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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Montage eines Luftreifens auf
eine Tiefbettfelge eines Kraftfahrzeugrades und eine Vorrichtung
zur Durchführung
des Verfahrens.
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Bei
einem seither üblichen
Verfahren zum maschinellen Montieren von Fahrzeugrädern wird
die Felge mit der Felgenschüssel
nach unten in einer horizontalen Lage mittels einer Spannvorrichtung
festgehalten. Der Luftreifen wird schräg auf die Felge aufgelegt und
soweit an die Felge herangeschoben, dass der untere Reifenwulst
mit einem unteren Abschnitt in das Tiefbett der Felge gedrückt wird,
während
er mit seinem oberen Abschnitt über
das obere Felgenhorn hinausragt. Anschließend werden von oben Aufziehwerkzeuge
auf den Reifen und die Felge abgesenkt, welche die Reifenseitenwand
nach unten in die Höhe
des Tiefbetts der Felge drücken. Durch
Rotation der Aufziehwerkzeuge um die Drehachse der Felge wird dann
der Reifenwulst kontinuierlich über
das obere Felgenhorn gezogen. Dieses bekannte Verfahren hat den
Nachteil, dass es den Reifen bei der Montage sehr stark beansprucht.
Bei schwierig zu montierenden Reifen kann es außerdem zu Problemen kommen,
weil der Reifenwulst aufgrund der Eigensteifigkeit des Reifens während des
Montagevorgangs nicht im erforderlichen Maße im Tiefbett verbleibt. Am
Ende der Aufziehbewegung ist dann die freie Länge des Reifenwulstes für das Überspringen
des Felgenhorns nicht ausreichend, so daß erhebliche Schubkräfte beim
Weiterdrehen der Aufziehwerkzeuge auftreten. Weitere technische Probleme
ergeben sich bei dem bekannten Verfahren auch aus der Forderung
nach großer
Flexibilität im
Hinblick auf die zu verarbeitenden unterschiedlichen Kombinationen
von Felgen und Luftreifen, sowie aus der Forderung nach kurzen Maschinentaktzeiten.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Montage
eines Luftreifens auf einer Tiefbettfelge anzugeben, welches die
Luftreifen schont, sich für
unterschiedliche Kombinationen von Tiefbettfelgen und Luftreifen
gleichermaßen
eignet und mit kleinem maschinentechnischen Bauaufwand ausgeführt werden
kann. Es ist weiterhin Aufgabe der Erfindung, eine zur Durchführung des
Verfahrens geeignete Vorrichtung zu schaffen, die sich durch geringen
Bauauf wand auszeichnet und einfach auf unterschiedliche Montagesituationen
einzurichten ist.
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Hinsichtlich
des Verfahrens wird diese Aufgabe durch die in Anspruch 1 angegebenen
Verfahrensmerkmale gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens sind in den Ansprüchen 2 bis
12 angegeben.
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Hinsichtlich
der Vorrichtung wird die Aufgabe durch die in Anspruch 13 angegebene
Erfindung gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung sind in den Ansprüchen 14
bis 28 angegeben.
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Nach
dem erfindungsgemäßen Verfahren wird
der Luftreifen in einer Spannvorrichtung gehalten wird und die Felge
mittels einer Handhabungseinrichtung erfaßt, an den Luftreifen herangeführt und mit
einem Felgenhorn durch die Öffnung
zumindest eines Reifenwulstes in den Luftreifen eingesetzt wird. Zur
Erleichterung des Eindringens des Felgenhorns in die Öffnung des
Reifenwulstes kann zusätzlich
der Luftreifen durch Verstellen der Spannvorrichtung in eine ovale
Form gedrückt
werden. Die von einer Handhabungseinrichtung erfaßte Felge
wird an den Luftreifen herangeführt
und vorzugsweise mit zur Rotationsachse des Luftreifens geneigter
Rotationsachse in die ovale Öffnung
eines Reifenwulstes derart eingesetzt, daß ein Abschnitt des Felgenhornes
in die Öffnung
eindringt und das Tiefbett in einem diesem Abschnitt benachbarten
Bereich am Reifenwulst anliegt. Anschließend wird das Felgenhorn bei gleichzeitigem
Andrücken
des Tiefbetts an den Reifenwulst vollständig in die ovale Öffnung des
Reifenwulstes hineingedrückt,
wobei die Felge aus ihrer geneigten Lage in eine zum Luftreifen
im wesentlichen parallelen Lage gebracht wird.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren
wird der Reifen mit Hilfe der Spannvorrichtung von außen soweit
verformt, und die Felge relativ zum Reifen derart bewegt, daß der Reifenwulst
von alleine über
das Felgenhorn gleitet. Der Einsatz besonderer Werkzeuge, zum Beispiel
eines Wulstabweisers, die an dem Reifenwulst entlang gleiten und
zusätzlichen
Platz zwischen Reifenwulst und Felgenhorn benötigen, ist dabei entbehrlich.
