出的，棍、杆或其它长形元件或装置12被放置 在诸如地板的表面14上。示例性实施例中的长形装置为细长的并且可 以具有任意类型的横截面形状。例如，横截面形状可以为圆形(图1) 或正方形(图2)或矩形，或六角形，或者任意其它多边形形状。长 形装置被放置成大致平行于车轮纵向平面16。车轮被放置在长形元件 上，使与纵向临界位置21相交的车轮直径20大体上垂直于长形元件 纵向轴线22。如图1和2中的箭头18所示，车轮被横向移过长形元 件，而仍然保持长形元件大致平行于车轮纵向平面。这可以通过相对 于长形元件滑动车轮或者通过相对于长形元件抬起并移动车轮而实 现。
典型地，当车轮被放置在长形元件上时，车轮将相对于长形元件 向一个方向倾斜。随着车轮移过长形元件，车轮将最终相对于长形元 件向相反方向倾斜。当车轮相对于长形元件从一个方向向另一个方向 改变倾斜或者当车轮在长形元件上被确实平衡时，穿过纵向临界位置 21并大体上平行于车轮转动轴线25的横线24和穿过长形元件纵向中 心轴线并且平行于纵向平面的垂线26的交点23就是在轮辋28上需要 放置配重以横向平衡车轮的位置。配重随后被安装到轮辋内表面上并 且从车轮外部看不见。当车轮被放置在长形元件上时，它可以被放置 成纵向平衡标记朝向车轮底部(如图1所示)，或者被放置成纵向平衡 标记在朝向车轮顶部的相反位置上。
在如图3A所示的另一个示例性实施例中，长形元件可以具有一 个或多个用于稳定性的横向元件30。在图3A示出的示例性实施例中， 两个横向元件从长形元件横向伸出。在如图3A和3B所示的另一个示 例性实施例中，一个或多个横向元件可以相对于长形元件从大致平行 于长形元件的位置转向横切或垂直于长形元件的位置。当横向元件处 于大致平行于长形元件的位置时，带有横向元件的长形元件几乎没有 间隙地收紧。在进一步的示例性实施例中，长形元件12可以包括基座 32以使长形元件具有更好的稳定性。在更进一步的示例性实施例中， 可以在长形元件的各端部安装支脚34以增强元件的稳定性。
在如图4A所示的另一个示例性实施例中，标记器组件36可以如 同图3A中示出的那样被连接到长形元件12上。在图4A所示的示例 性实施例中，标记器组件36包括与长形元件相连并且从长形元件横向 伸出的基座臂38。横向臂40被连接到基座臂上并且从基座臂横向伸 出。标记臂42从横向臂40横向伸出。标记器44被连接到标记臂42 的端部。标记器的标记末端被定位成沿着(或非常接近)穿过长形元 件的中心轴线22的纵向平面45。
可以相对于长形元件12调整标记臂42的高度。在图4A所示的 示例性实施例中，这可以通过将标记臂可滑动地连接到横向臂上而实 现。棘轮机构可以被用来将标记臂可调节地连接到横向臂上。触发器 46可以被用来将标记臂从横向臂上松开，以使得标记臂可以相对于横 向臂滑动。
可以调整标记臂42相对于长形元件的高度以适应不同厚度的车 轮。如同图4B中所示出的，一旦车轮被横向平衡，触发器46就被致 动以允许标记臂降低，从而标记器44在轮辋内表面上需要放置配重的 位置处做标记。
在可选的示例性实施例中，可以采用其它类型的连接方案将标记 臂连接到横向臂上，这些方案将允许调节标记臂相对于长形元件的高 度值。例如，穿过标记臂和横向臂可以钻有不同高度的孔，并且可以 使用穿入两个臂上的孔的销将两臂连接在一起。
在另一个示例性实施例中，提供了一种用于横向平衡车轮的装置 50。该装置具有高度上可调节的机架52，如同图5中所示。机架包括 基座54，从基座伸出可调臂56。如同图5中所示出的，可调臂可以为 两部分组成的臂，其包括第一元件58和可以相对于第一元件滑动的第 二元件60。臂元件可以具有任意类型的横截面形状。例如，如图5中 所示，第一元件为支架，并且第二元件具有可以在支架内滑动的形状。 在第一元件上沿不同高度值形成有多个孔组66。每个孔组包括两个 孔，在第一元件的两边上各有一个。穿过第二元件形成有一个或多个 孔。第二元件可以相对于第一元件滑动。可以穿过第一元件上的孔组 66和第二元件上的孔放置销以便于将第一元件相对于第二元件锁定。 也可以使用在现有技术中公知的其它方法调节臂56的高度。
