通过施加热熔粘合剂平衡块来平衡轮的方法和装置的制造方法
【专利摘要】一种用于车轮的轮辋(50)的平衡配重(10、11)，所述平衡配重由平衡配重材料制成，所述平衡配重材料包括热熔粘合剂(18)，所述热熔粘合剂基于聚烯烃或者乙烯?醋酸乙烯酯(EVA)共聚物并且填充体积比值在35％和75％之间的类似于钢颗粒的高密度块材料。该平衡配重材料被加热以使它变成易延展的且粘性的材料，所述易延展的且粘性的材料可粘附至轮辋(50)且施加至轮辋(50)。在冷却下来之后，形成结实的且固定附接的平衡配重(10、11)。
【专利说明】
通过施加热膝粘合剂平衡块来平衡轮的方法和装置
技术领域
[0001] 本发明设及用于平衡车轮的方法W及在车辆压载应用中所使用的配重W及用于 配重的材料，并且特别设及用于平衡汽车车轮或者其它车辆车轮的配重。
【背景技术】
[0002] 在汽车车轮平衡中，将单个车轮平衡配重施加至轮辆的具体位置。使用两种类型 的平衡配重。第一种是如在欧洲专利EP1613876B1中所公开的由夹具所附接的平衡配重，而 第二种是如在美国专利6364421B1中所公开的借助自粘性带固定的平衡配重。
[0003] 两种平衡配重能够W多种尺寸来提供，从而产生不同的配重。当平衡车轮时，选定 恰当的平衡配重尺寸然后附接至轮辆。大多数平衡配重W在箱子中的散装材料形式供应， 所需要的量的配重从箱子中手工取出。运允许用于简单地、相对便宜地供应平衡配重。
[0004] 运种缺陷在于，从箱子中取出配重的人可能取出错误的配重，并因此需要进一步 的平衡步骤。此外，取出配重的工艺很难实现自动化。为了实现自动化，已知的是相对复杂 的进给器系统。
[0005] 在W02008/103651A1中公开了一种可替换的解决方案。此处，使用填充有块材料的 连续橡胶带。运具有的缺陷是，橡胶带明显没有固体平衡配重坚固并且明显比固体平衡配 重昂贵。此外，需要粘性带W将橡胶带保持到轮辆。
[0006] 正如在尚未公开的欧洲专利申请EP12194092.8中所提供的解决方案不再需要该 粘性带。此处，未固化/未硫化的粘弹性聚合物固定至轮辆并且在之后固化。未固化的材料 具有附接至轮辆的粘性的黏性表面。通过固化工艺，使材料聚合并且它的表面粘性和吸附 性变弱而掉入泥±中。缺点在于难W处理的未固化聚合物的粘性表面。另一缺点在于可能 持续很多天或者许多星期的相对长的固化时间。
【发明内容】
[0007] 本发明要解决的问题是提供一种能够容易处理的平衡配重体W及一种使用平衡 配重体用于平衡轮或者任何其它旋转装置的方法，从而使得平衡非常坚固且长期稳定。此 夕h施加平衡配重体应当快速、简单且不昂贵。所要解决的另外的问题是提供一种用于提供 和/或制造平衡配重体的方法。
[000引该问题的解决方案在独立权利要求中描述。从属权利要求设及本发明的进一步改 进。
[0009]平衡配重包括基于填充了块(mass)材料的热烙粘合剂的平衡配重材料。在室溫 (例如标准溫度)下，平衡配重材料的热烙粘合剂是相对坚硬的、通常是弹性的并且具有非 粘性表面。当加热至足够的溫度(此处称为第一烙化溫度)时，平衡配重材料的热烙粘合剂 改变并且它的表面的至少一部分变得具有粘性。热烙粘合剂优选地至少部分地变得易延展 的或者甚至变粘。优选地，第一烙化溫度高于结合形成溫度，结合形成溫度即在其之下不会 出现润湿(wetting)轮辆的最低溫度。根据热烙粘合剂材料，该溫度介于从120°C直到210°C 的范围内。为了将平衡配重材料粘附至轮辆，该已加热的平衡配重材料施加至轮辆表面。在 那里，当冷却至室溫时，平衡配重材料与轮穀形成可靠的连接。在冷却下来之后，平衡配重 材料形成粘附至轮辆的平衡配重。平衡配重材料至少大体上与它施加至轮辆之前相同，但 是黏附到轮穀。