Der Reifenwulst wird hierdurch geschont und die Gefahr einer unzureichenden
Abdichtung zwischen dem Reifenwulst und der Felge wird erheblich
vermindert. Das erfindungsgemäße Verfahren
hat wei terhin den Vorteil, daß es
von der Ausbildung des Reifens und der Ausbildung der Felge bzw. deren
Abmessungen in erheblichem Maße
unabhängig
ist. Zum Halten und Spannen unterschiedlicher Reifengrößen genügt es den
Arbeitshub der Spannvorrichtung und die Positionierung und Bewegung der
Felge entsprechend anzupassen. Üblicherweise werden
diese Bewegungsabläufe
mittels einer programmierbaren Servosteuerung, beispielsweise einer
CNC-Steuerung gesteuert, so daß durch
die Eingabe anwendungsspezifischer Daten oder Programme die Einrichtung
des Systems auf einfache Weise erfolgen kann. Es hat sich weiterhin
gezeigt, daß bei Anwendung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
die zur Montage des Reifens erforderlichen Kräfte und Momente kleiner bleiben
als bei dem herkömmlichen Verfahren.
Dies trägt
ebenfalls zur Schonung des Reifens bei.
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Als
besonders vorteilhaft hat sich weiterhin erwiesen, wenn zum vollständigen Hineindrücken des
Felgenrandes in die ovale Öffnung
des Reifenwulstes durch Verstellen der Spannvorrichtung die größte Öffnungsweite
in einer sich von der Anlagestelle des Reifenwulstes im Tiefbett
entfernenden Richtung verlagert wird. Hierdurch kann der Reifenwulst
das Felgenhorn leichter überspringen.
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Die
Spannvorrichtung wirkt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorzugsweise
auf die Lauffläche
des Luftreifens ein. Beschädigungen
der Seitenwand des Luftreifens werden dadurch vermieden. Eine vorteilhafte
Verformung des Reifens ergibt sich, wenn die Spannvorrichtung an
wenigstens drei Abstützstellen
auf die Lauffläche
des Luftreifens einwirkt, wobei das Einsetzen der Tiefbettfelge
in der Mitte zwischen zwei Abstützstellen
beginnen kann. Während
des Montagevorgangs ist es von Vorteil, wenn die beiderseits der
anfänglichen
Anlagestelle des Tiefbetts am Reifenwulst befindlichen Abstützstellen
auseinander bewegt werden. Um den Luftreifen in eine geeignete ovale
Form zu drücken
ist es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
ausreichend, wenn die Spannvorrichtung an einer Abstützstelle verstellt
wird, wobei hierbei der Abstützstelle,
die der anfänglichen
Anlagestelle des Tiefbetts am Reifenwulst entgegengesetzt ist, der
Vorzug zu geben ist Das erfindungsgemäße Verfahren sieht weiterhin
vor, daß die
Felge von der Handhabungseinrichtung auf der Innenseite der Felgenschüssel gegriffen
wird.
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Hierdurch
bleibt die Außenkontur
der Felge frei und ein Kontakt zwischen der Handhabungseinrichtung
und dem Luftreifen wird zuverlässig
vermieden. Der Außenumfang
der Felge kann vor der Montage mit einem Gleitmittel benetzt werden,
ohne daß die
Handhabungseinrichtung hierbei stört. Es ist daher auch möglich, die
Felge mit Hilfe der Handhabungseinrichtung an eine Benetzungsstation
für Gleitmittel
heranzuführen
und an der Benetzungsstation so zu bewegen, daß der Außenumfang der Felge gleichmäßig mit
Gleitmittel benetzt wird. Die Handhabungseinrichtung kann weiterhin
dazu dienen, um die Felge von einer Fördereinrichtung abzunehmen
und um nach der Montage die Einheit aus Felge und Luftreifen an
eine Fördereinrichtung
zu übergeben.
