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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ausgleichen einer Unwucht an einem eine Felge und einen Reifen aufweisenden Fahrzeugrad durch Befestigen mittels Kleben wenigstens eines Ausgleichselements an einer Befestigungsfläche der Felge.
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Ein Verfahren und eine Vorrichtung der angegebenen Art ist aus
JP 05 107144 A bekannt. Nach dem bekannten Verfahren wird das Fahrzeugrad nach seiner Montage in eine Unwuchtmessstation gefördert und Masse und Befestigungsposition für das Ausgleichselement ermittelt. Die Daten werden an eine Steuereinrichtung übertragen, die eine Vorrichtung zur Herstellung und Anbringung eines passenden Ausgleichselements steuert. Während das Ausgleichselement von einem Materialband abgetrennt und mit einem Doppelklebeband beschichtet wird, wird das Fahrzeugrad von einem Transportroboter an der Anschraubfläche der Felge gehalten und von der Unwuchtmessstation zu einer Ausgleichstation transportiert, wo das Rad in senkrechter Lage derart gespannt wird, dass sich die Befestigungsposition für das Ausgleichselement an einer bestimmten Stelle befindet. Das vorbereitete Ausgleichselement wird von einem Anbringungsroboter der Ausgleichstation durch Eindrehen eines Bohrers in das Ausgleichselement gegriffen, zu der Halterung transportiert und an der Außenseite oder geteilt an der Außen- und Innenseite an dem Felgenrand angeklebt. Anschließend wird das Rad, an dem das Ausgleichselement angebracht worden ist, mittels des Transportroboters auf ein abführendes Förderband transportiert.
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Das bekannte Verfahren ist für die Anbringung von Ausgleichselementen am Felgenrand von Fahrzeugrädern bestimmt und nicht zur Befestigung von Ausgleichselementen in dem Felgenhohlraum geeignet. Das bekannte Verfahren ist zum Unwuchtausgleich nur in einer Ebene ausgelegt und würde für einen Unwuchtausgleich in zwei Ebenen viel Zeit benötigen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, welches einen teilautomatischen oder vollautomatischen Unwuchtausgleich in kurzer Zeit prozesssicher ermöglicht. Das Verfahren soll für den Unwuchtausgleich in einer oder zwei Ebenen geeignet sein. Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine vorteilhafte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen.
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Die Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens durch die in Anspruch 1 angegebenen Verfahrensschritte gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind in den Ansprüchen 2 bis 9 angegeben. Hinsichtlich der Vorrichtung wird die genannte Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den in Anspruch 10 angegebenen Merkmalen gelöst. In den Ansprüchen 11 bis 17 sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung angegeben.
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Das Verfahren nach der Erfindung umfasst die folgende Schritte:
Messen der Unwucht des Fahrzeugrads in einer Unwuchtmessstation und Erzeugen von Ausgleichsdaten, welche die Masse und die Befestigungsposition wenigstens eines Ausgleichselements in Bezug auf wenigstens eine Ausgleichsebene und einen Durchmesser einer Befestigungsfläche im Hohlraum der Felge angeben;
Drehen des Fahrzeugrads in der Unwuchtmessstation in eine definierte Drehwinkelstellung und Übermittlung der definierten Drehwinkelstellung und der Ausgleichsdaten an eine Steuereinrichtung zur Steuerung eines Setzkopfes einer Ausgleichstation;
Transportieren des Fahrzeugrads von der Unwuchtmessstation zu einer Ausgleichstation mit Hilfe eines an einer Handhabungseinrichtung angeordneten Greifers, der den Reifen des Fahrzeugrads außen umgreift und das Fahrzeugrad in der Ausgleichstation zentriert und hält, und Übermittlung der definierten Drehwinkelstellung des Fahrzeugrads an die Ausgleichstation;
Einsetzen eines einseitig mit Klebstoff beschichteten Ausgleichselements, welches die in der Unwuchtmessstation bestimmte Masse hat, in den Setzkopf der Ausgleichstation;
axiales Bewegen des Fahrzeugrades und/oder des Setzkopfes und Drehen des Setzkopfes jeweils in Abhängigkeit von der Steuereinrichtung derart, dass das Ausgleichselement in dem Hohlraum der Felge in die Ausgleichsebene und in die Befestigungsposition an der Befestigungsfläche gelangt und Befestigung des Ausgleichselements durch Andrücken der mit Klebstoff beschichteten Seite an die Befestigungsfläche der Felge;
Transportieren des ausgeglichenen Fahrzeugrades von der Ausgleichstation zu einer den Weitertransport bewirkenden Abfördereinrichtung und Übergeben des ausgeglichenen Fahrzeugrades an die Abfördereinrichtung durch die Handhabungseinrichtung.
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Bei dem Verfahren nach der Erfindung wird das Fahrzeugrad mit Hilfe eines Greifers außen an der Lauffläche des Reifens gehalten, wodurch eine einfache Handhabung ermöglicht und Nachteile bei der Aufnahme des Rades an der Anschraubfläche vermieden werden. Der Innenraum in der Felgenschüssel ist hierdurch frei zugänglich für das Einfahren eines auch mehrere Ausgleichselemente haltenden Setzkopfes, so dass mit geringem Zeitaufwand durch einmaliges Einfahren des Setzkopfes in die Radschüssel in ein oder zwei Ausgleichsebenen Ausgleichselemente angebracht werden können. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt sich dadurch, dass das Fahrzeugrad in der Ausgleichstation von der Handhabungseinrichtung gehalten und zentriert wird, so dass keine zusätzlichen Haltevorrichtungen erforderlich sind. Auch die axiale Relativbewegung von Fahrzeugrad und Setzkopf kann durch axiales Bewegen des Greifers der Handhabungseinrichtung bewirkt werden, wenn die Handhabungseinrichtung, beispielsweise ein mehrachsiger Roboter, über diese Bewegungsfunktion verfügt. Außerdem kann der Setzkopf mit einem Stellantrieb versehen sein, durch den er axial positioniert werden kann.