[0010] 优选地，施加至轮辆的整个平衡配重材料能够被加热。因此，可避免应力裂纹。也 可充分地加热平衡配重材料的外表面。优选地，可仅加热至少面向轮辆的一侧直到该至少 面向轮辆的一侧变得具有粘性而另一侧保持非粘性。因此，当使平衡配重材料附接至轮辆 时，增强了平衡配重材料的处理。
[0011] 总之，平衡配重材料的热烙粘合剂具有两个相继的相变:第一，即在加热平衡配重 材料之前具有非粘性表面。根据热烙材料，它优选地具有弹性。热烙材料可同样处于玻璃相 中。由于加热，至少一部分热烙材料的相变化至塑性状态、粘性状态或者甚至液体状态。不 管怎样，热烙材料的至少一部分表面变得具有粘性和黏性。可认为运是"粘性状态"或者"粘 性相"，运严格说是不准确的，但其描述了实质的影响。当使已加热的平衡配重材料的黏性 的粘性表面施加至轮辆时，平衡配重材料由于轮辆的热容量和相当高的热导率而冷却下 来。当平衡配重材料冷却下来时，热烙粘合剂经历从粘性状态回复至它的非粘性状态（即初 始状态）的第二相变。加热和冷却下来可在可能是几秒钟的相对短的周期中获得。因此，可 快速地获得两个相继的相变，形成平衡配重的快速施加工艺。另一优点在于，在加工之前简 化平衡配重材料的处理。由于平衡配重材料在室溫下没有粘性表面，因此，和EP12194092.8 的未固化的聚合物一样不需要特别措施。此外，热烙材料是长期稳定的，并且将不会意外地 固化而因此显著地改变它的化学性能W及因此地物理性能。
[0012] 该平衡配重与轮辆形成坚固的且长期稳定的结合。它将粘附至安装表面、例如轮 辆几乎超过轮的寿命。该结合可仅被高溫退化。因此，平衡配重材料的热烙粘合剂将被选 定，使得它可承受它的应用的全部操作溫度范围，该应用可为汽车或者轮。该平衡配重可通 过类似地使用键子施加较大力或通过将平衡配重、优选地与轮辆一起加热至相当高的溫度 W使平衡配重材料变得易延展的或者变粘并将平衡配重材料从轮辆剥离而去除。
[0013] 优选地，平衡配重材料包括填充了块材料的热烙粘合剂。热烙粘合剂可基于乙締-醋酸乙締醋巧VA)共聚物、乙締-丙締酸醋共聚物、聚締控(P0)(聚乙締(通常是LDPE，但也是 HDPE)、不规则聚丙締(PP或者APP)、聚下締-1、氧化聚乙締等）、聚下締-1及其它共聚物、非 晶聚締控(AP0/APA0)聚合物、热塑性聚氨醋(TPU)、聚氨醋(PUR)或者反应性聚氨醋、苯乙締 嵌段共聚物(SBC)、苯乙締-下二締-苯乙締(SBS)、苯乙締-异戊二締-苯乙締(SIS)、苯乙締-乙締/下締-苯乙締（SEBS)、苯乙締-乙締/丙締（SEP)、聚碳酸脂、含氣聚合物、娃橡胶、热塑 性弹性体W及各种其它共聚物中的至少一种。优选的热烙粘合剂是聚締控和乙締-醋酸乙 締醋化VA)共聚物中的至少一种。
[0014] 块材料的密度优选地是热烙粘合剂的密度至少两倍，并且块材料可包括钢、不诱 钢、鹤、锋或者氧化锋W及任何其它的合适的材料中的至少一种，优选地是颗粒形式，更优 选地具有20wiiW上ISOwiiW下的d50值。d50值是中值粒径或者颗粒尺寸分布的中值。它是在 累积分布中在50%处的颗粒直径值。此外还优选地具有100至500WI1的最大颗粒尺寸，该最 大颗粒尺寸更优选地在d50值W上。优选的块材料是不诱钢颗粒，优选地是不诱钢废料，优 选地该不诱钢废料在使用之前被研磨或者被磨碎。优选地，颗粒是非球状或者非球形形状。 具有非球形形状且优选地具有边缘或者甚至具有尖峰的已研磨或磨碎的钢颗粒比球形形 状颗粒还难W加工。