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Zur
Montage des in Montagerichtung hinteren Reifenwulstes ist das erfindungsgemäße Verfahren
gleichermaßen
geeignet. Die Felge wird hierzu von der Handhabungseinrichtung erneut
in eine geneigte Lage gebracht und in dieser Lage in die mit Hilfe
der Spannvorrichtung in eine ovale Form gedrückte Öffnung des hinteren Reifenwulstes
in der beschriebenen Weise eingesetzt und unter erneutem Zurückschwenken
in die zum Luftreifen im wesentlichen parallele Lage vollständig montiert.
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Zur
Durchführung
des angegebenen Verfahrens eignet sich nach einem weiteren Vorschlag
der Erfindung eine Vorrichtung, welche eine verstellbare Spannvorrichtung
und eine Handhabungseinrichtung umfaßt, wobei die Spannvorrichtung
dazu ausgelegt ist, den Luftreifen festzuhalten und in eine ovale
Form zu drücken
und die Handhabungseinrichtung geeignet ist die Felge zu greifen
und mit ihrem Felgenhorn in die Öffnung
des Reifenwulstes des Luftreifens hineinzubewegen. Die Handhabungseinrichtung
kann hierzu erfindungsgemäß eine in
die Felgenschüssel einsetzbare
Greifeinrichtung aufweisen, die insbesondere mehrere sternförmig angeordnete,
radial bewegbare Spannbacken hat. Die Greifeinrichtung ist vorzugsweise
um eine quer zu ihrer Mittelachse verlaufenden ersten Achse drehbar,
sie kann zusätzlich mit
ihrer ersten Achse um eine zweite Achse drehbar sein, welche die
erste Achse kreuzt. Die Drehung um die zweite Achse ist vor allem
zweckmäßig, um
die Felge oder das montierte Rad aus beliebigen Zuführlagen
entnehmen und in beliebigen Zuführlagen übergeben
zu können.
Weiterhin kann es bei dem Montagevorgang zweckmäßig sein, die Felge um die erste
und zusätzlich
um die zweite Achse zu drehen. Vorzugsweise ist die Handhabungseinrichtung
ein Roboter mit wenigstens drei Drehachsen.
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Die
Spannvorrichtung weist erfindungsgemäß wenigstens eine Stütze zur
seitlichen Abstützung
des Luftreifens entgegen der Montagerichtung und einander gegenüberliegend
wenigstens ein durch einen Antrieb bewegbares Andrückelement und
wenigstens einen Gegenhalter auf, wobei das Andrückelement und der Gegenhalter
so angeordnet sind, daß sie
auf die Lauffläche
des Luftreifens in entgegengesetzter Richtung einwirken. Die Stütze zur seitlichen
Abstützung
des Luftreifens ist vorzugsweise in einer im wesentlichen horizontalen
Ebene angeordnet, so daß der
Luftreifen durch sein Eigengewicht auf der Stütze gehalten wird. Die von
der Stütze
gebildete Abstützebene
kann aber auch mehr oder weniger zur Horizontalen geneigt sein,
wenn das Andrückelement
und/oder der Gegenhalter so positioniert oder ausgebildet sind,
daß der
Luftreifen auf der Stütze
festgehalten wird.
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In
einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung weist die erfindungsgemäße Spannvorrichtung wenigstens
zwei Gegenhalter auf, deren Abstand voneinander veränderbar
ist. Wenigstens ein Gegenhalter ist hierbei mit einer an die Lauffläche des
Luftreifens anlegbaren Rolle versehen, die in Laufrichtung des Luftreifens
verstellbar ist. Die Rolle kann erfindungsgemäß eine kegelförmige Mantelfläche haben,
deren Durchmesser in Montagerichtung zunimmt. Weiterhin kann wenigstens
ein Gegenhalter um eine zentrale, insbesondere zur Drehachse des Reifens
parallele Achse drehbar gelagert sein, um eine vorteilhafte Verstellbarkeit
in Laufrichtung des Luftreifens zu erreichen. Anstelle einer Drehbewegung
zur Verstellung des Gegenhalters kann auch eine lineare Verstellbewegung
vorgesehen sein.
