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Die Erfindung betrifft ein Linearsystem zum automatischen Transportieren und/oder Montieren von Fahrzeugrädern eines Fahrzeuges. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Fahrzeugräderwechselvorrichtung mit zumindest einem entsprechenden Linearsystem.
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Beispielsweise werden bei der Montage von Fahrzeugen in der Automobilindustrie Gelenkarm-Roboter für die Montage der Fahrzeugräder am Fließband verwendet. Ebenso gibt es halbautomatisierte Hilfswerkzeuge für Monteure zum Montieren von Fahrzeugrädern, ohne dass der Monteur Kraft aufwenden muss.
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Besonders die Gelenkarm-Roboter in der Automobilindustrie sind sehr komplex und weisen hohe Anschaffungs- und Betriebskosten auf. Besonders sind diese Gelenkarm-Roboter sehr fehleranfällig und sind sehr wartungsintensiv. Insbesondere können diese Gelenkarm-Roboter nicht in Service-Werkstätten und/oder bei Reifenhändlern eingesetzt werden, da diese komplexe Systeme benötigen.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine einfachere und nachrüstbare Möglichkeit zu schaffen, um Fahrzeugräder automatisiert montieren und/oder transportieren zu können.
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Diese Aufgabe wird durch ein Linearsystem und eine Fahrzeugräderwechselvorrichtung gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Sinnvolle Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Linearsystem zum automatischen Transportieren und/oder Montieren von Fahrzeugrädern eines Fahrzeuges. Das Linearsystem weist zumindest eine vertikal ausgerichtete Basissäule auf, wobei die zumindest eine Basissäule derart ausgestaltet ist, nur eine lineare Bewegung in eine erste Raumrichtung und/oder nur eine lineare Bewegung in eine zweite Raumrichtung durchzuführen. An der zumindest einen Basissäule ist eine Führungseinheit angeordnet, wobei die Führungseinheit derart ausgestaltet ist, nur eine lineare, vertikale Bewegung entlang einer Hochrichtung der Basissäule durchzuführen. Des Weiteren weist das Linearsystem ein an der Führungseinheit angeordnetes und relativ zur Führungseinheit bewegbares Montagewerkzeug zum automatischen, direkten Transportieren und/oder Montieren von Fahrzeugrädern des Fahrzeugs auf.
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Durch das vorgeschlagene Linearsystem können Fahrzeugräder eines Fahrzeuges einfacher und montiert und/oder demontiert, insbesondere auch transportiert werden. Insbesondere kann das Linearsystem dazu verwendet werden, einen automatisierten Betriebshof wie beispielsweise eine Service-Werkstatt oder einen Reifenhändler bereitzustellen. Dadurch kann der automatisierte Betriebshof bei Beschädigungen von Fahrzeugrädern oder ein Wechsel von Sommerreifen auf Winterreifen automatisiert durchführen. Somit kann eine automatisierte Demontage und/oder Montage der Fahrzeugräder durchgeführt werden. Insbesondere ist das Linearsystem gegenüber von Robotersystemen, wie insbesondere von Gelenkarm-Robotern, weniger komplex, fehlerunanfälliger und insbesondere kostensparsamer. Somit kann insbesondere das vorgeschlagene Linearsystem als nachrüstbares System von Servicewerkstätten und Reifenhändlern bereitgestellt und angeboten werden. Durch das vorgeschlagene Linearsystem kann ein Wechsel von Fahrzeugrädern in einer Service-Werkstatt oder einem Reifenhändler automatisiert ohne ein menschliches Zutun erfolgen.
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Insbesondere kann das Linearsystem mittels der Lineartechnik gesteuert werden. Beispielsweise kann das Linearsystem bezüglich seiner Basissäule und der Führungseinheit, die Lineareinheiten, Linearkugellager oder Profilschienensysteme aufweisen können, insbesondere nur, geradlinig in einer vorgegebenen Bahn bewegt werden. Insbesondere können mit dem Linearsystem, insbesondere nur, translatorische Bewegungen oder insbesondere lineare Bewegungen durchgeführt werden. Insbesondere kann die Bewegung des Linearsystems über Führungssysteme auch Linearführungen wie beispielsweise Gleitführungen oder Wälzführungen durchgeführt werden.
