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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatisierten
Montage und Befüllung von Fahrzeugrädern gemäß dem
Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Fahrzeugreifen
für Neufahrzeuge werden üblicherweise vollautomatisiert
auf die Felge aufgezogen, mit Druckluft befüllt und anschließend
der Sitz auf der Felge optimiert. Das Befüllen des Reifens
mit Druckluft erfolgt dabei über eine Füllglocke,
wie sie z. B. in der eingangs erwähnten
DE 100 07 019 A1 beschrieben
ist. Wenn die Füllglocke herunterfährt, wird der
Reifen auf beiden Seiten in Umfangsrichtung abgedichtet. Einer der
beiden Reifenwülste wird zusätzlich mittels einer
Andruckeinrichtung, die z. B. als „Metallring” ausgebildet
sein kann, in Richtung des Felgentiefbetts gedrückt, so
dass sich ein Spalt zwischen dem Reifenwulst und dem Felgenhorn
ergibt, über den der Reifen mit Druckluft aus der Füllglocke befüllt
wird. Wenn die Andruckeinrichtung zurückfährt,
springen die Reifenwülste beider Seitenwände des
Reifens nach außen und schmiegen sich luftdicht an die
Innenseite des Felgenhorns an.
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In
einem Folgeschritt wird üblicherweise der Sitz des Reifens
auf der Felge optimiert. Dies kann beispielsweise durch Abdrücken
des Reifens vom Felgenhorn mittels Metallringen oder anderen geeigneten
Abdruckeinrichtungen erfolgen. Dieses Verfahren ist jedoch nicht
für sogenannte „Runflat-Reifen” geeignet,
da die für diese Reifen typischen Runflat-Inserts beschädigt
werden könnten. Alternativ dazu kann der Sitz des Reifens
auf der Felge optimiert werden, indem das Rad unter Einstellung
eines Schräglaufwinkels auf einer drehenden Trommel abrollt
und dabei eine Lenkbewegung simuliert wird.
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Ein
möglichst optimaler Sitz des Reifens auf der Felge ist
wichtig, um eine möglichst hohe Drehgleichförmigkeit
des Rads zu erreichen. Bei dem oben beschriebenen automatisierten
Befüllvorgang erfolgt das beim Lösen der Abdruckeinrichtung
erfolgende ”Springen” des Reifens gegen die Innenseite des
Felgenhorns unkontrolliert. ”Unkontrolliert” bedeutet,
dass nicht vorhersagbar ist, welche Stelle des Reifens sich zuerst
an die Innenseite des Felgenhorns anschmiegt und wie sich der übrige
Reifenumfang im Bereich des Reifenwulstes an das Felgenhorn anlegt.
Zudem kann das ”Sitzverhalten” des Reifens an
den beiden Seitenwänden des Reifens unterschiedlich sein.
Die Wulstbewegungen beim Springen des Reifens gegen das Felgenhorn
sind also nicht nachvollziehbar und der Sitz des Reifens auf der
Felge ergibt sich somit weitgehend zufällig. Bislang gibt
es keine Möglichkeit, das Sitzverhalten des Reifens bei
einer automatisierten Befüllung des Reifens zu beeinflussen
bzw. zu kontrollieren.
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Die
oben beschriebene Reifensitzoptimierung nach dem Füllen
des Reifens verbessert zwar den Sitz des Reifens. Eine optimale
Positionierung des Reifens auf der Felge ist aber auch damit nicht
sichergestellt, weil der Reibwert zwischen dem Reifen und der Felge
relativ hoch ist und somit eine optimale Ausrichtung des aufgepumpten
Reifens auf der Felge nicht prozesssicher dargestellt werden kann.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, ein Verfahren zur automatisierten Montage
und Befüllung von Fahrzeugrädern zu schaffen,
bei dem eine möglichst optimale Positionierung des Reifens
auf der Felge erreicht wird.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind
den Unteransprüchen zu entnehmen.