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Es
kann weiterhin vorgesehen sein, daß wenigstens eine Stützte zur
seitlichen Abstützung
des Luftreifens in Umfangsrichtung des Luftreifens verstellbar ist
und eine drehbare Stützrolle
aufweist, welche bei Verstellung der Stützte an dem Luftreifen abrollt.
Hierdurch läßt sich,
insbesondere bei Montage des hinteren Reifenwulstes, durch Verlagerung
der Position der seitlichen Abstützung
des Reifens der Montagevorgang günstig
beeinflussen. Zur baulichen Vereinfachung sind vorzugsweise ein
Gegenlager und eine Stütze
gemeinsam an einem um eine zentrale Achse schwenkbaren Arm angeordnet.
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Das
Andrückelement
der Spannvorrichtung weist erfindungsgemäß eine auf die Lauffläche des Luftreifens
einwirkende Druckplatte und eine die Seitenfläche des Luftreifens abstützende Stützplatte
auf, die gemeinsam relativ zum Gegenlager bewegbar sind. Die Druckplatte
kann hierbei eine der Lauffläche des
Reifens im wesentlichen angepaßte
Krümmung haben.
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Nach
einem weiteren Vorschlag der Erfindung umfaßt die Vorrichtung eine Benetzungsstation mit
einer mit einem Gleitmittel getränkten
Bürste.
Die Bürste
hat vorzugsweise die Form eines Zylinders, der stehend angeordnet
ist und von oben mit dem Gleitmittel überspült wird. Mit Hilfe dieser sehr
einfachen Benetzungsstation kann der Außenumfang einer Felge vollständig mit
Gleitmittel benetzt werden, indem diese mit ihrem Außenumfang
mit der Bürste in
Kontakt gebracht und anschließend
mit zur Bürstenachse
im wesentlichen parallel ausgerichteter Rotationsachse und bei gleichbleibendem
Abstand zur Bürstenachse
einmal um die Bürste
herum bewegt wird.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die
in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigen
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1 eine
am Ende eines Roboterarms angeordnete Greifeinrichtung zum Greifen
einer Felge,
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2 die
Greifeinrichtung gemäß 1 in Greifposition,
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3 eine
schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Reifenmontage mit
Fördereinrichtung,
Benetzungsstation, Spannvorrichtung und Handhabungseinrichtung,
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4 die
Vorrichtung gemäß 3 während des
Transports der Felge von der Fördereinrichtung zur
Benetzungsstation,
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5 die
Vorrichtung gemäß 3 während des
Benetzens der Felge mit Gleitmittel,
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6 die
Vorrichtung gemäß 3 in
einer Montageposition,
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7 das
Verformen des Luftreifens mit Hilfe der Spannvorrichtung,
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8 die
Spannvorrichtung mit verformten Luftreifen und teilweise eingesetzter
Felge,
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9 ein
Längsschnitt
der Spannvorrichtung mit verformten Reifen und eingesetzter Felge gemäß 8,
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10 eine
schematische Darstellung der Verlagerung der Öffnung des Reifenwulstes durch Verstellen
der Spannvorrichtung,
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11 eine
schematische Darstellung des zweiten mit einer Änderung der Felgenneigung verbundenen
Montageabschnitts,
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12 eine
schematische Darstellung der Spannvorrichtung während des zweites Montageabschnitts,
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13 einen
Längsschnitt
durch Spannvorrichtung, Luftreifen und Felge nach dem Überspringen
des Felgenhorns durch den Reifenwulst.
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Die 1 und 2 zeigen
eine Greifeinrichtung 1, die zum Ergreifen und Halten einer
Felge 2 eines Fahrzeugrades dient. Die Greifeinrichtung 1 ist
an dem freien Ende eines Armes 3 einer Handhabungseinrichtung
um zwei einander rechtwinklig kreuzende Achsen X, Y drehbar angeordnet.
Ein Gabelkopf 4 ist um die in Längsrichtung des Arms 3 verlaufende
Achse Y drehbar mit dem Arm 3 verbunden. In dem Gabelkopf 4 ist
ein Gehäuse 5 der
Greifeinrichtung 1 um die Achse X drehbar gehalten. Drehantriebe
an dem Arm 4 und dem Kabelkopf 5 ermöglichen
eine drehwinkelgesteuerte Bewegung des Gehäuses 5 um die Achsen
X und Y.