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Um den Ausgleich in zwei Ausgleichsebenen besonders einfach und schnell durchführen zu können, kann weiterhin vorgesehen sein, dass der Setzkopf zwei Aufnahmen für Ausgleichselemente aufweist. Die Aufnahmen können einen axialen Abstand voneinander haben, der dem Abstand der Ausgleichsebenen entspricht. Hierdurch kann nach dem axialen Positionieren des Setzkopfes im Hohlraum des Fahrzeugrades in einem Schritt und gegebenenfalls ohne weitere axiale Verlagerung von Rad oder Setzkopf nacheinander in jeder Ausgleichsebene das dafür bestimmte Ausgleichselement befestigt werden.
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Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung ist vorgesehen, dass zum Unwuchtausgleich eine erste Ausgleichstation mit einem ersten Setzkopf und eine zweite Ausgleichstation mit einem zweiten Setzkopf verwendet wird, wobei in kontinuierlicher Folge auszugleichende Fahrzeugräder von der Handhabungseinrichtung im Wechsel zur ersten und zur zweiten Ausgleichstation transportiert und während des Ausgleichs in der jeweiligen Ausgleichstation gehalten werden. Durch die Anordnung von zwei Ausgleichstationen kann die Taktzeit für den Unwuchtausgleich von Fahrzeugrädern erheblich verkürzt werden, weil während der Anbringung der Ausgleichselemente an einem Fahrzeugrad in der einen Ausgleichstation, der Setzkopf in der anderen Ausgleichstation mit Ausgleichselementen für das folgende und gerade gemessene Fahrzeugrad versehen werden kann. Zu einer Verkürzung der Taktzeit kann weiter beitragen, wenn das Fahrzeugrad unter Beibehaltung seiner definierten Drehwinkelstellung von der Unwuchtmessstation zu einer Übergabestation transportiert, in der Übergabestation zentriert und mit Hilfe des an der Handhabungseinrichtung angeordneten Greifers zentrisch gegriffen und danach von der Übergabestation zur Ausgleichstation transportiert wird. Durch das Anordnen einer Übergabestation ist es möglich, unabhängig von dem Arbeitsrhythmus der Handhabungseinrichtung ein fertig gemessenes Rad früher aus der Unwuchtmessstation abzufördern und das nächste Fahrzeugrad in die Unwuchtmessstation einzufördern.
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Der Zeitgewinn durch die Anordnung zweier Ausgleichstationen macht es auch möglich, dass Ausgleichstationen verwendet werden, die ein Sortiment von Ausgleichselementen verschiedener Massen oder Typen enthalten, wobei von einer Bedienungsperson anhand der Ausgleichsdaten der Unwuchtmessstation die für den Ausgleich bestimmten Ausgleichselemente ausgewählt und in den Setzkopf eingesetzt werden. Der Setzkopf wird hierbei in einen gesicherten Arbeitsbereich der Bedienungsperson gefahren. Gleichwohl kann das Verfahren nach der Erfindung auch mit Ausgleichstationen durchgeführt werden, denen eine automatische Ablängvorrichtung zugeordnet ist, welche in Abhängigkeit von den Ausgleichsdaten passende Ausgleichselemente von einem Materialband abtrennt, wobei der Setzkopf zur Aufnahme eines abgetrennten Ausgleichselements an die Ablängvorrichtung heran und anschließend in die Einsetzposition bewegt wird.
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Das Verfahren nach der Erfindung kann mit verschiedenen Handhabungseinrichtungen durchgeführt werden. Die Handhabungseinrichtung kann so gestaltet sein, dass der Greifer bei dem Transportieren des Fahrzeugrades zur Ausgleichstation eine Linearbewegung ausführt, wobei die in der Unwuchtmessstation eingedrehte definierte Drehwinkelstellung während des Transports zur Ausgleichstation beibehalten wird. Andererseits kann die Handhabungseinrichtung, beispielsweise ein Schwenkarmroboter, beim Transport des Fahrzeugrades zur Ausgleichstation eine Drehbewegung um eine vertikale Achse ausführen, wobei der Drehwinkel der Drehbewegung von der Steuereinrichtung erfasst und zur Berechnung der Lage der definierten Drehwinkelstellung in der Ausgleichstation verwendet wird.
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Eine vorteilhafte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens umfasst nach der Erfindung eine Unwuchtmessstation zum Messen der Unwucht des Fahrzeugrads und Erzeugen von Ausgleichsdaten, welche die Masse und die Befestigungsposition wenigstens eines Ausgleichselements in Bezug auf wenigstens eine Ausgleichsebene und einen Durchmesser einer Befestigungsfläche im Hohlraum der Felge angeben, einer Handhabungseinrichtung mit einem daran angeordneten Greifer zum Transportieren des gemessenen Fahrzeugrads zu einer Ausgleichstation, wobei der Greifers dazu eingerichtet ist, den Reifen des Fahrzeugrads außen zu umgreifen, und die Handhabungseinrichtung dazu ausgebildet ist, das Fahrzeugrad in der Ausgleichstation zu zentrieren und zu halten, und einer Einrichtung zur Übermittlung der definierten Drehwinkelstellung und der Ausgleichsdaten an eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Ausgleichstation, wobei die Ausgleichstation einen Setzkopf mit einer Aufnahme für wenigstens ein Ausgleichselement aufweist, der so bemessen ist, dass er in den Hohlraum der Felge eindringen kann und der mittels eines durch die Steuereinrichtung steuerbaren Drehantriebs in eine beliebige Befestigungsposition an der Befestigungsfläche drehbar ist und eine durch die Steuereinrichtung betätigbare Andrückvorrichtung zum Andrücken des Ausgleichselements an die Befestigungsfläche der Felge aufweist.