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Ausgangspunkt
der Erfindung ist ein Verfahren zur automatisierten Montage und
Befüllung von Fahrzeugrädern, gemäß dem
zunächst ein Reifen auf eine zuvor bereitgestellte Felge
aufgezogen wird. Anschließend wird eine sogenannten Reifenfüllglocke,
kurz Füllglocke genannt, an eine Seitenwand des Reifens
angesetzt. Dann wird eine Seitenwand des Reifens im Bereich des
zugeordneten Reifenwulstes in Richtung des Felgentiefbetts nach
innen vom Felgenhorn ”abgedrückt”, so
dass sich zwischen dem Reifenwulst und dem zugeordneten Felgenhorn ein
Spalt ergibt. In einem weiteren Schritt wird der Reifen mittels
Druckluft aus der Füllglocke über den Spalt zwischen
dem Reifenwulst und dem Felgenhorn befüllt. Ist der gewünschte
Fülldruck erreicht, so wird der Druck auf die Seitenwand
gelöst, wodurch der Reifenwulst durch den im Reifeninneren
herrschenden Luftdruck gegen das Felgenhorn gedrückt wird.
Das Lösen des Drucks auf die Seitenwand erfolgt in der
Praxis innerhalb von Sekundenbruchteilen, so dass der Reifenwulst
regelrecht gegen die Innenseite des Felgenhorns „springt”.
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Der
Kern der Erfindung besteht darin, dass die Seitenwand vor dem Lösen
des Drucks auf die Seitenwand schräg in Bezug auf die Felge
ausgerichtet ist. Durch diese schräge Ausrichtung wird
erreicht, dass sich der Reifenwulst beim Lösen des Drucks
zuerst an einer definierten Stelle des Felgenhorns an das Felgenhorn
anschmiegt und beim weiteren Lösen des Drucks der übrige
Reifenwulst sich ausgehend von dieser Stelle ”allmählich” an
das Felgenhorn anschmiegt. Insgesamt läuft dieser Anschmiegungsprozess
innerhalb von Sekundenbruchteilen ab. Durch die Schrägstellung
der Seitenwand in Bezug auf die Felge wird erreicht, dass sich zuerst
derjenige Punkt bzw. diejenige Stelle des Reifenwulstes an das Felgenhorn
anschmiegt, der während des Befüllvorgangs den
geringsten Abstand vom Felgenhorn hat. Ausgehend von diesem Punkt
bzw. dieser sich zuerst anschmiegenden Stelle des Reifenwulstes
legen sich dann innerhalb von Sekundenbruchteilen die auf beiden
Seiten dieser Stelle des Reifenwulstes liegenden Reifenwulstabschnitte
an die Innenseite des Felgenhorns an. Insofern ist der oben verwedete
Begriff „allmählich” relativ zu verstehen. Wichtig
für die Erzielung eines optimalen Sitzes des Reifens auf
der Felge ist, dass der Anlege- bzw. Anschmiegvorgang in definierter
Weise erfolgt und nicht etwa zufällig. Dadurch verbessert
sich die Laufruhe des Komplettrads. Ferner ergeben sich Kosteneinsparungen
infolge der Verringerung von Nacharbeit.
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Im
Folgenden wird die Erfindung im Zusammenhang mit der Zeichnung näher
erläutert. Es zeigen:
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1a–1c ein
erstes Ausführungsbeispiel gemäß der
Erfindung; und
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2a–2c ein
zweites Ausführungsbeispiel gemäß der
Erfindung.
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1a zeigt
in ihrem oberen Bereich einen Reifen 1, der auf eine Felge 2 aufgezogen,
aber noch nicht aufgepumpt ist. Das Befüllen des Reifens 1 mit Druckluft
erfolgt mittels einer sogenannten Füllglocke, die hier
aus einem oberen Teil 3 und einem unteren Teil 4 besteht.
Die Füllglocke weist eine „Abdruckeinrichtung” auf
mit einer oberen Abdruckfläche 5, die dem oberen
Teil 3 der Füllglocke zugeordnet ist, auf und
einer unteren Abdruckfläche 6, die dem unteren
Teil 4 der Füllglocke zugeordnet ist.
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Wie
aus 1a ersichtlich ist, schließen die durch
die beiden Abdruckflächen 5, 6 definierten Ebenen
einen Winkel α mit einer Mittellängsebene 7 der
Felge ein.
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Nach
dem Aufziehen des Reifens 1 auf die Felge 2 werden
die beiden Teile 3, 4 der Füllglocke an
den Reifen oder genauer gesagt an Seitenwände 8, 9 des
Reifens herangefahren (vgl. 1b). Da, wie
bereits erwähnt, die beide Andruckflächen 5, 6 der
Füllglockenteile 3, 4 schräg
in Bezug auf die Mittellängsebene 7 der Felge 2 sind,
wird der Reifen 1 in eine entsprechend schräge
Position in Bezug auf die Felge 2 gedrückt. Die
Seitenwände 8, 9 des Reifens 1 werden
im Bereich des Reifenwulstes 10 hinreichend weit nach innen,
d. h. in Richtung des Felgenbetts gedrückt, so dass sich
zwischen den Reifenwülsten der beiden Seitenwände 8, 9 und
den zugeordneten Felgenhörnern ein Spalt ergibt, über
den Druckluft aus der Füllglocke in das Innere des Reifens 1 eingeblasen
werden kann.