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Die
Greifeinrichtung 1 weist einen Kranz von radial beweglichen
Spannbacken 6 auf, die in einer zur Achse X parallelen
Ebene ringförmig
um das Gehäuse 5 angeordnet
sind. Die Spannbacken 6 sind an linear beweglichen Aktoren,
beispielsweise Pneumatikzylindern angebracht, die in sternförmiger Anordnung
an dem Gehäuse 5 befestigt
und gemeinsam ansteuerbar sind.
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1 zeigt
die Greifeinrichtung 1 mit zurückgezogenen Spannbacken 6.
In dieser Stellung der Spannbacken 6 wird die Greifeinrichtung 1 in
die Schüssel
der Felge 2 eingeführt.
Sobald die Spannbacken sich innerhalb der Felgenschüssel befinden, werden
die Aktoren 7 betätigt
und die Spannbacken 6 radial nach außen an die Wand der Felgenschüssel angedrückt, wie
in 2 gezeigt. Die Felge 2 ist durch die
ausgefahrenen Spannbacken 6 mit der Greifeinrichtung 1 fest
verspannt, so daß sie
mit Hilfe der Handhabungseinrichtung in der gewünschten Weise bewegt und gehalten
werden kann. Die Gestaltung der Greifeinrichtung 1 mit
einer Vielzahl radial beweglicher Spannbacken ermöglicht das Übertragen
großer
Haltekräfte
auf die Felge, ohne daß diese beschädigt oder
relativ zur Greifeinrichtung 1 bewegt werden kann.
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3 zeigt
die einzelnen Komponenten einer Vorrichtung zur Reifenmontage, umfassend
eine Spannvorrichtung 10, eine Handhabungseinrichtung 11,
eine Benetzungsstation 12 und eine Fördereinrichtung 13.
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Die
Spannvorrichtung 10 besteht aus einem Tisch 14,
auf dessen Tischplatte 15 ein durch einen Antrieb parallel
zur Tischplatte 15 bewegbares Andrückelement 16 und diesem
gegenüberliegend
im Abstand voneinander zwei Gegenhalter 17 angeordnet sind.
Das Andrückelement 16 ist
an einer von der Tischplatte 15 hochstehenden Säule 18 beweglich gelagert
und weist eine Druckplatte 19 und eine vom unteren der
Tischplatte 15 zugekehrten Rand der Druckplatte 19 abstehende
Stützplatte 20 auf.
Die Druckplatte 19 ist zur Einwirkung auf die Lauffläche eines
Luftreifens bestimmt und analog zur Krümmung der Lauffläche des
Luftreifens leicht gekrümmt. Die
Stützplatte 20 bildet
eine Auflagefläche
für die Seitenfläche des
Luftreifens. Die Gegenhalter 17 haben jeweils einen sich
parallel zur Tischplatte 15 erstreckenden Arm 21.
Die Arme 21 beider Gegenhalter 17 sind mit Ihren
benachbarten Enden gemeinsam an einer in der Nähe der Mitte der Tischplatte 15 angeordneten
Säule 22 um
eine zur Tischplatte 15 senkrechte Achse schwenkbar gelagert.
An ihren freien Enden tragen die Arme 21 jeweils eine Kegelrolle 23,
an welche sich der Luftreifen mit seiner Lauffläche anlegt. Die Kegelrollen 23 sind
ebenfalls um eine zur Tischplatte 15 senkrechte Achse drehbar und
haben eine sich mit der Entfernung von der Tischplatte 15 verjüngende Mantelfläche. Zwischen der
Säule 22 und
den Kegelrollen 23 sind auf den Armen 21 Stützrollen 24 gelagert,
die zur seitlichen Abstützung
des Luftreifens dienen.