在所示出的示例性实施例中，一组车轮横向支撑，即第一车轮横 向支撑62和第二车轮横向支撑64被连接到臂第二元件上。车轮横向 支撑被连接到臂第二元件上使得两个横向支撑之间的间隔可以被调 节。在示例性实施例中，第一横向支撑62被固定到臂第二元件60上。 第二横向支撑64从杆68伸出，杆68通过锁或夹子70被连接到臂第 二元件上。杆68在锁内滑动直到达到两支撑之间的期望间距。当其完 成后，锁70被致动以夹紧在杆上。也可以使用其它方法将杆可调节地 连接到第二元件上。
在所示出的示例性实施例中，基座包括连接到臂56上的第一部分 72和从第一部分72的相对端横向伸出的两个横向部分74、76。定心 元件78被横向连接到两个横向部分74、76上，使得其可以相对于两 个横向部分滑动。
在示例性实施例中，具有螺纹内表面的套筒80被横向地连接到定 心元件靠近第一横向元件的一端。具有螺纹外表面的杆82可旋转地安 装在机架第一横向元件74上并且被旋到套筒80的内表面上。手柄84， 或电机(未示出)可以被用来相对于套筒80旋转即螺旋转动杆82。 由于螺纹杆被螺旋转动经过套筒的内表面，使得套筒沿螺纹杆移动。
轴承86被连接在定心元件的与套筒80相对的端部并与定心元件 相连。轴承安放在形成于机架第二横向臂76中的座圈88上。因此， 随着通过手柄84或电机旋转螺纹杆82引起套筒沿杆移动并且定心杆 沿机架横向元件移动并且轴承沿座圈88移动。
在另一个示例性实施例中，取代了螺纹杆和套筒，另一个轴承可 以连接到定心元件的端部并且可滑动地与形成在机架第一横向元件 74上的座圈相连。通过这个实施例，定心杆可以相对于机架横向元件 被手动滑动。
在另一个示例性实施例中，车轮底部支撑元件90被连接到定心元 件78上。在如图5中所示出的示例性实施例中的车轮底部支撑元件为 具有外表面的环形元件，外表面的直径在长度中点92处最小并且向远 离长度中点的任一方向逐渐增大。在这方面，如沿着用于支撑车轮外 表面的车轮底部支撑的纵向轴线所看到的，车轮底部支撑90的外表面 在横截面中限定了曲线。在示例性实施例中，车轮底部支撑可以相对 于定心元件78旋转。在另一个示例性实施例中，车轮底部支撑可以由 安装在定心元件上，按照如同图10中所示出的紧邻或间隔关系布置的 两个锥形部分146形成，以便于限定用于支撑车轮的曲线。在进一步 的示例性实施例中，车轮底部支撑可以由一个或多个圆柱形元件构成。
在另一个示例性实施例中，标记器组件94被连接到定心元件上。 纵向元件96被横向连接到定心元件的端部。横向臂98可滑动地并且 横向地连接到纵向元件96的一端。在示例性的实施例中，其通过安装 在横向臂98端部被纵向元件96穿过的套筒100所实现。标记器保持 器102通过套筒104连接到横向臂98的另一端上。标记器106安装在 标记器保持器104上。当相对于纵向元件96滑动套筒100并且套筒与 定心元件邻接时，标记器106沿着穿过纵向中心轴线108的纵向平面 被定位在定心元件的纵向中心轴线108上方。
为了横向平衡车轮，在车轮已经被纵向平衡并且轮辋上的纵向临 界位置已经被确定之后，车轮横向支撑62、64相对于彼此被移动使得 横向支撑之间的距离大于车轮的宽度。车轮10被放置在定心车轮底部 支撑90上使得车轮的纵向平面与定心元件的纵向中心轴线108大致平 行，如同图6A、6B和6C中所示，并且被标记的纵向临界位置位于 轮辋上的最低点处。臂56的高度被调整成使得横向支撑62、64对车 轮侧部110、112提供横向支撑。
利用手柄84或通过电机转动螺纹杆82引起定心元件相对于车轮 10横向移动。当如同图6B所示定心元件移动到车轮被平衡的位置也 就是车轮不被任何一个横向支撑元件所支撑时，或者当如图6A所示 车轮从靠在一个支撑元件上移到如图6C所示的靠在另一个支撑元件 上或相反时，利用标记器组件94将定心元件相对于车轮横向轴线的位 置标记在车轮上。这通过朝定心元件移动标记器组件直到其停止而实 现。在该点处，标记器在车轮内侧与定心元件的纵向中心轴线相平行 的位置处进行标记。由纵向平衡计算出的配重随后被安装在车轮的该 位置处，这样就使车轮被横向平衡。
在另一个示例性实施例中，车轮底部支撑元件没有被安装在定心 元件上。相反地，车轮直接被定心元件所支撑。在另一个可选的示例 性实施例中，标记器组件不包括在系统中。相反地，标记手动完成。 在此情况下，纵向临界位置不必位于轮辋的最低点处。