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Insbesondere kann mit dem vorgeschlagenen Linearsystem maximal eine Bewegung in zwei Raumrichtungen durchgeführt werden. Insbesondere erfolgt die Bewegung des Linearsystems in einer Ebene. Insbesondere kann sich das Linearsystem, welches am Boden montiert ist, beispielsweise nur nach vorne oder nach hinten oder nach links oder rechts bewegen. Insbesondere handelt es sich bei dem Linearsystem um eine gelenklose Vorrichtung. Das Linearsystem weist insbesondere keinen dreidimensional bewegbaren Gelenkarm auf, wie es im Gegensatz bei anderen Robotern und/oder Robotereinheiten der Fall ist. Das Linearsystem weist keinen rotatorisch bewegbaren Roboter oder ein entsprechendes Robotersystem auf, sodass nur mithilfe des Linearsystems eine Demontage und/oder Montage der Fahrzeugräder durchgeführt wird.
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Die zumindest eine vertikal ausgerichtete Basissäule kann nur in einer ersten Raumrichtung und/oder in einer zweiten Raumrichtung bewegt werden. Beispielsweise erfolgt die Bewegung der Basissäule entlang von Führungsschienen in vorgegebenen Bahnen entlang eines Bodens. Beispielsweise kann es sich bei der Basissäule um einen Basissockel handeln. Insbesondere weist die Basissäule keinen Gelenkarm oder keine gelenkähnliche Vorrichtung auf. Insbesondere weist die Basissäule eine balkenartige Ausgestaltung auf. Die an der Basissäule angeordnete Führungseinheit kann als Ganzes betrachtet nur eine lineare, vertikale Bewegung entlang einer Hochrichtung der Basissäule durchführen. Dementsprechend kann die Führungseinheit nur eine zu der ersten Raumrichtung und/oder der zweiten Raumrichtung verschiedene Bewegungsrichtung durchführen. Insbesondere wird die Führungseinheit entlang der Basissäule nach oben oder unten linear bewegt. Beispielsweise kann die Führungseinheit über Führungsschienen entlang der Basissäule in der Hochrichtung bewegt werden. Das bewegbare Montagewerkzeug ist nur relativ zur Führungseinheit bewegbar angeordnet und dient zum automatischen, direkten Transportieren oder Montieren von Fahrzeugrädern. Mithilfe des Montagewerkzeuges können insbesondere die Schraubverbindungen der Fahrzeugräder automatisch gelöst und die Fahrzeugräder abtransportiert werden. Ebenso kann das Montagewerkzeug die Fahrzeugräder an die jeweilige Stelle des Fahrzeuges transportieren und mittels Schraubverbindungen die Fahrzeugräder fest am Fahrzeug montieren.
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Insbesondere können bei Kraftfahrzeuge, Lastkraftwägen, Anhänger, Zugmaschinen oder Motorräder deren Fahrzeugräder mittels des Linearsystems automatisiert gewechselt werden.