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Die
Handhabungseinrichtung 11 besteht aus einem Roboter mit
einem stationären
Sockel 25, einer auf dem Sockel 25 um eine vertikale
Achse drehbar angeordneten Plattform 26, einem um eine
horizontale Achse an der Plattform 26 drehbar gelagerten
Arm 27 und einem am freien Ende des inneren Arms 27 um
eine horizontale Achse drehbar gelagerten äußeren Arm 3, der die
Greifeinrichtung 1 trägt. Unabhängige Antriebe
ermöglichen
eine drehwinkelgenaue Bewegung der Plattform 26 und der
Arme 27 und 3 um ihre jeweiligen Achsen. In der
in 3 dargestellten Position ergreift die Handhabungseinrichtung 11 mit
Hilfe der Greifeinrichtung 1 von unten eine auf parallelen
Förderbändern 28 der
Fördereinrichtung 13 zugeführte Felge 2,
um darauf einen Luftreifen zu montieren.
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Die
Benetzungsstation 12 umfaßt einen Tisch 30 mit
einer flachen Wanne 31, in deren Mitte eine zylindrische
Bürste 32 angeordnet
ist. Im Zentrum der Bürste 32 befindet
sich eine Zuführleitung 33,
die oberhalb der Bürste 32 endet
und dort Auslaßöffnungen
hat. Mittels einer unterhalb des Tisches 30 angeordneten
Pumpe wird aus einem Vorratsbehälter
ein flüssiges
Gleitmittel, beispielsweise Seifenlösung, in die Zuführleitung 33 gepumpt
und dadurch die Bürste 32 von
oben mit Gleitmittel überspült. Überschüssiges Gleitmittel
wird in der Wanne 31 aufgefangen und zu dem Vorratsbehälter zurückgeleitet.
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4 veranschaulicht
den Beginn einer Reifenmontage mit Hilfe der beschriebenen Vorrichtung. Der
zu montierende Luftreifen 34 befindet sich in horizontaler
Lage in der Spannvorrichtung 10 zwischen dem Andrückelement 16 und
den Kegelrollen 23 der Gegenhalter 17. Die untere
Seitenwand des Luftreifens 34 liegt auf den Stützrollen 24 und
der Stützplatte 20 auf.
Die Handhabungseinrichtung 11 hat eine Felge 2 von
der Fördereinrichtung 13 abgenommen und
ist im Begriff diese auf dem Weg zur Benetzungsstation 12 durch
Drehen der Greifeinrichtung 1 um die Achse Y zu wenden.
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Vor
der Montage ist das Benetzen des Außenumfangs der Felge 2 mit
einem Gleitmittel erforderlich. Dieser Vorgang ist in 5 gezeigt.
Die Handhabungseinrichtung 11 führt hierbei die gewendete Felge
mit zur zylindrischen Mantelfläche
der Bürste 32 paralleler
Rotationsachse an die Bürste 32 soweit
heran, bis der erforderliche Kontakt zwischen der Bürste 32 und
dem Außenumfang
der Felge 2 hergestellt ist. Dann wird die Felge 2 von
der Handhabungseinrichtung 11 auf einer zur Bürste 32 konzentrischen
Kreisbahn zumindest einmal um 360° um die
Bürste 32 herumbewegt
und dadurch der Außenumfang
der Felge 2 ringsum mit Gleitmittel benetzt. Ein Bewegen
der Bürste 32 ist
hierbei nicht erforderlich, es kann aber auch eine langsame gegenläufige Drehung
der Bürste 32 um
ihre Achse vorgesehen sein.
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In
den 6 bis 9 ist die erste Phase des Montagevorgangs
veranschaulicht. Wie aus 6 zu ersehen wird die Felge 2 mit
Hilfe der Handhabungseinrichtung 11 in den in der Spannvorrichtung 10 festgehaltenen
Luftreifen 34 eingesetzt. Die Felge 2 wird hierzu
in eine zum Reifen 34 geneigte Lage gebracht derart, daß die Rotationsachse
der Felge 2 die Rotationsachse des Reifens 34 in
einem Winkel schneidet. Die Felge 2 wird hierbei außerdem so
positioniert, daß sich
die durch die Rotationsachsen von Felge 2 und Luftreifen 34 definierte
Ebene im wesentlichen in der Mitte zwischen den Kegelrollen 23 und
der Gegenhalter 17 befindet und das Andrückelement 16 etwa
in der Mitte schneidet. Außerdem ist
die Felge 2 relativ zum Luftreifen 34 derart geneigt,
daß die
Felge 2 auf der den Gegenhaltern 17 zugekehrten
Seite am tiefsten in die Öffnung
des Reifenwulstes eindringt.
