DE102011112152A1

DE102011112152A1 - Anlage zum Montieren von Fahrzeugrädern

Info

Publication number: DE102011112152A1
Application number: DE102011112152A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: HWA AG
Current assignee: HWA AG
Priority date: 2011-09-01
Filing date: 2011-09-01
Publication date: 2013-03-07
Anticipated expiration: 2031-09-02
Also published as: DE102011112152B4; DE202011110326U1

Abstract

Eine Anlage zum Montieren von Fahrzeugrädern, insbesondere im Motorsport, umfasst mindestens einen Schlagschrauber (1a). Im Kraftfluss zwischen dem Rotor (5) und dem Schraubwerkzeug (8) des Schlagschraubers (1a) ist ein Drehmomentensensor (9) angeordnet, dessen Ausgangssignal repräsentativ für das vom Rotor (5) auf das Schraubwerkzeug (8) übertragene Drehmoment ist. Eine elektronische Steuereinrichtung (2) vergleicht das Ausgangssignal des Drehmomentenmessers (9) mit einem vorgegebenen Wert und erzeugt ein Steuersignal, welches das die Zufuhr von Druckluft zum Schlagschrauber (2a) beherrschende Absperrventil (14) schließt, wenn das gemessene Drehmoment einen vorgegebenen Wert übersteigt. Hierdurch kann die Zeit, die zur Montage von Fahrzeugrädern benötigt wird, verkürzt werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage zum Montieren von Fahrzeugrädern, insbesondere im Motorsport, mit mindestens einem Schlagschrauber, der aufweist:

a) einen druckluftbetriebenen Rotor;
b) ein von dem Rotor angetriebenes Schlagwerk, das eine Ausgangswelle aufweist;
c) ein auf der Ausgangswelle des Rotors befestigbares Schraubwerkzeug;
d) ein Absperrventil, mit dem die Druckluft-Zufuhr zu dem Rotor ein- und ausgeschaltet werden kann.

Schlagschrauber werden bei der Montage und Demontage von Fahrzeugrädern (Fahrzeugfelgen) verwendet und dienen dazu, die entsprechenden Radmuttern ab- bzw. aufzuschrauben. Insbesondere im Motorsport, wo Räder während des Boxenstopps ausgetauscht werden, müssen die Montagevorgänge mit großer Schnelligkeit durchgeführt werden.
Ein Radwechsel im Motorsport läuft im Allgemeinen nach folgendem Schema ab, wobei sich die Details in unterschiedlichen Rennserien unterscheiden: Die Radmutter wird mit Hilfe eines Schlagschraubers gelöst, das gebrauchte Rad wird abgenommen und das frische Rad aufgesteckt. Sodann wird die Radmutter mit dem Schlagschrauber wieder angezogen. Für das richtige Drehmoment sorgt der bedienende Mechaniker. Die Druckluftzufuhr zum Schlagschrauber wird bei ausreichend festsitzender Radmutter manuell abgestellt. Der Monteur am Schlagschrauber gibt ein Signal, wenn er fertig ist.
In vielen technisch nicht so hoch entwickelten Rennserien werden die Wagenheber mechanisch abgelassen, wenn von den Monteuren an allen Schlagschraubern entsprechende visuelle Signale gegeben worden sind. Bei anderen bekannten Anlagen der eingangs genannten Art werden von den Monteuren an den Schlagschraubern elektrische Signale ausgelöst, wenn sie ihre Arbeit beendet haben. Sind von allen vier Schlagschraubern die Signale vorhanden, wird das Fahrzeug mittels des Wagenhebers abgelassen.
Diese Vorgehensweise beim Radwechsel ist mit vielen individuellen Reaktionszeiten der betroffenen Personen verbunden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anlage der eingangs genannten Art so auszugestalten, dass die Vorgehensweise beim Radwechsel weitestgehend automatisiert ist und hierdurch individuelle, menschliche Einflüsse weitestgehend ausgeschaltet werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass

e) im Kraftweg zwischen dem Rotor und dem Schraubwerkzeug ein Drehmomentensensor angeordnet ist, der ein elektrisches Ausgangssignal erzeugt, das repräsentativ für das vom Rotor auf das Schraubwerkzeug übertragene Drehmoment ist;
f) das Absperrventil durch ein elektrisches Steuersignal betätigbar ist;
g) eine elektronische Steuereinrichtung vorgesehen ist, welcher das Ausgangssignal des Drehmomentenmessers zuführbar ist und ein Steuersignal zum Schließen des Absperrventils erzeugt und/oder eine optische und/oder akustische Anzeigeeinrichtung aktiviert, wenn das gemessene Drehmoment einen vorgegebenen Wert übersteigt.