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In einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, dass die zumindest eine Basissäule bestimmungsgemäß zur Anordnung an einer Bodenfläche ausgebildet ist und zu der Bodenfläche vertikal ausgerichtet ist, wobei mit der Basissäule eine lineare Bewegung in einer ersten Raumrichtung entlang der Bodenfläche und/oder eine lineare Bewegung in der zweiten Raumrichtung entlang der Bodenfläche durchführbar ist. Insbesondere ist die Basissäule des Linearsystems an einer Bodenfläche angeordnet. Dabei ist die Basisfläche beweglich an der Bodenfläche angeordnet, sodass die Basissäule entlang der Bodenfläche eine lineare Bewegung in der ersten Raumrichtung und/oder in der zweiten Raumrichtung durchführen kann. Beispielsweise ist die Basissäule an einem Boden oder einem Untergrund oder an einem Werkstattboden oder an einem Hallenboden einer Service-Werkstatt oder eines Reifenhändlers angeordnet. Ebenso kann es sich bei der Bodenfläche um eine ebene Fläche eines Montagebereiches oder eines Werkstattbodens handeln. Somit kann die Basissäule an jeder beliebigen ebenen Bodenfläche ausgebildet sein. Insbesondere ist die Basissäule in Bezug zu der Bodenfläche senkrecht angeordnet. Durch die Anordnung an der Bodenfläche kann die Basissäule eine lineare Bewegung entlang der Bodenfläche durchführen. Durch die Anordnung der Basissäule an einer Bodenfläche ergibt sich ein vielfältigeres und umfangreicheres Anwendungsgebiet beziehungsweise Verwendungsmöglichkeit des Linearsystems.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Bodenfläche mit einem Führungsschienensystem ausgebildet ist, wobei die zumindest eine Basissäule auf der Bodenfläche nur entlang vorgegebener Führungsschienen des Führungsschienensystems linear bewegbar ist. Durch das Führungsschienensystem kann erreicht werden, dass die Basissäule des Linearsystems stetig entlang vorgegebener Bewegungsbahnen entlang der Bodenfläche linear bewegt werden kann. Insbesondere kann durch die fest vorgegebenen Bewegungsbahnen durch die Führungsschienen ein verbessertes automatisiertes Transportieren und/oder Montieren von Fahrzeugrädern erreicht werden. Dies wird insbesondere dadurch erreicht, dass ein Fahrzeug an einer fest vorgegebenen Stelle des Linearsystems positioniert wird und durch die feste Positionierung des Fahrzeuges kann das Linearsystem entlang der Führungsschienen derart bewegt werden, dass eine möglichst effiziente und schnelle Montage und/oder Demontage der Fahrzeugräder durchgeführt werden kann. Durch die fest vorgegebenen Führungsschienen und die damit fest vorgegebenen Bewegungsbahnen kann das Linearsystem wartungsfreier und einfacher aufgebaut und verwendet werden. Insbesondere sind die vorgegebenen Führungsschienen des Führungsschienensystems so an der Bodenfläche angeordnet beziehungsweise montiert, dass die Basissäule nur eine lineare Bewegung in eine erste Raumrichtung und/oder nur in der zweiten Raumrichtung durchführen kann.
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Beispielsweise handelt es sich bei dem Führungsschienensystem um eine Linearführung. Dabei kann es sich um eine Lineargleitführung basierend auf mehreren Führungselementen, zum Beispiel Führungsschienen, handeln. Eine weitere Möglichkeit für das Führungsschienensystem ist eine Wälzführung. Insbesondere kann das Führungsschienensystem mit einem Linearantrieb, wie beispielsweise Spindelgetriebe, Schraubgetriebe, Kugelgewindegetriebe, Rollengewindegetriebe, Trapezgewindegetriebe, Pneumatikzylinder, Hydraulikzylinder, Zahnstangenantriebe ausgestaltet sein. Dadurch kann eine möglichst lineare und stetig gleiche Bewegung der Basissäule erreicht werden.
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In einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Führungseinheit ein Führungselement aufweist, wobei das Führungselement relativ zur Basissäule an der Basissäule angeordnet ist, und wobei mit dem Führungselement das Montagewerkzeug entlang der Hochrichtung der Basissäule linear bewegbar ist. Mithilfe des Führungselements kann auf einfache Weise das Montagewerkzeug entlang der Hochrichtung der Basissäule vertikal orientiert und insbesondere linear bewegt werden. Insbesondere kann es sich bei dem Führungselement um Führungsschienen handeln, welche an der Basissäule angeordnet sind, sodass das Montagewerkzeug entlang der Basissäule in Bezug zu der Bodenfläche senkrecht nach oben oder nach unten bewegt werden kann. Insbesondere wird das Führungselement je nach Montagezustand der Fahrzeugräder entweder nach oben oder nach unten entlang der Basissäule bewegt.
