DE102006055508A1

DE102006055508A1 - Automatisierte Reifenprofil-Nachschneidevorrichtung

Info

Publication number: DE102006055508A1
Application number: DE200610055508
Authority: DE
Inventors: Alexander Glogger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-11-24
Filing date: 2006-11-24
Publication date: 2008-05-29

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Nachschneidevorrichtung für die Profile von LKW-Reifen, bei der die Führung des Schneidewerkzeugs durch einen automatisiert angepassten Dreh-Vorschub des Reifens unterstützt wird. In erweiterter Ausführung wird die Schneidvorrichtung in Winkelausrichtung und Schneidtiefe automatisch geführt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Nachschneidevorrichtung für die Profile von KFZ-Reifen, insbesondere von LKW-Reifen, bei der die Führung des Scheidewerkzeugs durch einen automatisiert angepassten Dreh-Vorschub des Reifens unterstützt wird. In erweiterter Ausführung wird die Schneidvorrichtung in Winkelausrichtung und Schneidtiefe automatisch geführt.
LKW-Reifen werden aus konstruktiven Gründen so ausgeführt, dass nach Abnutzung des Profils auf zulässige Tiefe eine ausreichend dicke Verschleißschicht übrig bleibt, die durch Nachschneiden des Profils zu einer Verlängerung der Laufleistung genutzt werden kann.
Das Nachscheiden wird bislang überwiegend mit Handprofilscheidern vorgenommen. Unter den bislang vorliegenden Vorschlägen für eine Verbesserung und Automatisierung des Vorgangs werden zwar zahlreiche Verbesserungen der Scheidegeräte selbst dargestellt, nicht jedoch der Nachschneidevorgang so gestaltet, dass die schwere körperliche Arbeit der Führung des Schneidewerkzeugs überflüssig würde.
Denn bisherige Ansätze der Automatisierung gehen davon aus, dass die alte Rillenkontur des abgenutzten Reifensegments sowohl in der Auslenkung gegenüber der Laufrichtung ( FR 76 29995 ), wie auch hinsichtlich der Schneidtiefe ( FR 90 12226 ) durch eine mechanische Abtastung erfasst und das Scheidgerät dem nachgeführt wird.
Tatsächlich erwies sich dies Vorgehen aber als problematisch, weil schon bei kleineren Beschädigungen des Reifens, etwa punktuellen Ausbrüchen, der Schneidstichel in die Karkasse eindringt und den Reifen damit unbrauchbar macht. Auch hinsichtlich der waagrechten Nachführung des Profilverlaufs erwies sich diese mechanische Führung als weniger geeignet, wenn einzelne, ansonsten harmlose Beschädigungen vorliegen, oder das Profil punktuell (z.B. durch eine Bremsblockade) abgenutzt ist. Daher ist das Nachschneiden von Reifen bis heute Handarbeit.
Es ist dagegen Aufgabe vorliegender Erfindung, die Arbeit des Nachschneidens zu erleichtern, bis dahin, sie vollständig zu automatisieren.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch bewirkt, dass in einer ersten Phase der Arbeitserleichterung der Reifen in eine Vorrichtung eingespannt wird, in dem er so drehbar geführt wird, dass der Vorschub entsprechend der Geometrie der zu schneidenden Rille erfolgt, bei engen Kurven also verringert und in Längsrillen beschleunigt wird, um dem Bearbeiter einen optimalen Handhabungsrhythmus zu ermöglichen, den er in der Grundgeschwindigkeit am Handgriff des Schneidgeräts oder per Fußpedal beeinflussen kann. Hierdurch wird nicht nur die Arbeit erleichtert, sondern auch die Produktivität des Reifen-Nachschneidens wesentlich erhöht.
In einer erweiterten Ausführung kann auch das Schneidegerät automatisch geführt werden. Denn bereits zu obiger Ausführung ist erforderlich, den Verlauf des Reifenprofils für die entsprechende Rille vor Bearbeitung zu ermitteln. Dies kann durch Eingabe des Profiltyps und Abgleich mit einer Musterbibliothek geschehen, so dass nur noch die bearbeitete Rille vorgegeben und der Startpunkt der Arbeit markiert sein muss. Genauer und ergonomischer ist jedoch die Ermittlung des Profils mit Methoden optischer Mustererkennung, wofür sich zahlreiche am Markt befindliche Systeme eignen würden. Zu höherer Redundanz ist auch hierbei die Auswahl des Reifentyps in einer Musterbibliothek und ein Abgleich der Musterstrukturen vorteilhaft.
Bei der einfachen Ausführung wird die Kenntnis des Musters nur zur Steuerung des Vorschubs verwendet, das Nachfahren des Musters ist dann letztlich der Geschicklichkeit des Bearbeiters überlassen.
Die Vollausführung sieht dagegen vor, das Schneidgerät in zwei Achsen (links-rechts und oben-unten) automatisch zu steuern und dabei den Vorschub wie oben durch Drehung des Reifens zu bewirken.