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Bei der Vorrichtung nach der Erfindung erfolgt das Positionieren und Halten des Fahrzeugrades in der Ausgleichstation mit Hilfe der Handhabungseinrichtung, wodurch der Bauaufwand für die Ausgleichstation erheblich verringert werden kann. Die Handhabungseinrichtung kann auch dazu ausgelegt sein, das Fahrzeugrad gegenüber dem Setzkopf in axialer Richtung zu bewegen, um es für beide Ausgleichsebenen gegenüber dem Setzkopf auszurichten.
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Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Aufnahme für Ausgleichselemente des Setzkopfs an einem Schlitten angeordnet ist, der in einer Geradführung eines Trägerteils gehalten und durch einen steuerbaren Stellantrieb längs der Geradführung bewegbar ist, wobei die Geradführung parallel zur Drehachse des Setzkopfes ausgerichtet ist. Durch diese Ausgestaltung ist es möglich, die Aufnahme für das Ausgleichselement am Setzkopf in die jeweilige Ausgleichsebene zu bewegen, während das Fahrzeugrad von der Handhabungseinrichtung in einer definierten Position gehalten wird. Auch zur axialen Justierung der Position der Aufnahme gegenüber dem Fahrzeugrad oder gegenüber einer an dem Setzkopf angeordneten zweiten Aufnahme kann diese Ausgestaltung dienen.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung kann darin bestehen, dass an dem Trägerteil des Setzkopfes eine erste Aufnahme für wenigstens ein Ausgleichselement und auf der in Bezug auf die Achse der ersten Aufnahme entgegengesetzten Seite eine zweite Aufnahme für wenigstens ein Ausgleichselement angeordnet ist, wobei die Aufnahmen durch eine durch die Steuereinrichtung betätigbare Andrückvorrichtung zum Andrücken des Ausgleichselements bewegbar sind. Durch das Anordnen von zwei Aufnahmen, die zweckmäßigerweise in axialer Richtung einen Abstand voneinander haben, der dem Abstand der Ausgleichsebenen entspricht, kann das Anbringen von Ausgleichselementen in beiden Ausgleichsebenen besonders einfach und schnell durchgeführt werden, da nur eine axiale Positionierung des Setzkopfes relativ zum Fahrzeugrad für beide Ausgleichsebenen notwendig ist.
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Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung kann die Aufnahme des Setzkopfs eine gebogene Wand mit einem kreisförmig gebogenen Randbereich aufweisen, der sich in einem konstanten Abstand von der Achse erstreckt, wobei an der Innenseite des Randbereichs mehrere radial ausgerichtete Lagerplatten befestigt sind, an denen federnde Spannfinger angeordnet und schwenkbar gelagert sind, auf der der Achse abgekehrten Außenseite der Lagerplatten eine gebogene Andrückleiste angeordnet ist, die auf der Außenseite eine zylindrische Anlagefläche und daran angrenzend eine nach außen vorspringende Rippe hat und wobei die Spannfinger mit ihren Enden die gebogene Andrückleiste nach außen derart überragen, dass ihre Enden der Rippe gegenüber liegen.
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An einem Umfangsende der gebogenen Andrückleiste kann weiterhin ein zweiarmiger Spannhebel angeordnet sein, die mit einem Spannende einer nach außen vorspringende Rippe der Andrückleiste gegenüberliegt und durch einen steuerbaren Hubzylinder in eine ein Ausgleichselement haltende Spannstellung und in eine Lösestellung bewegbar ist. Mit Hilfe des Spannhebels kann ein Ausgleichselement bei dem Übernehmen von einer Ablängvorrichtung aktiv gegriffen und zuverlässig gehalten werden.
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Zur Verringerung der Taktzeit kann die Vorrichtung nach der Erfindung zwei Ausgleichstationen aufweisen, die beide im Arbeitsbereich der Handhabungseinrichtung liegen. Weiterhin kann eine Übergabestation vorgesehen sein, die durch eine Fördereinrichtung mit der Unwuchtmessstation verbunden ist, wobei die Fördereinrichtung dazu ausgebildet ist, ein Fahrzeugrad ohne Änderung seiner Drehwinkelstellung von der Unwuchtmessstation zur Übergabestation zu transportieren.
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Weiterhin kann die Vorrichtung eine automatische Ablängvorrichtung mit einer Zuführung für ein Materialband, einer Trenneinrichtung haben, welche in Abhängigkeit von den Ausgleichsdaten passende Ausgleichselemente von dem Materialband abtrennt, wobei der Setzkopf mit einer steuerbaren Bewegungsvorrichtung versehen ist, durch welche der Setzkopf an die Ablängvorrichtung zum Einsetzen von abgetrennten Ausgleichselementen heran bewegbar ist. Hierdurch wird ein vollautomatischer Unwuchtausgleich von Fahrzeugrädern ermöglicht.