在如图7示出的进一步的示例性实施例中，定心杆78被安装在机 架的两个横向元件74、76之间使得它可以相对于横向元件转动而不能 沿元件的纵向轴线移动。在另一个示例性实施例中，手柄110被安装 在定心元件的端部使得旋转的手柄转动定心元件。可选地，电机可以 被用来转动定心元件。车轮底部支撑可以被安装在定心元件上方。在 示例性的实施例中，车轮底部支撑元件相对于定心杆被固定使得定心 杆的转动引起车轮底部支撑元件的转动。
在这个实施例中，车轮横向支撑元件112、114被安装在杆116上 使得两个元件之间的距离可以被调节。这可以通过许多众所周知的方 法来完成。例如，可调节夹头可以被用来将各横向支撑元件安装到杆 上。杆随后被安装在安装于机架122的臂120上的支架118上，使得 杆可以相对于机架臂120滑动。支架被滑动到臂120上的期望位置处 并随后被夹紧就位。盖子121可以被安放在机架上。盖子具有切口123 以允许车轮底部支撑90伸到盖子上面。
通过该实施例，在确定纵向临界位置之后，车轮被放置在车轮定 心支撑元件(如果使用的话)或在定心杆上，使车轮的纵向临界位置 位于轮辋内表面上并且车轮纵向平面与定心元件的纵向轴线大致平 行。定心支撑元件随后被转动，引起车轮横向移动，其依次引起横向 支撑元件112、114相对于支架118移动杆116并且使其滑动。当车轮 在定心杆上被平衡时，即当车轮侧壁不被横向支撑所支撑或者当车轮 相对于横向支撑移动使得车轮从被一个横向支撑所支撑变到被另一个 横向支撑所支撑时，就已经发现了车轮的横向平衡点。标记器随后被 移动以将该位置标记在轮辋内表面上，该位置与穿过定心元件的纵向 中心轴线108的纵向平面对齐。
在其它示例性实施例中，不同的标记方法或不同的标记组件可以 与本发明的装置共同使用。例如，可以穿过与机架122相连的套筒126 安装标记器124使得标记器可以相对于套筒移动。位于标记器端部的 盖子124限制了标记器的行程，使得当盖子邻接套筒126时，标记器 书写端被定位在穿过定心元件的纵向中心轴线延伸的纵向平面上或接 近该平面。例如使用杆127将套筒126安装到机架上，杆127可滑动 地与安装在机架上的另一个套筒128相连，使得杆可以相对于机架上 下滑动。
在其它示例性实施例中，任何一个机架可调节臂56和120可以与 图5和7中公开的任何一个实施例的装置一起使用。
在进一步的示例性实施例中，提供了一种与图5中所示出的装置 类似的装置，除了机架基座54沿枢轴132被可枢转地安装在机架支撑 130上之外，如图8、9A和9B中所示。此外，横向支撑62和64被 连接到从机架支撑130伸出的可调节臂133上。在所示出的示例性实 施例中，凸轮轴134可旋转地连接到机架上。在所示出的示例性实施 例中，凸轮轴被支撑在横向机架元件74和76上。凸轮轴包括两个凸 轮凸角136。踏板138被连接到机架元件74或76中的任意一个上。 在图8示出的示例性实施例中，踏板被连接到横向元件74上。踏板通 过齿轮机构140被连接到凸轮轴134上，使得按下踏板引起凸轮轴旋 转以使凸角不再如图9A所示的将机架支撑在纵向位置，使得机架如 图9B所示绕枢轴132枢转并且倒向支撑。再次按下踏板138使得凸 轮轴向相反方向转动，并且凸角与机架基座支撑相接触使得机架绕枢 轴132反方向转动，以便如图9A中所示将机架支撑在大致水平的位 置上。在其它示例性的实施例中，可以使用取代凸轮轴的其它已知机 构引起机架基座相对于机架支撑枢转。
在图8所示的示例性实施例中，电机142被用于转动螺纹杆82(未 示出)以便移动定心杆78。可选地，可以使用手柄84。
在图8所示的示例性实施例中，还使用了两个被转动地安装在基 座支撑130上的辊子144。一旦车轮位于平衡装置上，这些辊子允许 用户容易地将车轮绕其旋转动轴线线转动。这有助于用户定位纵向临 界位置，通过转动车轮使该位置位于轮辋最低部分处。如图9B中所 示，当机架相对于机架支撑被枢转时，定心杆和车轮底部支撑146位 于辊子顶面之下。当机架被转回水平位置时，车轮底部支撑46伸到辊 子上面。