通常它们使得工具磨损得更厉害或需要更坚固的且因此更昂贵的工 具。但是在平衡配重的不同实施例中采用不同类型颗粒进行测试表明，当使用已研磨或者 磨碎的颗粒时，则具有更好的长期稳定性并因此具有更高的质量。进一步优选的是，材料包 括不同颗粒尺寸的混合物。优选地具有颗粒混合物，其中，具体块的颗粒的重量百分比随着 颗粒尺寸而增加。因此，在更大颗粒中具有更高的重量百分比。在优选实施例中，具体颗粒 尺寸d的块的份数或者百分比M可W表示为：
[00巧] 其中，dmax是最大颗粒尺寸，并且dmin < d < dmax，其中，dmin t 是最小颗粒尺寸。K是指数，其优选地介于0.1至0.6的范围内，并且更优选地介于0.4和0.5 之间的。优选地具有:20皿< d。50皿。
[0016] 优选地，块材料的体积与平衡配重材料的总体积的比值为5% W上且在75% W下。 体积比值也可在35 %和75%之间，优选地，在40%和60 %之间，并且更优选地为50 %。通过 加入更高百分比的块材料，平衡配重材料可制造得更坚硬并且更刚性。因此，机械性能可通 过选择块材料的合适的度来调节。在进一步的优选实施例中，在不过多增加配重的情况下， 可加入可包括碳颗粒或者碳粉末的另外的低密度材料，W进一步调节机械性能。通常，平衡 配重材料的密度优选的范围介于3和6g/cm 3之间。平衡配重材料的机械性能可通过块材料 和低密度材料来调节，W使平衡配重材料是相对坚硬和结实。此外，可W加入一些染料用于 使平衡配重材料着色并且给予平衡配重特定的外观。
[0017] 平衡配重材料将热烙粘合剂的性能与块材料的相当高的质量结合起来。和加工标 准的热烙粘合剂一样，平衡配重材料通过相同的机器和通过相同的方法来加工并施加至安 装表面。运样的机器可能是胶枪、挤出器或类似的装置。平衡配重材料可被输送和供给到该 机器中、例如盒中或者为了更大体积而输送和供给到更大容器中。在可选择的实施例中，通 过使热烙粘合剂和块材料在被施加至安装表面之前混合并优选地刚好在被施加至安装表 面之前混合而使平衡配重材料在机器中混合。
[0018] 由于是热烙粘合剂材料，因此冷的（未加热的）平衡配重材料在室溫下是相当坚硬 或者结实的。因此，在将平衡配重材料施加至轮辆之前，平衡配重材料必须被加热W得到粘 性表面并且优选地形成易延展的且粘性的材料。至少在平衡配重材料的表面处必须达到的 所要求的溫度是热烙粘合剂的烙化溫度。尽管没有必要，但是平衡配重材料进一步的聚合 还是可通过加热来开始或者加快。在接下来的步骤中，已加热的平衡配重材料施加至安装 表面、例如轮的轮辆。在那里，它可冷却下来粘附至轮辆。或者，平衡配重材料可被安置在轮 辆上并在其上被加热。在轮辆上运样的加热也可通过首先加热轮辆而间接地完成，轮辆将 它的热量传输至平衡配重材料。
[0019] 平衡配重材料的与期望的质量相一致的期望的量可在施加之前能够被选定或者 从较长的股(strand)上切断，或者在已施加了平衡配重材料的期望的量之后可中断施加工 艺。
[0020] 显而易见的是，本发明不限于用于车辆的平衡配重，尽管运是优选的应用。相反， 运些平衡配重可用于可施加额外配重的任何地方。相应地，平衡配重可被施加至允许粘附 热烙粘合剂的任何安装表面、如金属或者塑料表面、优选地为轮的轮辆的表面。
[0021] 优选的施加平衡配重材料的方法借助于胶枪。在第一实施例中，平衡配重材料W 可插入到胶枪的胶棒的形式提供。此处，胶棒通过胶枪输送，且胶棒的第一段被加热W产生 由胶枪的喷嘴分配的具有粘性表面的易延展的胶材料。该平衡配重材料可容易地施加至轮 辆的任何期望的位置。在轮辆的相对冷的表面上，热的平衡配重材料冷却下来且胶合至轮 辆表面，形成平衡配重。