Erfindungsgemäß ist also zwischen dem Erreichen des vorgegebenen Drehmoments am Schraubwerkzeug des Schlagschraubers und dem Abschalten der Druckluftzufuhr zum Schlagschrauber bzw. dem Auslösen eines Signals, welches die Beendigung der Arbeit anzeigt, kein Mensch mehr eingeschaltet. Die Reaktion des elektrisch betätigbaren Absperrventils erfolgt in sehr viel kürzerer Zeit, als dies manuell bisher möglich war. Zudem werden Fehler zuverlässig vermieden.
Da im Allgemeinen alle Räder eines Fahrzeuges, jedenfalls im Motorsport, gleichzeitig gewechselt werden, ist diejenige Ausgestaltung der Erfindung besonders vorteilhaft, bei welcher vier jeweils einem der vier Räder des Fahrzeugs zugeordnete Schlagschrauber vorgesehen sind, die in der in Anspruch 1 angegebenen Weise ausgebildet und mit der elektronischen Steuereinrichtung verbunden sind und denen jeweils ein Absperrventil zugeordnet ist, das von der elektronischen Steuereinrichtung geschlossen wird, wenn das übertragene Drehmoment in dem entsprechenden Schlagschrauber einen vorgegebenen Wert überschreitet.
Besonders zweckmäßig ist dabei, wenn jedem Schlagschrauber eine optische Einzelanzeige-Einrichtung zugeordnet ist, welche von der elektronischen Steuereinrichtung aktiviert wird, wenn das übertragene Drehmoment in dem entsprechenden Schlagschrauber den vorgegebenen Wert überschreitet. Auf diese Weise ist eine zuverlässige visuelle Kontrolle des Ablaufes des Radwechselvorganges möglich.
Vorteilhaft ist ferner, wenn die elektronische Steuereinrichtung eine optische Sammelanzeige-Einrichtung aktiviert, wenn die übertragenen Drehmomente in allen Schlagschraubern die vorgegebenen Werte überschritten haben. Diese optische Sammelanzeige-Einrichtung signalisiert den zuständigen Personen, dass der Radwechsel abgeschlossen ist. Es können dann die notwendigen Maßnahmen getroffen werden, um dem Fahrzeug die Weiterfahrt schnellstmöglich freizugeben.
In diesem Zusammenhang ist es insbesondere möglich, dass die elektronische Steuereinrichtung ein Signal abgibt, welches den das Fahrzeug bei der Montage tragenden Wagenheber absenkt, wenn die übertragenen Drehmomenten in allen Schlagschraubern den vorgegebenen Wert überschritten haben. Bei dieser Ausgestaltung der Erfindung ist also auch beim Absenken des Fahrzeuges mittels des Wagenhebers kein Bedienungspersonal mehr eingeschaltet, was den Vorgang nicht nur schneller sondern auch fehlerfreier macht.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; die einzige Figur zeigt schematisch eine Anlage zum Wechseln von Rädern an Motorsportfahrzeugen.
Die Hauptkomponenten der nachfolgend beschriebenen Anlage sind vier Schlagschrauber 1a, 1b, 1c, und 1d, von denen nur einer schematisch in der Zeichnung dargestellt ist, eine elektronische Steuereinrichtung 2 sowie ein pneumatischer Wagenheber 3, die auf weiter unten beschriebene Weise miteinander funktional verknüpft sind.
Der dargestellte Schlagschrauber 1a ist dem rechten Vorderrad VR des Fahrzeuges zugeordnet; die nicht dargestellten Schlagschrauber 1b, 1c und 1d sind dem linken Vorderrad VL, dem rechten Hinterrad HR und dem linken Hinterrad HL zugeordnet. Alle Schlagschrauber besitzen dieselbe Bauweise wie der dargestellte Schlagschrauber 1a, die nachfolgend beschrieben wird.
In einem Gehäuse 4 des Schagschraubers 1a ist ein druckluftbetriebener Rotor 5 untergebracht, der über eine Welle 6 ein in seiner Bauweise bekanntes Schlagwerk 7 antreibt. Die Ausgangswelle 21 des Schlagwerks 7 wiederum ist drehschlüssig mit einem glockenförmigen Schraubwerkzeug 8 verbunden. Das Schraubwerkzeug 8 ist so geformt, dass es mit einer Radmutter an einem Rad des Fahrzeuges zusammenwirken kann. In den Kraftfluss zwischen dem Rotor 5 und dem Schraubwerkzeug 8 ist ein Drehmomentensensor 9 eingefügt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel liegt dieser Drehmomentensensor 9 zwischen dem Rotor 5 und dem Schlagwerk 7. Er kann jedoch grundsätzlich überall dort angebracht werden, wo sich dies aus Platz- und sonstigen Gründen anbietet.
Der Drehmomentensensor 9 gibt über eine Leitung 10a ein elektrisches Signal, welches für die Größe des gemessenen Drehmomentes steht, an die Steuereinrichtung 2 ab.