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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 Anlage zum Ausgleichen der Unwucht von Fahrzeugrädern mit zwei halbautomatischen Ausgleichstationen,
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2 eine vollautomatische Anlage zum Ausgleichen der Unwucht von Fahrzeugrädern,
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3 eine perspektivische Ansicht eines Setzkopfes einer Ausgleichstation nach der Erfindung,
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4 ein weitere perspektivische Ansicht des Setzkopfes gemäß 3,
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5 einen Teilschnitt des Setzkopfes gemäß 3,
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6 das Befestigen eines Ausgleichselements an einem Fahrzeugrad,
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7 eine Ablängvorrichtung nach der Erfindung.
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Die in 1 gezeigte Anlage 1 ist Teil einer Fertigungsstraße zur Herstellung von kompletten Fahrzeugrädern 2, die im Wesentlichen aus einer Felge 3 und einem die Felge 3 umgebenden Reifen 4 bestehen. Die Fahrzeugräder 2 werden in einer Montagelinie montiert und dann mittels einer Fördereinrichtung der Anlage 1 zugeführt. Die Anlage 1 umfasst eine Unwuchtmessstation 10, eine Übergabestation 11, eine Handhabungseinrichtung 12, zwei Ausgleichstation 13, 14 und eine Abfördereinrichtung 15. Die Unwuchtmessstation 10 bildet den Eingang der Anlage. Hier werden die fertig montierten Fahrzeugräder liegend zugeführt, wobei die Außenseite der Fahrzeugräder nach oben zeigt.
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Die Unwuchtmessstation 10 hat in herkömmlicher Weise eine Bandfördereinrichtung 101 zum Zu- und Abfördern der Fahrzeugräder 2, Zentriereinrichtungen 102, eine motorgetriebene Messspindel 103 mit stehender Achse und nicht dargestellte Messeinrichtungen, welche die zur Bestimmung der Unwucht nach Lage und Größe erforderlichen Messwerte erfassen. Der Unwuchtmessstation 10 zugeordnet ist eine Zentraleinheit 16, die eine Auswerteschaltung zur Auswertung der Messdaten und zur Erzeugung von Ausgleichsdaten enthält, welche die Masse und die Befestigungsposition der zum Unwuchtausgleich anzubringenden Ausgleichselemente enthalten. Die Zentraleinheit 16 enthält weiterhin Steuereinrichtungen zur Steuerung der Unwuchtmessstation 10 und weiterer Vorrichtungen und Stationen der Anlage.
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Zur Unwuchtmessung wird ein in die Unwuchtmessstation 10 eingefördertes und zentriertes Fahrzeugrad 2 von der Messspindel 103 aufgenommen, auf Messdrehzahl beschleunigt, wieder abgebremst und nach Eindrehen in eine definierte Drehwinkellage von der Bandfördereinrichtung 101 unter Beibehaltung der Drehwinkellage zur Übergabestation 11 gefördert. Gleichzeitig werden die während des Messlaufs gewonnenen Messdaten von der Auswerteschaltung der Zentraleinheit 16 verarbeitet und Ausgleichsdaten für den Unwuchtausgleich erzeugt und an die Ausgleichstationen 13, 14 übermittelt. In der Übergabestation 11 wird das zugeführte Fahrzeugrad 2b zentriert und bis zur Abholung durch die Handhabungseinrichtung 12 bereitgehalten.
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Die Handhabungseinrichtung 12 ist bei der in 1 dargestellten Anlage ein um eine Hochachse drehbarer Gelenkarmroboter 121 mit einem um eine horizontale Achse schwenkbaren Roboterarm 122, die einen vierarmigen Greifer 123 trägt. Der Gelenkarmroboter 121 ist mit einer Steuereinrichtung 124 versehen, die mit der Zentraleinheit 16 verknüpft ist und den Gelenkarmroboter 121 in Abhängigkeit von der Zentraleinheit 16 steuert. Die Ausführung der Handhabungseinrichtung 12 ist nicht auf einen Gelenkarmroboter beschränkt. Anstelle eines solchen kann beispielsweise auch ein Portalgreifer vorgesehen sein.
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Die Ausgleichstationen 13, 14 enthalten einen nachfolgend näher beschriebenen Setzkopf 131 mit Aufnahmen für mehrere Ausgleichselemente. Der Setzkopf 131 ist um eine vertikale Achse mit Hilfe eines steuerbaren Stellantriebs in eine beliebige Befestigungsposition drehbar. Das Einsetzen der Ausgleichselemente in den Setzkopf 131 erfolgt bei den Ausgleichstationen 13, 14 durch eine Bedienungsperson 20, die das jeweils für den Ausgleich bestimmte Ausgleichselemente einem Vorratsbehälter 18 entnimmt, der ein Sortiment von Ausgleichselementen verschiedener Größe enthält. Das Einsetzen der Ausgleichselemente in den Setzkopf 131 der jeweiligen Ausgleichstation 13, 14 erfolgt abwechselnd jeweils bei einer der beiden Ausgleichstationen 13 bzw. 14, während die andere der beiden Ausgleichstationen 14 bzw. 13 Ausgleichselemente an einem Fahrzeugrad anbringt.
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Bei der Darstellung in 1 findet das Einsetzen von Ausgleichselementen an der Ausgleichstation 13 statt. Hierzu wird der auf einem Schlitten angeordnete Setzkopf 131 der Ausgleichstation 13 unter dem Vorratsbehälter 18 hindurch in einen geschützten Arbeitsbereich 19 gefahren, so dass die Bedienungsperson 20 gefahrlos die Ausgleichselemente in den Setzkopf 131 einsetzen kann. Die einzusetzende Größe der Ausgleichselemente entnimmt die Bedienungsperson 20 den von der Zentraleinheit 16 übermittelten Ausgleichsdaten für das noch in der Übergabestation 11 befindliche Fahrzeugrad 2b. Die Ausgleichsdaten werden der Bedienungsperson 20 an einem Display angezeigt. Nach dem Einsetzen der Ausgleichselemente gibt die Bedienungsperson 20 durch Drücken einer Taste den Setzkopf 131 frei, wodurch dieser in die Arbeitsposition 21 im Arbeitsbereich der Handhabungseinrichtung 12 auf der Rückseite des Vorratsbehälters 18 gefahren wird.