[0022] 在可替代的实施例中，平衡配重材料能够W例如可存储在漉上的连续的股(或者 线）的形式提供。该股可供给至胶枪中。该股可具有圆形的、楠圆形的或者矩形的横截面。优 选地，横截面与由平衡配重材料制成的平衡配重的形状相一致。股可为挤出型材。平衡配重 材料也可由优选地可被整体加热的盒输送。
[0023] 在另外的实施例中，可提供具有内部挤出器的胶枪。挤出器可供给有颗粒状的平 衡配重材料，该颗粒状的平衡配重材料被加热，形成易延展的块并由喷嘴分配。
[0024] 在另一实施例中，生成热气的热气枪或者类似装置可用于加热平衡配重和/或轮 辆。基本上，轮辆可通过任何装置或者方法充分地加热，并且平衡配重材料的冷块可安置在 轮辆上，被轮辆加热。
[0025] 根据另外的实施例，可提供平衡配重施加头，该平衡配重施加头加热平衡配重材 料并使平衡配重材料挤压和/或定位至轮辆。优选地，平衡配重施加头具有线圈用于在将施 加平衡配重的地方的附近感应加热轮辆。优选地，用于施加平衡配重的施加头或者任何机 构安装至机器人。另外，施加头可被固定，而安装表面(例如轮辆)是被移动。
[0026] 本发明不限于加热平衡配重材料的具体方式，其可直接地或者间接地获得，尽管 加热平衡配重材料W粘附至轮辆是必不可少的。
【附图说明】
[0027] W下，在没有被一般发明构思所限制的情况下，参考附图在实施例的示例的基础 上，将借助示例描述本发明。
[00%]图1示出了平衡配重的优选实施例；
[0029] 图2示出了平衡配重的另一实施例；
[0030] 图3示出了图1的平衡配重的截面视图；
[0031 ]图4示出了平衡配重的截面的放大视图；
[0032] 图5示出了具有平衡配重的轮辆的截面视图；
[0033] 图6示出了具有平衡配重的轮辆的俯视图；
[0034] 图7示出了由热烙枪制造平衡配重的工艺；
[0035] 图8示出了由热烙枪来制造平衡配重的工艺，其中，热烙枪通过管供料；
[0036] 图9示出了通过使用热气枪制造平衡配重的工艺；W及
[0037] 图10示出了平衡配重施加头。
【具体实施方式】
[0038] 在图1中示出了优选实施例。平衡配重10位于在轮辆50上。平衡配重包括如此处所 描述的平衡配重材料，该平衡配重材料被加热W获得与轮辆的可靠的且长期稳定的结合。 该平衡配重可通过使用热烙枪来制造。
[0039] 在图2中示出了平衡配重的另一实施例，该平衡配重通过切断平衡配重材料带并 且通过例如热气枪在轮辆的表面上加热该带来制造。该平衡配重的表面比之前的平衡配重 更光滑。
[0040] 在图3中示出了图1的平衡配重的截面视图。优选地，块材料颗粒在热烙粘合剂中 均匀分布。
[0041] 在图4中示出了平衡配重的截面的放大视图。此处，热烙粘合剂18包围块材料19， 块材料19包括多个颗粒，该多个颗粒优选地具有不同的尺寸。
[0042] 在图5中示出了在不同位置处具有选定的平衡配重的轮辆50的截面视图。在轮辆 的最外边缘处可具有平衡配重20、21。运些是与通常施加平衡配重相同的位置。由于粘合剂 特性和施加简单，平衡配重也可施加至和所示的具有平衡配重22、23、24、25和26的那些位 置一样的多个不同位置处。尽管该实施例示出了钢轮辆，但是平衡配重也可施加至如侣轮 辆的其它轮辆的多个不同位置。
[0043] 在图6中在轮辆50的俯视图中示出了一些之前所示的平衡配重20、22。