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Damit
die Felge 2 in der beschriebenen Weise in den Luftreifen 34 eingesetzt
werden kann ist es zunächst
erforderlich, den Luftreifen 34 mit Hilfe der Spannvorrichtung 10 derart
zu verformen, daß der Reifen 34 und
vor allem die von den Reifenwülsten 35, 36 gebildeten Öffnungen
für die
Aufnahme der Felge 2 eine ovale Form annehmen. Hierzu wird,
wie in 7 gezeigt, das Andrückelement 16 mit Hilfe seines
Antriebs in Richtung der Gegenhalter 17 bewegt und mit
Hilfe der auf die Lauffläche 37 des
Reifens 34 einwirkenden Druckplatte 19 der Reifen
in Richtung der Gegenhalter 17, an denen er fest abgestützt ist,
gestaucht. Die Öffnungen
in den beiden Reifenwülsten 35, 36 nehmen
hierdurch eine ovale Form an, und zwar derart, daß die Öffnungsweite quer
zur Zuspannrichtung zunimmt, wie durch den Pfeil 38 angedeutet.
Koordiniert mit der Verformung des Reifens 34 erfolgt das
Einsetzen der Felge 2 in denselben, wobei die Handhabungseinrichtung 11 zunächst nach
unten in Richtung auf die Tischplatte 15 und dann auch
quer dazu in Richtung der Gegenhalter 17 mit einer definierten
Kraft auf die Felge 2 einwirkt. Hierdurch wird das Hinweggleiten
des oberen Reifenwulstes 35 über das in den Reifen 34 eindringende
Felgenhorn 39 bewirkt und das Tiefbett 40 der
Felge 2 in der Mitte zwischen den Gegenhaltern 17 an
den oberen Reifenwulst 35 angedrückt. In den 8 und 9 ist
diese Phase des Montagevorgangs gezeigt. In 9 weist
der Pfeil 41 auf die Kontaktstelle zwischen Tiefbett 40 und
Reifenwulst 35.
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Sobald
sich das in Montagerichtung vordere Felgenhorn 39 etwa
bis zur Hälfte
innerhalb der Öffnung
des Reifenwulstes 35 befindet, wird im weiteren Verlauf
des Montageprozesses die Neigung der Felge 2 relativ zum
Reifen 34 kontinuierlich verringert bis die Felge 2 im
wesentlichen parallel zum Reifen 34 ausgerichtet ist. Gleichzeitig
wird hierbei die Felge 2 mit ihrem Felgenhorn 39 in
die Öffnung
des Reifenwulstes 35 hineingedrückt und mit ihrem Tiefbett 40 in
Richtung der Gegenhalter 17 an den Reifenwulst 35 angedrückt. Das
Momentanzentrum der Schwenkbewegung der Felge 2 liegt bei
diesem Vorgang etwa in der Mitte der Berührungsstelle zwischen dem Tiefbett 40 der
Felge 2 und dem Reifenwulst 35. Damit bei diesem
auch Hineinklappen der Felge 2 bezeichneten Abschnitt des
Montageprozesses jeweils in Höhe
des Reifenwulstes 35 befindliche Sehne des Felgenhorns 39 durch
die Öffnung
des Reifenwulstes 35 hindurch paßt, ist es notwendig, daß die größte Öffnungsweite
im Reifenwulst 35 gleichzeitig mit der Eindringbewegung
der Felge 2 in Richtung des Andrückelements 16 verschoben
wird, wobei die Form der Öffnung
des Reifenswulstes 35 sich etwas einer Dreiecksform annähert. Diese
Verformung des Reifenwulstes wird dadurch erreicht, daß die beiden
Gegenhalter 17 mit ihren Kegelrollen 23, wie in 10 gezeigt,
auseinander geschwenkt werden, wobei die Kegelrollen 23 an
der Lauffläche 37 des
Reifens 34 abrollen. In Koordination mit diesem Vorgang
wird die Felge 2, mit, wie in 11 durch Pfeile
angedeutet, zum Reifen 34 hin geschwenkt und auch in Richtung
der Gegenhalter 17 bewegt, wobei die sich voneinander entfernenden
Kegelrollen 23 der Gegenhalter 17 dafür sorgen,
daß der
Reifenwulst während
der gesamten Schwenkphase in das Tiefbett der Felge 2 gepreßt wird und
dort verbleibt. Hierdurch ist sichergestellt, daß die auf der entgegengesetzten
Seite zur Verfügung
stehende Länge des
Reifenwulstes 35 ausreichend ist, damit die Felge 2 mit
dem Felgenhorn 39 durch den Reifenwulst 35 hindurchgedrückt werden
kann. Gegen Ende des Montageprozesses wird das Andrückelement 16 zurückgezogen,
während
die Gegenhalter 17 noch etwas weiter auseinander bewegt
werden, wie in 12 gezeigt. Hierdurch springt
der Reifenwulst 35 vollständig über das Felgenhorn 39 der
Felge 2 hinweg. 13 zeigt
den Endzustand der Montage des vorderen Reifenwulstes 35.