Die Druckluft, die zum Betrieb des Rotors 5 benötigt wird, wird über einen Druckluftkanal 11 im Handgriff 12 des Schlagschraubers 1a zugeführt. In dem Druckluftkanal 11 liegt ein selbst nicht dargestellte Absperrventil, das über ein Handbetätigungsorgan 13 geöffnet und geschlossen werden kann. Der Druckluftkanal 11 führt weiter zu einem elektromagnetischen, steuerbaren Absperrventil 14, das innerhalb des Gehäuses 4 dargestellt ist, jedoch grundsätzlich an beliebiger Stelle im Strömungsweg der Druckluft zum Rotor 5 angeordnet sein kann. Das elektromagnetische Absperrventil 14 wird durch ein Signal, welches ihm über eine Leitung 15a von der Steuereinrichtung 2 zugeführt wird, geöffnet bzw. geschlossen, wie dies weiter unten beschrieben wird.
Die elektronische Steuereinrichtung 2 empfängt über die Leitungen 10b, 10c und 10d von den Drehmomentensensoren 9, die sich in den nicht dargestellten Schlagschraubern 1b, 1c und 1d befinden, Signale, welche für die in diesen Schlagschraubern 1b, 1c und 1d gemessenen Drehmomente stehen. Über Leitungen 15b, 15c, 15d gibt die elektronische Steuereinrichtung 2 Steuersignale an die elektromagnetischen Absperrventile der Schlagschrauber 1b, 1c und 1d ab.
Ein Ausgang der elektronischen Steuereinrichtung 2 ist über eine Leitung 16 mit dem pneumatischen Wagenheber 3, ein weiterer Ausgang über eine Leitung 17 mit einer optischen Sammelanzeige-Einrichtung 18 verbunden. Von vier weiteren Ausgängen der elektronischen Steuereinrichtung 2 führen Leitungen 19a, 19b, 19c und 19d zu optischen Einzelanzeige-Einrichtungen 20a, 20b, 20c und 20d.
Die elektronische Steuereinrichtung 2 ist so programmiert, dass insgesamt folgender Funktionsablauf der Anlage erzielt wird:
Das Fahrzeug, dessen Räder gewechselt werden sollen, fährt in die Box ein und kommt über dem pneumatischen Wagenheber 3 zum Stillstand. In hier nicht interessierenden Weise wird der Wagenheber 3 so betätigt, dass das Fahrzeug mit seinen Rädern vom Boden abhebt und die Räder in beliebiger Weise abgenommen werden können. Neue Räder werden aufgesetzt. Es folgt das Aufschrauben der Radmuttern mittels der vier den einzelnen Rädern zugeordneten Schlagschrauber 1a, 1b, 1c und 1d.
Während des Aufschraubens der Radmuttern misst der Drehmomentensensor 9 in jedem der Schlagschrauber 1a, 1b, 1c, 1d das zugehörige Drehmoment und gibt ein entsprechendes Signal über die Leitung 10a, 10b, 10c und 10d an die elektronische Steuereinrichtung 2 ab. Ist die Radmutter am rechten Voderrad VR ausreichend fest angezogen, übersteigt das von dem Drehmomentenmesser 9 des Schlagschraubers 1a gemessene Drehmoment einen bestimmten, in der elektronischen Steuereinrichtung 2 abgelegten Wert. Die Steuereinrichtung 2 sendet nunmehr über die Leitung 15a an das elektromagnetische Absperrventil 14 des Schlagschraubers 1a ein Signal, welches das elektronische Absperrventil 14 schließt und somit die Druckluftzufuhr vom Druckluftkanal 11 zum Rotor 5 unterbindet. Der Schlagschrauber 1a ist nunmehr abgeschaltet.
Gleichzeitig aktiviert die elektronische Steuereinrichtung 2 über die Leitung 19a die optische Einzelanzeige-Einrichtung 20a, die nunmehr beispielsweise leuchtet und auf diese Weise das Bedienungspersonal davon informiert, dass die Montage des rechten Vorderrades VR abgeschlossen ist.
Entsprechende Messungen werden in den Drehmomentensensoren 9 der drei anderen Schlagschraubern 1b, 1c und 1d vorgenommen und entsprechende Signale über die Leitungen 10b, 10c, 10d der elektronischen Steuereinrichtung 2 übermittelt. Diese schaltet immer dann, wenn in dem jeweiligen Schlagschrauber 1b, 1c, 1d das erforderliche Drehmoment erreicht ist, über die zugehörige Leitung 15b, 15c, 15d die Druckluftzufuhr zu dem zugehörigen Schlagschrauber 1b, 1c, 1d ab und aktiviert außerdem über die Leitungen 19b, 19c und 19d die entsprechende optische Einzelanzeige-Einrichtung 20b, 20c, 20d. Die Bedienungspersonen können also durch Betrachten der optischen Einzelanzeige-Einrichtungen 20a, 20b, 20c, 20d eine direkte Information über den Stand der Radmontage erhalten.
Liegen von allen Schlagschraubern 1a, 1b, 1c, 1d die Informationen vor, dass die entsprechende Radmutter mit ausreichendem Drehmoment festgezogen ist, und sind dementsprechend alle vier optischen Einzelanzeige-Einrichtungen 20a, 20b, 20c und 20d aktiviert, so gibt die elektronische Steuereinrichtung 2 über die Leitung 16 ein Signal an den Wagenheber 3 ab und veranlasst, dass dieser abgesenkt wird, wodurch das Fahrzeug wieder Boden gewinnt. Gleichzeitig wird die optische Sammelanzeige-Einrichtung 18 über die Leitung 17 aktiviert, wodurch der Pilot des Fahrzeuges ebenso wie die Bedienungsmannschaft vom abgeschlossenen Radwechsel informiert werden. Die Fahrt des Fahrzeuges kann somit in kürzest möglicher Zeit wieder aufgenommen werden.