在图8所示的示例性实施例中，与图4A中所示的标记器组件相 类似的标记组件148被连接到机架基座54上。穿过开口150安装标记 器组件，该开口穿过机架的元件152形成。盖子152可以如图10中所 示的被连接到机架上并且当机架枢转时相对于机架支撑转动。
通过该示例性实施例，车轮被放置在辊子上，机架如图9B中所 示的压在支撑上并且车轮侧壁由横向车轮支撑62、64中的任意一个所 支撑。如果必要的话，车轮随后绕其转动轴线在辊子上被转动以使纵 向临界位置位于轮辋最低部分处。如图9A中所示，踏板138随后被 按下以将机架转回水平位置。当机架位于水平位置时，车轮被放置在 车轮底部支撑上，该支撑抬起车轮并且将车轮与辊子分离。车轮随后 被横向平衡并且配重的位置被标记在轮辋上，在这里如结合图5中示 出的实施例所描述的。
应当注意的是，与图10中所示出的标记组件148相似或者相同的 标记组件，和/或辊子144也可以被结合到图5和7中所公开的装置中。
在进一步的示例性实施例中，任意一种上述的车轮横向平衡装置 可以为自动的。例如，诸如红外线或压电传感器的传感器，或开关， 或其它类型的传感器(总体来说的“传感器”)156被安装在车轮横向 支撑62、64上以感测车轮是否与任意一个传感器相接触或者车轮何时 从被一个支撑所支撑移动到被另一个支撑所支撑。电机可以被用来移 动标记器组件以使得标记器对车轮进行标记。中央处理器或其它装置 160可以被用来调节各种电机的移动。例如，车轮可以如先前所描述 的那样被安装在装置上。一旦一个传感器感测到车轮被一个横向支撑 元件所支撑时，引起定心杆移动或转动的电机被闭合直到传感器感测 到车轮不被任何一个横向支撑元件所支撑，或者车轮已经从被一个横 向支撑所支撑移动到被另一个横向支撑所支撑，传感器随后向控制器 发送信号使得控制器停止使得定心元件移动或转动的电机(例如电机 142)的运转。同时，另一个电机163可以使标记器组件移动就位以标 记出车轮需要放置配重的位置。可选地，标记可以手动完成。在另一 个示例性实施例中，对臂133长度的调节还可以利用已知方法使用电 机完成。
如所看到的，定心元件在不使用车轮底部支撑的实施例中作为平 衡元件。同样地，车轮底部支撑在使用车轮底部支撑的实施例中作为 平衡元件。
应当指出，在其它的可选实施例中，车轮首先被横向平衡，并且 由轮辋内表面上的环形线所限定的需要放置配重的环形位置被标记 出。该环形线是当车轮被平衡时，由轮辋和包含定心元件或长形元件 的纵向中心轴线的车轮纵向平面相交所限定的线。车轮随后被纵向平 衡以沿纵向轴线定位纵向临界位置。与车轮转动轴线平行并且穿过纵 向临界位置的直线与在车轮上由横向平衡限定的环形标记的交点就是 需要放置配重以横向平衡车轮的位置。
在其它示例性实施例中，任意一种上述的车轮横向平衡装置和长 形装置可以包括可调节支脚，以提高或降低每个支脚以便使装置水平。 如图5和7中所示出的，支脚可以包括可调节支腿或支脚170。例如， 各支脚可以旋入装置中以便支脚基座172和装置基座174之间的距离 随着支脚被旋向装置而改变。另外，该装置可以包括水平指示器，如 图7中所示出的气泡水准仪176，其指示出装置何时处于水平。装置 最好在横向平衡车轮前为水平的。
此外，结合在任何一个前述示例性实施例的标记器组件中的标记 器可以是诸如钢笔、铅笔、蜡笔、粉笔等等的书写工具或者划线器、 指针、或者分配用来标记配重放置位置的粘着剂的装置，或者分配配 重的装置。通过后一个实施例，标记器在期望位置处分配所需配重。 因此，通过最后这个实施例，实际上没有做标记。这样，此处使用的“标 记器”应当理解为这些类型的标记器中的任意一种。同样地，“标记器 组件”应当理解为包括任意一种上述标记器的标记器组件。此外，通过 任意一个上述实施例，取代标记放置横向平衡车轮用的配重的位置， 配重本身可以被放置并粘着在确定位置上以便不需要标记而横向平衡 车轮。因此，此处所用的“标记”位置也应当被理解为识别位置。例如， 标记器或标记器组件或其它装置可以被用来识别用以放置配重的位置 而不需对该位置进行标记。
之前的描述已经参考本发明的示例性实施例进行了介绍。本发明 所属领域中的技术人员应当意识到在不完全脱离本发明的原理、精神 和范围的情况下，可以对所描述的结构和操作方法进行变形和改变。 因此，在先的描述不应当被理解为只与附图中所描述和示出的精确的 结构及方法相关。