Dabei wird die Richtungsführung des Schneidgeräts durch die optische Erfassung des vorhandenen Profils, vorzugsweise mit Abgleich in der Profilbibliothek und eines daraus berechneten Führungswinkels bestimmt und über vorzugsweise elektromechanische Stellglieder bewirkt (denkbar, aber weniger sinnvoll, ist natürlich auch ein hydraulische oder pneumatische Betätigung).
Hierbei ist sowohl möglich, den Profiltyp manuell vorzugeben, wie auch einen Abgleich des Outputs des Muster-Erkennungssystems mit den in der Bibliothek gespeicherten Mustervorgaben automatisch vorzunehmen. In Anlehnung an vergleichbare EDV-Systeme erscheint es vorteilhaft, die manuelle Eingabe des Reifentyps zu ermöglichen, aber nicht zwingend zu machen, so dass der Such- und Verifikationsvorgang beschleunigt wird. Allerdings spielt dies bei der zu erwartenden Rechengeschwindigkeit zukünftiger EDV-Systeme bald keine Rolle mehr.
Die Vertikalführung des Scheidgeräts wird vorteilhaft durch VCDR (Very Close Distance Radar)-Sensoren bestimmt, die je nach Reifenaufbau an der Stahl- oder Gewebekarkasse des Reifens charakteristische Reflektionsformen aufnehmen. Damit kann das Schneidgerät über den Höhenaktor so geführt werden, dass auch bei Verformung (Höhenschlag) des Reifens und ungleichmäßiger Dicke der verbliebenen Deckschicht zur Sicherheit ein gleichmäßiger Abstand zur Karkasse gewahrt bleibt.
Handhabungsfehler eines manuell geführten Nachschneidegeräts, bewirkt durch unterschiedlichen Aufdruck und vertikalem Verkanten werden dadurch ebenso vermieden, wie möglicherweise zu tiefe Einschnitte an Abplattungen, die z.B. durch Bremsblockaden hervorgerufen sein können. Um dies zu tiefe Einschneiden mit dem Risiko der Beschädigung der Karkasse (und z.B. zerstörerischer Korrosion durch eindringendes Wasser) zu vermeiden, muss sonst ein größerer Sicherheitsabstand, d.h. eine geringere Schneidtiefe gewählt werden, die eine optimale Nutzung der Restlaufzeit des Reifens verhindert.
Die Erfindung wird nachfolgend in Zeichnungen 1 und 2 näher erläutert.
1 stellt den Aufbau einer möglichen Ausführung der vollautomatischen Reifenprofil-Nachschneidevorrichtung dar.
Dabei enthält der Basisschrank 1 die Dreh-Vorschubeinrichtung 2 (nicht näher dargestellt, weil dem Fachmann bekannt) für das Rad 9. Die Hubsäule 3 ist im Bereich der Balgen 4 höhenverstellbar, wobei die Verstellung hydraulisch, pneumatisch oder mit Linearantrieben erfolgen kann (nicht dargestellt, weil dem Fachmann bekannt).
Die Dreh-Steuereinheit 5 am Ausleger 10, die vorzugsweise einen Stellmotor enthält, bewegt den Drehteller 12 mit den Haltern 13 und der Schneidevorrichtung 8, sowie die Nahfeld-Radareinrichtung 7, die den Abstand zur Reifenkarkasse misst. Ebenfalls am Ausleger 10 montiert ist auch die Video-Kamera 6, die das Reifenprofil und die Position des Scheidgeräts aufnimmt.
2 zeigt den Funktionszusammenhang des Systems anhand eines Flussdiagramms für die Abfolge der Steuerung im Vollautomatischen Modus:
Die Kamera 22 sendet eine Aufsicht des Reifenprofils mit Kennzeichnung der Position des Schneidstichels an die Bildsignal-Auswerteeinheit 24, die ein auf das Reifenmuster reduziertes Signal an eine Reifenbild-Bibliothek 23 überträgt, in der die Muster mit gespeicherten Reifenmustern verglichen werden. Um den Vorgang der Suche des richtigen Reifenmusters zu beschleunigen, kann der Bediener in der Reifentyp-Vorwahl 21 das Fabrikat, Typ, Fertigungsnummer etc. eingeben oder einscannen (nicht dargestellt, weil dem Fachmann bekannt).
Aus den Daten ermittelt die Reifen-Bibliothek den jeweiligen Verlauf der zu schneidenden Rille 25, aus der, zusammen mit der Positionsbestimmung 26 des Schneidwerkzeugs der Verfahr-Sollweg 27 ermittelt und dem Steuer-Rechenwerk 30 übergeben wird.
Das Rechenwerk erhält hierzu noch die Inputs des Abstandsmessers zur Karkasse 28, und des Drehwinkelgebers 29, um die Soll-Bewegung des Schneiders zu ermitteln. Zur Kompensation der dynamischen Effekte können dazu noch die Daten eines Gierwinkel-Beschleunigungssensors 34 integriert werden.
Aus diesen Inputs ermittelt das Rechenwerk 30 die Vorgaben für die horizontale (linksrechts)-Bewegung der Schneideinheit, die vertikale Bewegung des Hubsystems 33 und den Antrieb des Reifen-Rotors 32 und somit den Dreh-Vorschub beim Reifenschnitt.