Claims

Anlage zum Montieren von Fahrzeugrädern, insbesondere im Motorsport, mit mindestens einem Schlagschrauber, der aufweist: a) einen druckluftbetriebenen Rotor; b) ein von dem Rotor angetriebenes Schlagwerk, das eine Ausgangswelle aufweist; c) ein auf der Ausgangswelle des Rotors befestigbares Schraubwerkzeug; d) ein Absperrventil, mit dem die Druckluft-Zufuhr zu dem Rotor ein- und ausgeschaltet werden kann; dadurch gekennzeichnet, dass e) im Kraftweg zwischen dem Rotor (5) und dem Schraubwerkzeug (8) ein Drehmomentensensor (9) angeordnet ist, der ein elektrisches Ausgangssignal erzeugt, das repräsentativ für das vom Rotor (5) auf das Schraubwerkzeug (8) übertragene Drehmoment ist; f) das Absperrventil (14) durch ein elektrisches Steuersignal betätigbar ist; g) eine elektronische Steuereinrichtung (2) vorgesehen ist, welcher das Ausgangssignal des Drehmomentenmessers (9) zuführbar ist und ein Steuersignal zum Schließen des Absperrventils (14) erzeugt und/oder eine optische und/oder akustische Anzeigeeinrichtung (18, 20) aktiviert, wenn das gemessene Drehmoment einen vorgegebenen Wert übersteigt.
Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vier jeweils den vier Rädern des Fahrzeugs zugeordnete Schlagschrauber (1a, 1b, 1c, 1d) vorgesehen sind, die in der in Anspruch 1 angegebenen Weise ausgebildet und mit der elektronischen Steuereinrichtung (2) verbunden sind und denen jeweils ein Absperrventil (14) zugeordnet ist, das von der elektronischen Steuereinrichtung (2) geschlossen wird, wenn das übertragene Drehmoment in dem entsprechenden Schlagschrauber (1a, 1b, 1c, 1d) einen vorgegebenen Wert überschreitet.
Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Schlagschrauber (1a, 1b, 1c, 1d) eine optische Einzelanzeige-Einrichtung (20a, 20b, 20c, 20d) zugeordnet ist, welche von der elektronischen Steuereinrichtung (2) aktiviert wird, wenn das übertragene Drehmoment in dem entsprechenden Schlagschrauber (1a, 1b, 1c, 1d) den vorgegebenen Wert überschreitet.
Anlage nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuereinrichtung (2) eine optische Sammelanzeige-Einrichtung (18) aktiviert, wenn die übertragenen Drehmomente in allen Schlagschraubern (1a, 1b, 1c, 1d) die vorgegebenen Werte überschritten haben.
Anlage nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuereinrichtung (2) ein Signal abgibt, welches den das Fahrzeug bei der Montage tragenden Wagenheber absenkt, wenn die übertragenen Drehmomente in allen Schlagschraubern (1a, 1b, 1c, 1d) die vorgegebenen Werte überschritten haben.