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In der in 1 gezeigten Betriebssituation ist die Handhabungseinrichtung 12 mit einem Fahrzeugrad 2a belegt, das von der Handhabungseinrichtung 12 gerade in der Ausgleichstation 14 in zentrierter Lage gehalten wird, während der Setzkopf der Ausgleichstation 14 Ausgleichselemente an der inneren Ringfläche der Felge des Fahrzeugrades 2a befestigt.
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Nachdem die Ausgleichselemente in der Ausgleichstation 14 an dem Rad 2a befestigt sind, hebt die Handhabungseinrichtung 12 das Rad 2a so weit an, dass es von dem Setzkopf freikommt und legt das Rad 2a auf der Abfördereinrichtung 15 ab, die das in der in 1 gezeigten Betriebssituation dort noch vorhandene Rad 2 inzwischen weitergefördert hat. Nach dem Ablegen des Rades 2a bewegt die Handhabungseinrichtung 12 den Greifer 123 in eine zentrische Lage an der Übergabestation 11 und ergreift dort zentrisch das Fahrzeugrad 2b an der Außenfläche des Reifens. Von der Handhabungseinrichtung 12 wird das Rad 2b dann von der Übergabestation 11 zur Ausgleichstation 13 transportiert und genau zentriert über den Setzkopf 131 gesenkt, so dass sich die an dem Setzkopf 131 befindlichen Ausgleichselemente in den Ausgleichsebenen des Fahrzeugrades befinden. Der Schwenkwinkel, den die Handhabungseinrichtung 12 um ihre Hochachse hierbei durchfährt, wird von der Steuereinrichtung 124 der Zentraleinheit 16 übermittelt. Bei der Berechnung der Winkelstellungen des Setzkopfes 131 für die Befestigung der Ausgleichselemente wird der Schwenkwinkel zu der definierten Drehwinkelstellung des Fahrzeugrades 2b hinzu addiert. Der Setzkopf 131 wird nacheinander in die berechnete Winkelstellung gesteuert und die Ausgleichselemente werden an dem Fahrzeugrad 2b festgeklebt. Während dieses Vorgangs befindet sich der Setzkopf 131 der Ausgleichstation 14 im Arbeitsbereich 19 der Bedienungsperson 20 und kann von dieser mit den für das nächste Fahrzeugrad bereits in der Unwuchtmessstation ermittelten Ausgleichselementen versehen werden.
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Es zeigt sich, dass mit der beschriebenen und in 1 gezeigten Anlage 1 ein halbautomatischer Unwuchtausgleich erreicht werden kann, der auch in Verbindung mit dem manuellen Einsetzen der Ausgleichselemente eine kurze Taktzeit ermöglicht.
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2 zeigt eine vollautomatische Anlage 5 zum Unwuchtausgleich von Fahrzeugrädern. Die Anlage 5 umfasst eine Unwuchtmessstation 10, eine Übergabestation 11, eine Handhabungseinrichtung 12 mit einem Greifer 123, eine einzige Ausgleichsstation 23 und eine Abfördereinrichtung 15. Zwischen der Unwuchtmessstation 10 und der Übergabestation 11 ist bei der Anlage 5 außerdem eine Reinigungsstation 24 angeordnet, in der die Befestigungsflächen für das Ankleben der Ausgleichselemente gereinigt werden, um eine bessere Haftung der Ausgleichselemente zu gewährleisten.
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Der Ausgleichsstation 23 ist bei der Anlage 5 eine automatische Ablängvorrichtung 25 benachbart, welche gesteuert von einer Zentraleinheit 16 in Abhängigkeit von den gemessenen Ausgleichsdaten passgenaue Ausgleichselemente erzeugt und in einen Setzkopf 231 der Ausgleichsstation 23 einsetzt. Die Ausgleichselemente werden hierbei von einem Materialband 251 in geeigneter Länge abgetrennt, welches von einem Coil 252 abgespult und der Ablängvorrichtung 25 zugeführt wird. Das Materialband hat vorzugsweise einen rechteckigen Querschnitt und besteht aus einem Material hoher Dichte, beispielsweise einer Metalllegierung. Auf einer Breitseite ist das Materialband 251 mit einer Schicht aus Klebstoff versehen. Die Klebstoffschicht ist mit einem dünnwandigen Schutzfolienband abgedeckt, das sich leicht von der Klebstoffschicht abziehen lässt. In der Ablängvorrichtung 25 wird der Deckstreifen von dem Materialband 251 entfernt, so dass bei den abgetrennten und in den Setzkopf 231 eingesetzten Ausgleichselementen die Klebstoffschicht frei liegt und zum Befestigen der Ausgleichselemente mit der Befestigungsfläche an der Felge des Fahrzeugrads in Kontakt gebracht werden kann.
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Um Stillstandzeiten zu vermeiden, wenn die Kapazität des Coils 252 erschöpft ist, ist die Ablängvorrichtung 25 so gestaltet, dass das Materialband 251 auch von einem zweiten Coil 253 zugeführt und verarbeitet werden kann. Auf diese Weise kann ohne nennenswerte Betriebsunterbrechung von einem Coil zum anderen gewechselt werden und es bleibt genügend Zeit zum Ersetzen eines verbrauchten Coils.