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Die
Montage des hinteren Reifenwulstes 36 erfolgt anschließend in
einem zweiten Schritt, wobei analog zu der beschriebenen Verfahrensweise
vorgegangen wird. Die Felge 2 wird zunächst wieder in die geneigte
Lage zurückgeschwenkt
und die Gegenhalter 17 werden wieder zueinander in ihre
Ausgangslage bewegt. Weiterhin wird mit Hilfe des Andrückelements 16 der
Reifen 34 und damit auch der untere Reifenwulst 36 erneut
in eine ovale Form gedrückt.
Damit die Felge 2 durch Öffnung des Reifenwulstes 36 hindurchtauchen
kann ist die seitliche Abstützung
des Reifens 34 so gestaltet, daß unterhalb der Öffnung ein
ausreichender Freiraum verbleibt. Die Stützplatte 20 und die
Stützrollen 24 befinden sich
außerhalb
der Öffnung
des Reifenwulstes 36 und behindern daher die Montagebewegung
der Felge 2 nicht. Die Anbringung der Stützrollen 24 an
den Gegenhaltern 17 sorgen außerdem für die während des Montagevorgangs notwendige
Positionierung des Reifenwulstes 36 im Tiefbett 40 der
Felge. Anstelle der beschriebenen Stützen sind jedoch auch andere
Gestaltungen, beispielsweise ein Ring oder einzelne Platten zur
seitlichen Abstützung
des Reifens möglich.
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Nach
der Montage des zweiten Reifenwulstes 36 kann die Einheit
aus Felge 2 und Luftreifen 34 mit Hilfe der Handhabungseinrichtung 11 zu
einen weiteren Bearbeitungsstation oder zu einer den Weitertransport
bewirkenden Fördereinrichtung
bewegt und dort durch Öffnen
der Greifeinrichtung abgelegt werden.
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Das
beschriebene Verfahren und die zu seiner Durchführung beschriebene Vorrichtung
eignen sich vornehmlich zur automatischen Reifenmontage und zeichnen
sich durch eine Reihe von Vorteilen aus. Die als Roboter gestaltete
Handhabungseinrichtung kann wegen ihrer Vielseitigkeit eine Reihe
von Funktionen wie Heranführen
der Felge, Benetzen der Felge mit Gleitmittel, Montage von Reifen
und Felge, Abtransport der Einheit aus Felge und Reifen übernehmen.
Obwohl die Handhabungseinrichtung selbst relativ aufwendig ist,
ergibt sich ein deutlich geringerer Bauaufwand im Vergleich zu den
bekannten Anlagen zur kompletten Reifenmontage. Aufgrund ihrer frei
programmierbaren Achsen kann die Handhabungseinrichtung die Felge
exakt gemäß den jeweiligen
Erfordernissen bewegen und positionieren. Die Kräfte und Momente, die bei der
Montage auftreten, bleiben kleiner als bei den seither üblichen
Lösungen.
Der Reifen wird daher geschont. Die Handhabungseinrichtung kann
auch an allen Achsen mit Sensoren zum Erfassen von zu hohen Belastungen ausgerüstet sein.
Hierdurch können
oftmals unentdeckte Reifenbeschädigungen
wirkungsvoll verhindert werden. Die Programme zur Steuerung der Handhabungseinrichtung
können
leicht verändert oder
ausgewechselt werden, so daß auch
der Aufwand zum Einrichten der Vorrichtung vergleichsweise gering
ist.