Claims

Reifenprofil-Nachschneidevorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass der Reifen in eine Haltevorrichtung drehbar eingespannt ist und diese dem Reifenprofil entsprechend angetrieben wird.
Reifenprofil-Nachschneidevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Analyse des Reifenprofils nach optischer Erfassung erfolgt.
Reifenprofil-Nachschneidevorrichtung nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass das optisch erfasste Profil mit einem Soll-Profil abgeglichen wird, dass in einer Datenbank hinterlegt ist.
Reifenprofil-Nachschneidevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Suche und Abgleich des Reifenprofils durch Eingabe des Reifentyps beschleunigt wird.
Reifenprofil-Nachschneidevorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass diese Eingabe manuell erfolgt.
Reifenprofil-Nachschneidevorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass diese Eingabe durch Einscannen der Reifentyp-Angaben an der Reifenflanke erfolgt.
Reifenprofil-Nachschneidevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit der Drehung des Reifens dem erfassten Winkel des Schneidgeräts zur Laufrichtung folgt, d.h. bei Längsrillen die Drehung beschleunigt und bei Querrillen gebremst bzw. gestoppt wird.
Reifenprofil-Nachschneidevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehung des Rades nach Analyse des Verlauf des Profils vorausschauend gesteuert wird.
Reifenprofil-Nachschneidevorrichtung nach Anspruch bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass auch die Führung des Schneidgeräts automatisiert ist.
Reifenprofil-Nachschneidevorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneidgerät an einem Ausleger geführt, drehbar und höhenverstellbar eingerichtet ist.
Reifenprofil-Nachschneidevorrichtung nach Anspruch 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung elektrisch erfolgt.
Reifenprofil-Nachschneidevorrichtung nach Anspruch 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung hydraulisch erfolgt.
Reifenprofil-Nachschneidevorrichtung nach Anspruch 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung pneumatisch erfolgt.
Reifenprofil-Nachschneidevorrichtung nacheinem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Soll-Verfahrweg aus einer jeweils ermittelten Ist-Position des Schneidwerkzeugs und der weiter zu verfahrenden Rillenlage ermittelt ist.
Reifenprofil-Nachschneidevorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Position des Schneidgeräts optisch erfasst ist.
Reifenprofil-Nachschneidevorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrichtung des Schneidgeräts in der Horizontalen nach dem Verlauf der zu schneidenden Rille erfolgt.
Reifenprofil-Nachschneidevorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die horizontale Ausrichtung des Schneidgeräts durch einen Stellmotor elektrisch erfolgt.
Reifenprofil-Nachschneidevorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die horizontale Ausrichtung des Schneidgeräts hydraulisch oder pneumatisch erfolgt.
Reifenprofil-Nachschneidevorrichtung nach Anspruch 14 und 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Verlauf der zu schneidenden Rille aus einer Analyse des Reifenprofils ermittelt wird.
Reifenprofil-Nachschneidevorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Reifenprofil wie unter Anspruch 3 ff. ermittelt wird.
Reifenprofil-Nachschneidevorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrichtung des Schneidgeräts in der Vertikalen durch laufende Messung des Abstandes der Schneidspitze zur Reifenkarkasse erfolgt.
Reifenprofil-Nachschneidevorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandsmessung mit Nahfeld-Radar-Sensoren erfolgt.
Reifenprofil-Nachschneidevorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandsmessung mit Ultraschall-Sensoren erfolgt.
Reifenprofil-Nachschneidevorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die vertikale Ausrichtung des Schneidgeräts durch einen Linearmotor elektrisch erfolgt.
Reifenprofil-Nachschneidevorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die vertikale Ausrichtung des Schneidgeräts durch einen Spindelantrieb erfolgt.
Reifenprofil-Nachschneidevorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die vertikale Ausrichtung des Schneidgeräts durch einen Zahnriemenantrieb erfolgt.