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Der Setzkopf 231 der Ausgleichsstation 23 ist auf einem angetriebenen Schlitten 230 angeordnet, dessen Bewegung von der Zentraleinheit 16 gesteuert wird. Mit Hilfe des Schlittens 230 ist der Setzkopf 231 an die Ablängvorrichtung 25 so dicht heranfahrbar, dass die Ausgleichselemente von der Ablängvorrichtung 25 in die Aufnahmen des Setzkopfes 231 eingesetzt werden können. Bei diesem Einsetzvorgang wird der Setzkopf 231 gleichzeitig um seine Achse gedreht, wodurch sichergestellt wird, dass auch längere Ausgleichselemente auf ihrer gesamten Länge gleichmäßig in die Aufnahme des Setzkopfes 231 eingesetzt werden und mit ihrer Rückenfläche an dem Setzkopf anliegen. Nach dem Einsetzen der Ausgleichselemente fährt der Schlitten 230 den Setzkopf zurück in die für das Anbringen der Ausgleichselemente vorgesehenen Grundstellung, die von der Handhabungseinrichtung 12 mit dem auszugleichenden Fahrzeugrad angefahren wird.
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Im Betrieb der in 2 gezeigten Anlage 5 werden die Fahrzeugräder 2 der Unwuchtmessstation 10 zugeführt, dort gemessen und dann in definierter Drehwinkelstellung in die Reinigungsstation 24 und danach in die Übergabestation 11 gefördert. Gleichzeitig werden von der Zentraleinheit 16 die Ausgleichsdaten errechnet und in Abhängigkeit von den Ausgleichsdaten werden die Ablängvorrichtung 25 und der Setzkopf 231 derart angesteuert, dass Ausgleichselemente zutreffender Größe in den Setzkopf 231 eingesetzt werden. Die Handhabungseinrichtung 12 holt dann das Fahrzeugrad von der Übergabestation 11 ab und bringt es über dem Setzkopf 231 in die zum Befestigen der Ausgleichselemente vorgesehene Lage. Der Setzkopf 231 wird dann in die jeweilige Befestigungsposition gedreht und das jeweilige Ausgleichselement wird durch eine radiale Bewegung des Setzkopfes 231 an die Befestigungsfläche des Fahrzeugrades angedrückt. Danach legt die Handhabungseinrichtung 12 das Fahrzeugrad auf der Abfördereinrichtung 15 ab und ist dann wieder bereit, das nächste Fahrzeugrad von der Übergabestation 11 abzuholen.
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3 und 4 zeigen einen Setzkopf 28 für das Anbringen von Ausgleichselementen an einer im Wesentlichen zylindrischen Innenfläche der Felge eines Fahrzeugrades. Der Setzkopf 28 hat ein Trägerteil 29, das an einer Grundplatte 30 befestigt ist und sich in orthogonaler Richtung zur Grundplatte 30 nach oben erstreckt. Auf einander entgegengesetzten Seiten sind an dem Trägerteil 29 einander gegenüberliegend zwei Aufnahmen 31, 32 für Ausgleichselemente angeordnet. Die Aufnahmen 31, 32 haben Haltekörper 33, 34, die auf ihrer der Grundplatte 30 abgekehrten Seiten Wände 35, 36 tragen, welche die Form von Abschnitten einer kegelstumpfförmigen Ringwand haben, deren Durchmesser mit zunehmender Entfernung von den Haltekörpern 33, 34 wächst. An ihren freien Rändern haben die Wände 35, 36 gebogene Andrückleisten 37, 38, die radial nach außen überstehen und mit ihren Außenseiten zylindrische Anlageflächen 39, 40 für Ausgleichselemente 41 bilden. An ihrem oberen, äußeren Rand haben die Andrückleisten 37, 38 nach außen vorspringende Rippen 42, 43, die mit ihrer Unterseite zum seitlichen Halten der Ausgleichselemente 41 dienen. Am unteren Rand der Andrückleisten 37, 38 sind federbelastete Spannfinger 44 angeordnet, deren Enden den Rippen 42, 43 gegenüberliegen. Die Spannfinger 44 erstrecken sich durch schlitzförmige Öffnungen in den Wänden 35, 36 und sind auf der Innenseite der Wände 35, 36 an radial ausgerichteten Lagerplatten 45 drehbar gelagert. Wie aus 5 zu ersehen sind zwischen den Lagerplatten 45 Druckfedern 47 angeordnet und an einer die Lagerplatten 45 verbindenden Wand 46 abgestützt. Die Druckfedern 47 wirken auf die Spannfinger 44 derart ein, dass sie mit ihren äußeren Enden an die Unterseite der Andrückleisten 37, 38 angedrückt werden. Der Abstand der Spannfinger 44 von den Rippen 42, 43 ist hierbei etwas kleiner als die Breite der Ausgleichselemente 41. Wird ein Ausgleichselement 41 in den Aufnahmebereich zwischen den Rippen 42, 43 und den Spannfingern 44 eingesetzt, so legen sich die Enden der Spannfinger 44 an die Seitenfläche des Ausgleichselements 41 an, wobei sie von den Andrückleisten 37 abgehoben werden. Die Federkraft wird nun auf das Ausgleichselement 41 übertragen, wodurch dieses zwischen der Rippe 42 und den Spannfingern 44 eingespannt und gehalten wird.