[0044] 在图7中，示出了通过使用热烙胶枪来制造平衡配重的工艺。热烙胶枪60被供给有 平衡配重材料棒30。使平衡配重材料在胶枪的接近它的喷嘴61的前端处加热并挤压通过喷 嘴W在轮辆50上形成热平衡配重材料股。与挤压同步，枪沿着方向63移动W形成平衡配重。 在冷却下来后，形成了粘附至轮辆的平衡配重20。由于通常由金属制成的轮辆的高热导率， 股迅速冷却下来，运甚至可发生在几秒钟之内。
[0045] 图8中示出了如在之前图中所示的相同的制造平衡配重的工艺。此处，使用不同的 热烙胶枪65。该热烙胶枪由管供料，该管优选地输送平衡配重材料股或者平衡配重材料颗 粒。
[0046] 在图9中示出了通过使用输送热气的热气枪或者任何类似的装置来制造平衡配重 的工艺。此处，合适尺寸或质量的平衡配重材料的块或者股安置在轮辆50上。然后用热气枪 68加热平衡配重材料。或者，可例如使用热气枪充分地加热轮辆。当平衡配重块安置在热轮 辆上时，它也被加热并且开始粘附至轮辆。在平衡配重材料安置在轮辆上之前如果轮辆和 平衡配重材料均被加热，运更好。加热轮辆的缺点在于，由于轮辆的热容量较高，冷却时间 较长。
[0047] 在图10中示出了平衡配重施加头80。该平衡配重施加头优选地通过平衡配重材料 股28供给。平衡配重材料股可由引导漉85引导。此外，它可由至少一个漉82形成和/或挤压 至轮辆50的表面。优选地，在非常邻近平衡配重应当粘附至轮辆的地方、并且更优选地在接 近漉82处设置了加热部件84。优选地在该加热部件中具有由间隔件88保持的至少一个线圈 81。该线圈可由优选地来自AC电源的AC电流驱动。该AC电流的频率优选地介于几千赫兹至 几百千赫兹或者甚至兆赫范围内，在平衡配重材料和/或轮辆中形成满流并因此加热平衡 配重材料和/或轮辆。由于高密度块材料感应出最高满流并因此在热烙胶组分被加热之前 变热，因此平衡配重材料可从它的内部被加热。线圈的形式和AC电流的频率可被选定，使得 仅平衡配重材料或者轮辆被加热或者获得至少选择性地加热轮辆和/或平衡材料。可具有 切断器86,用于在已施加了期望的量的平衡配重材料之后切断股。
[004引附图标记编号列表 [0049] 10、11平衡配重
[0050] 18 热烙粘合剂
[005。 19 块材料
[0化2] 20-26 平衡配重
[0053] 28 平衡配重材料股
[0054] 30 平衡配重材料棒
[0055] 50 轮辆处的安装表面
[0056] 60 热烙胶枪
[0057] 61 喷嘴
[0化引 63 移动方向
[0059] 65 热烙胶枪
[0060] 66 管
[0061 ] 68 热气枪
[0062] 80 平衡配重施加头
[006；3] 81 线圈
[0064] 82 压力漉
[0065] 84 加热部件
[0066] 86 切断器
[0067] 88 间隔件
[006引 85 弓恃漉
【主权项】
1. 一种用于制造平衡配重（10、11)的平衡配重材料，所述平衡配重材料包括： 热熔粘合剂(18); 所填充的高密度块材料（19)，所述高密度块材料（19)包括已研磨或磨碎的不锈钢颗 粒，所述不锈钢颗粒具有d50的值介于20μηι和150μηι之间的颗粒尺寸，所述高密度块材料具 有相对于所述平衡配重材料的介于35 %和75 %之间的体积分数，以及 所述平衡配重材料具有第一熔化温度，在所述第一熔化温度下所述平衡配重材料获得 粘性表面。2. 根据权利要求1所述的平衡配重材料，其特征在于，所示平衡配重材料具有股的形 式。3. 根据权利要求1或者2所述的平衡配重材料，其特征在于，所述热熔粘合剂（18)包括 聚烯烃和乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)共聚物中的至少一种。