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Ist
der Befüllvorgang beendet, so wird der Druck auf die beiden
Seitenwände 8, 9 bzw. auf die zugeordneten
Reifenwülste gelöst. Aufgrund der Schrägstellung
des Reifens 1 bzw. seiner Seitenwände 8, 9 in
Bezug auf die Mittellängsebene 7 der Felge 2 kommen
die beiden Reifenwülste jeweils an einer genau definierten
Stelle zuerst zur Anlage mit dem Felgenhorn. Der ”obere” Reifenwulst
berührt das zugeordnete Felgenhorn zunächst an
der Stelle 1a (vgl. 1b). Bei
weiterem Lösen des Drucks auf die Seitenwände
schmiegen sich dann auch die übrigen Bereiche des Reifenwulstes 10,
d. h. die Bereiche links und rechts der Stelle 1a ”allmählich” gleichmäßig
an das Felgenhorn an. Der Begriff ”allmählich” ist
relativ zu verstehen, da der Anlegevorgang innerhalb von Sekundenbruchteilen
erfolgt. Im unteren Teil der 1b ist
der Anschmiegvorgang bzw. Anlegevorgang durch die beiden Pfeile 11, 12 angedeutet.
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Auf
der anderen Seite des Reifens, d. h. auf der Seite der Seitenwand 9,
erfolgt der Anschmiegvorgang ganz analog, jedoch ausgehend von dem erstmaligen
Berührpunkt 1b.
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1c zeigt
den Zustand bei Beendigung des Anschmiegvorgangs. Der letzte sich
an das Felgenhorn anschmiegende Punkt auf der Seite der Seitenwand 8 ist
der Punkt 2a.
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Durch
die gezielte Wulstbewegung hat der Reifen die Möglichkeit,
sich optimal an die Innenseite der Felgenhörner anzuschmiegen.
Einschlüsse von Luft zwischen den Reifenwülsten
und den Felgenhörnern werden weitgehend vermieden.
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Der ”Schrägstellungswinkel α soll
mindestens so groß sein, dass in einer Durchmesserrichtung des
Reifens betrachtet der eine am Reifenwulst betrachtete Durchmesserpunkt
in Axialrichtung der Felge mindestens 10 mm von dem gegenüberliegenden am
Reifenwulst betrachteten Durchmesserpunkt beabstandet bzw. schräg
gestellt ist. Anders ausgedrückt bedeutet dies, dass, wenn
der Punkt 1a wie in 1b dargestellt
gerade das Felgenhorn berührt, dann ist der dem Punkt 1a diametral
gegenüberliegende Punkt des Reifenwulstes noch etwa 10
mm von der Innenseite des Felgenhorns entfernt.
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Die 2a–2c zeigen
eine Variante der Erfindung, bei der die Abdruckflächen 5, 6 der
Füllglockenteile 3 bzw. 4 parallel zur
Mittellängsebene 7 der Felge sind. Sobald die
Andrückflächen 5, 6 die Seitenwände 8, 9 hinreichend
weit nach innen in Richtung des Reifentiefbetts gedrückt
haben, wird die Felge 2 an einer Seite leicht angehoben,
z. B. mittels eines seitlich angebrachten Zylinders und dann in
dieser in Bezug auf die Andrückflächen 5, 6 und
die Mittellängsebene des Reifens 1 schrägen
Position festgehalten. Die Schrägstellung ist auch hier
durch den Winkel α dargestellt. Anschließend wird
der Reifen 1 mit Druckluft befüllt. Nach Beendigung
des Befüllvorgangs werden die Seitenwände 8, 9 des
Reifens wieder entlastet, was dazu führt, dass die obere Seitenwand
das zugeordnete Felgenhorn zuerst an der Stelle 1a und
die untere Seitenwand bzw. der zugeordnete Reifenwulst die Felge 2 zuerst
an der Stelle 1b berührt und sich bei weiterem
Lösen der Andruckeinrichtung dann die übrigen
Umfangsabschnitte des Reifens 1 an die Felge 2 anschmiegen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 10007019
A1 [0002, 0003]