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Zum Festhalten der Ausgleichselemente 41 sind außerdem an den Umfangsenden der Wände 35, 36 zweiarmige Spannhebel 48 angeordnet, die mittels pneumatischer Hubzylinder 49 in eine Spannstellung und in einer Lösestellung bewegbar sind. Die Spannhebel 48 haben die Aufgabe, beim automatischen Einsetzen der Ausgleichselemente in den Setzkopf 28 in der Offenstellung des Spannhebels 48 das Anfangsende eines zugeführten Ausgleichselements 41 durch Schließen festzuspannen und während des kontinuierlichen Eindrückens des Ausgleichselements 41 in den Spannbereich zwischen der Rippe 42 oder 43 und den Spannfingern 44 sicher zu halten. Hierdurch ist gewährleistet, dass das Ausgleichselement 41 bei dem Einsetzvorgang nicht verrutscht, sondern die richtige Position an dem Setzkopf 28 erhält.
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Der Haltekörper 33 ist an dem von der Grundplatte 30 entfernten oberen Ende des Trägerteils 29 über ein Zwischenelement 51 starr befestigt. Sein Abstand zur Grundplatte 30 ist daher konstant. Der Haltekörper 34 ist durch eine Geradführung 52 an dem Trägerteil 29 in Richtung der Längsachse des Trägerteils 29 bewegbar gehalten. Der Abstand des Haltekörpers 34 von der Grundplatte 30 ist mit Hilfe eines pneumatischen Hubzylinders 53 einstellbar, der durch Gelenke mit der Grundplatte 30 und der Wand 36 verbunden ist. Durch diese Bewegbarkeit des Haltekörpers 34 kann die Wand 36 mit der Andrückleiste 38 in einer zweiten Ausgleichsebene positioniert oder so eingestellt werden, dass es nicht zur Kollision mit einer Störkontur des Fahrzeugrades beim Unwuchtausgleich mit Hilfe der anderen Seite des Setzkopfes kommt.
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Wie aus den 3 und 4 zu ersehen, ist an der dem Trägerteil 29 entgegengesetzten Unterseite der Grundplatte 30 ein Schlitten 54 befestigt, der auf einer zur Längsachse der Grundplatte 30 parallelen, nur in 3 gezeigten Führungsschiene 55 bewegbar gelagert ist. Die Führungsschiene 55 ist auf einem Drehteller 56 befestigt, der mit Hilfe eines Drehantriebs 57 um eine zur Grundplatte orthogonale Drehachse drehbar ist. Neben dem Schlitten 54 befindet sich ein doppelt wirkender pneumatischer Hubzylinder 58, der ebenfalls an dem Drehteller 56 befestigt ist. Die Kolbenstange des Hubzylinders 58 ist mittels einer Platte 59 an der Grundplatte 30 befestigt. Der Hubzylinder 58 kann in zwei Endstellungen bewegt werden, wobei von der einen Endstellung aus die eine und von der anderen Endstellung aus die andere der beiden Anlagen 31, 32 in Richtung der Innenwand der Felge bewegt werden kann, um dadurch an den Andrückleisten 37, 38 gehaltene Ausgleichselemente 41 an die jeweilige Befestigungsfläche eines Fahrzeugrades anzudrücken. Alternativ kann diese Andrückbewegung auch mit Hilfe der das Fahrzeugrad haltenden Handhabungseinrichtung ausgeführt werden, wobei der Hubzylinder 58 zur Begrenzung der maximalen Anpresskraft eingesetzt werden kann.
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6 veranschaulicht das Befestigen eines Ausgleichselementes 41 an einer Befestigungsfläche 60 auf der Innenseite einer Felge 61 eines Fahrzeugrades 62. Das von einem Greifer 63 einer Handhabungseinrichtung gehaltene Fahrzeugrad 62 wird von der Handhabungseinrichtung von oben über den Setzkopf 28 gestülpt und so positioniert, dass die Befestigungsfläche 60 der Anklebefläche des Ausgleichselements 41, das an der Andrückleiste 37 des Setzkopfes 28 gehalten ist, in einem Abstand von wenigen Millimetern gegenüberliegt. Der Setzkopf 28 ist hierbei bereits in die zum Ausgleich vorgesehene Befestigungsposition gedreht. Durch Ansteuern des Hubzylinders 58 wird dann der Setzkopf 28 in Richtung Befestigungsfläche 60 bewegt und zunächst das Anfangsende des Ausgleichselements 41 an der Felge 61 angeklebt. Dann wird durch Betätigen des Hubzylinders 49 der Spannhebel 48 gelöst und durch eine von der Handhabungseinrichtung ausgeführte Bewegung des Greifers 63 das Fahrzeugrad 62 mit seiner Befestigungsfläche 60 an der Klebefläche des Ausgleichselements 41 entlang gewälzt. Durch diesen Vorgang wird das Ausgleichselement 41 auf seiner gesamten Länge gleichmäßig an die Befestigungsfläche 60 angedrückt. Der Setzkopf 28 steht bei diesem Vorgang still und die Größe der Anpresskraft wird durch einen Kraftsensor, der an dem Setzkopf 28 angeordnet ist, überwacht.
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Nach dem Anbringen des Ausgleichselements 41 bewegt die Handhabungseinrichtung das Fahrzeugrad 62 zunächst in radialer Richtung, damit das Ausgleichselement 41 vollständig von dem Setzkopf 28 gelöst wird. Anschließend bewegt die Handhabungseinrichtung das Fahrzeugrad 62 in eine geeignete Lage zum Befestigen eines zweiten Ausgleichselements 41' in der zweiten Ausgleichsebene des Fahrzeugrads. Nachdem der Setzkopf 28 in die vorgegebene Befestigungsposition für die zweite Ebene gedreht wurde, wiederholt sich der beschriebene Befestigungsvorgang, wobei das an der Andrückleiste 38 angeordnete zweite Ausgleichselement 41' angeklebt wird.