4. 根据权利要求1或者2所述的平衡配重材料，其特征在于，所述热熔粘合剂（18)包括 乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物、聚烯烃(PO)(聚乙烯(通常是LDPE， 但也是HDPE)、不规则聚丙烯(PP或者APP)、聚丁烯-1、氧化聚乙烯等）、聚丁烯-1及其它共聚 物、非晶聚烯烃(APO/APAO)聚合物、热塑性聚氨酯(TPU)、聚氨酯(PUR)或者反应性聚氨酯、 苯乙烯嵌段共聚物（SBC)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯（SBS)、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯（SIS)、 苯乙烯-乙烯/ 丁烯-苯乙烯（SEBS)、苯乙烯-乙烯/丙烯（SEP)、聚碳酸脂、含氟聚合物、硅橡 胶、热塑性弹性体中的至少一种。5. 根据前述权利要求中任一所述的平衡配重材料，其特征在于，高密度块材料（19)包 括颗粒混合物，其中，具体块的颗粒重量百分比随着颗粒尺寸而增加。6. 根据前述权利要求中任一所述的平衡配重材料，其特征在于，具体颗粒尺寸d的块的 份数Μ表达为：其中，dmax是最大颗粒尺寸，并且dmin S d < dmax，其中，dmin是最小颗粒尺寸并且Κ介于0.1 至0.6范围内。7. 根据前述权利要求中任一所述的平衡配重材料，其特征在于，高密度块材料（19)包 括不锈钢废料。8. 根据前述权利要求中任一所述的平衡配重材料，其特征在于，高密度块材料（19)包 括钢、钨、锌或者氧化锌中的至少一种。9. 一种用于将平衡配重施加至安装表面(50)的方法，所述方法包括以下步骤： A) 提供根据权利要求1至6中任一项所述的平衡配重材料； B) 将平衡配重材料和/或安装表面加热至第一熔化温度以上的温度； C) 将平衡配重材料施加至安装表面，以及 D) 将平衡配重冷却至第一熔化温度以下的温度。10. 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，只有平衡配重材料的要被施加至安装表 面的表面或者整个平衡配重材料被加热至第一熔化温度以上的温度。11. 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，平衡配重材料由热胶枪或者热气枪加热。12. 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在步骤a)中，提供了与所要求的重量相一 致的平衡配重材料的所要求的份数。13. 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在步骤c)中，当与所要求的重量相一致的 平衡配重材料所要求的份数已被施加至轮辋时，停止施加。14. 一种平衡配重（10)，其特征在于，所述平衡配重是根据权利要求9至13中的任一项 的产品。15. -种用于施加根据权利要求14所述的平衡配重的装置，其特征在于，提供加热部件 用于加热平衡配重材料和/或轮辋，所述加热部件包括由AC电流驱动的线圈。
【文档编号】F16F15/32GK105829760SQ201480058764
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2014年11月5日
【发明人】D·瓦根沙因
【申请人】威格曼汽车有限两合公司