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7 zeigt eine vorteilhafte Ablängvorrichtung 65 nach der Erfindung, welche zur Herstellung von klebenden Ausgleichselementen bestimmt ist, die eine individuelle, dem jeweiligen Ausgleichsvorgang angepasste Länge haben. Die Ablängvorrichtung 65 weist zwei nebeneinander auf einem Tisch 66 angeordnete Ablängeinheiten 67, 67' auf, die funktionsgleich, aber spiegelbildlich ausgeführt sind. Jede Ablängeinheit 67, 67' hat einen Ständer 68, der eine Umlenkrolle 69 und eine Aufwickelspule 70 trägt. Die Aufwickelspule 70 wird von einem Servomotor 71 angetrieben. Ein dem Ständer 68 benachbarter Ständer 72 weist an seinem oberen Ende zwei parallele Vorschubrollen 73, 74 auf, die durch einen Servomotor 75 mit Drehwinkelgeber angetrieben werden. Die Lager der Vorschubrollen 73, 74 sind derart federbelastet, dass die Vorschubrollen 73, 74 an ein zwischen ihnen hindurchgeführtes Materialband 76 so fest angedrückt werden, dass die durch das Andrücken hervorgerufene Reibung geeignet ist, das Materialband 76 von einem Coil abzuwickeln und durch die Vorschubrollen 73, 74 hindurchzutreiben. Das Materialband 76 besteht im Wesentlichen aus einem Metallband oder Kunststoffband mit eingebundenen Metallpartikeln von rechteckigem Querschnitt, das auf seiner einen Breitseite mit einer Klebstoffschicht versehen ist, die von einem Schutzfolienband 77 abgedeckt ist. Auf der Auslaufseite der Vorschubrollen 73, 74 ist eine Führungsschiene 78 angeordnet, an der das Materialband 76 entlang geführt wird. Vor der Führungsschiene 78 befindet sich ein Trennmesser 79, das an dem Ständer 72 drehbar gelagert und durch einen Pneumatikzylinder 80 betätigbar ist.
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In der Ablängvorrichtung 65 wird das von einem Coil abgewickelte Materialband 76 so eingelegt, dass es mit dem Schutzfolienband 77 an der Umlenkrolle 69, der Vorschubrolle 73 und der Führungsschiene 78 anliegt. Das Schutzfolienband 77 wird dann um das Ende der Führungsschiene 78 herumgeführt und zum Aufwickeln an der Aufwickelspule 70 befestigt. Für die genaue Bemessung der Länge eines Ausgleichselements wird zunächst durch einen Trennschnitt des Trennmessers 79 das Anfangsende des abzumessenden Ausgleichselements erzeugt. Das Trennmesser 77 ist so eingestellt, dass nur das Metallband, nicht aber das Schutzfolienband 77 getrennt wird. Das durch den Trennschnitt abgetrennte Metallbandstück wird entfernt. Nachdem das Anfangsende zugeschnitten ist, werden die Vorschubrollen 73, 74 durch Ansteuern des Servomotors 75 so weit in Vorschubrichtung gedreht, dass der Drehwinkel einer Umfangslänge der Vorschubrollen 73, 74 entspricht, welche gleich der gewünschten Länge des abzutrennenden Ausgleichselements ist. Gleichzeitig wird durch Ansteuerung des Servomotors 71 die Aufwickelspule 70 im gleichen Drehsinne gedreht. Das Anfangsende des abzutrennenden Ausgleichselements befindet sich nun in einem der gewünschten Länge des Ausgleichselements entsprechenden Abstand von dem Trennmesser 79 und kann durch einen Schnitt des Trennmessers 79 von dem Materialband 76 getrennt werden. Durch die Klebewirkung zwischen dem Schutzfolienband 77 und der Klebstoffschicht bleibt das abgetrennte Ausgleichselement jedoch noch an dem Schutzfolienband 77 haften. Für die Übergabe wird das abgetrennte Ausgleichselement durch Ansteuerung der Vorschubrollen 73, 74 mit seinem Anfangsende in eine definierte Position am Auslaufende der Führungsschiene bewegt, wobei das Schutzfolienband 77 von der Aufwickelspule 70 straff gehalten wird.
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Um das abgetrennte Ausgleichselement in den Setzkopf einzusetzen, wird dieser an die Ablängvorrichtung 65 herangefahren und in eine solche Stellung gedreht, dass ein Anfangsende des abgetrennten Ausgleichselements mit Hilfe des Spannhebels 48 festgespannt werden kann. Durch eine anschließende Wälzbewegung des Setzkopfes entlang des Ausgleichselements wird dieses dann von dem Schutzfolienband gelöst und vollständig in den Aufnahmebereich zwischen Rippe und Spannfingern hineingedrückt. Auf diese Weise ist eine positionsgenaue und zuverlässige Übergabe des abgetrennten Ausgleichselements von der Ablängvorrichtung 65 auf den Spannkopf gewährleistet.
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In der beschriebenen Weise können nacheinander weitere Ausgleichselemente variierender Länge von dem Materialband 76 abgetrennt werden, wobei der Trennschnitt zur Abtrennung des jeweils vorausgegangenen Ausgleichselements und die dazugehörige Stellung der Vorschubrollen jeweils den Anfangspunkt für die Bestimmung der Vorschublänge für das nachfolgende Ausgleichselement bildet. Ist das nachfolgende Ausgleichselement kürzer als der Abstand zwischen dem Anfangsende des Metallbands und dem Trennmesser 79, so bewegen die Vorschubrollen das Materialband um den erforderlichen Betrag rückwärts.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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