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In einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, dass an dem Führungselement ein zum Führungselement vertikal ausgerichteter Haltearm angeordnet ist, wobei das Führungselement an der Basissäule angeordnet ist und wobei an einem dem Führungselement abgewandten Ende des Haltearms das Montagewerkzeug angeordnet ist. Insbesondere ist der Haltearm im Vergleich zu der Basissäule senkrecht ausgerichtet. Insbesondere ist der Haltearm im Vergleich zu der Bodenfläche parallel beziehungsweise waagrecht ausgerichtet. Insbesondere ist an dem abgewandten Ende des Haltearms, welches insbesondere von der Basissäule weggerichtet ist, das Montagewerkzeug beweglich angeordnet. Insbesondere werden mithilfe des Führungselements der Haltearm und insbesondere das am Haltearm angeordnete Montagewerkzeug entlang der Hochrichtung der Basissäule bewegt. Insbesondere werden der Haltearm und insbesondere das Montagewerkzeug derart bewegt, dass ein Fahrzeugrad entweder demontiert und/oder montiert werden kann. Insbesondere wird der Haltearm und insbesondere an dem Haltearm angeordnete Montagewerkzeug derart in der Hochrichtung an einer Position positioniert, um ein Fahrzeugrad montieren und/oder Demontieren zu können. Beispielsweise kann es sich bei dem Haltearm um ein Aufnahmeelement handeln. Mithilfe des Aufnahmeelements kann beispielsweise ein Fahrzeugrad für die Demontage aufgenommen und gehalten werden. Ebenso kann nach der Demontage mithilfe des Aufnahmeelements der demontierte Reifen gehalten werden. Beispielsweise ist der Haltearm an dem Führungselement mittig angeordnet. Beispielsweise kann der Haltearm ähnlich eines Balkens ausgestaltet sein.
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Insbesondere weist die Führungseinheit den Haltearm, das Führungselement und das Montagewerkzeug auf.
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In einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung ist des Weiteren vorgesehen, dass das Montagewerkzeug mit einer Wechseleinheit ausgebildet ist, welche zumindest zwei verschiedene Wechselwerkzeuge zum Wechseln von Fahrzeugrädern aufweist, wobei die Wechseleinheit rotierend gelagert ist, insbesondere für einen Werkzeugwechsel eine Rotationsbewegung nur mit der Wechseleinheit durchführbar ist. Insbesondere kann an dem Montagewerkzeug die Wechseleinheit angeordnet sein. Beispielsweise kann die Wechseleinheit radförmig ausgebildet sein. Beispielsweise kann es sich bei der Wechseleinheit um ein rotierbares Magazin handeln. Beispielsweise kann die Wechseleinheit mehrere angeordnete Wechselwerkzeuge aufweisen. Beispielsweise können mit den einzelnen Wechselwerkzeugen die Schrauben der Fahrzeugräder nach der Demontage eines Fahrzeugrades gehalten werden und beispielsweise bei einer nachfolgenden Montage eines anderen Fahrzeugrades wieder zum Montieren des Fahrzeugrades verwendet werden. Beispielsweise können mithilfe der Wechselwerkzeuge die benutzten Schrauben beziehungsweise Schraubverbindungen der Fahrzeugräder ausgetauscht werden. Insbesondere ist ausschließlich die Wechseleinheit rotierbar. Im Gegensatz zu den restlichen Komponenten des Linearsystems ist nur die Wechseleinheit befähigt, eine Rotationsbewegung durchzuführen. Die Rotationsbewegung wird insbesondere nur dazu verwendet, je nach Montagezustand und/oder Fahrzeugtyp und/oder Fahrzeugradtyp ein entsprechendes Wechselwerkzeug bereitzustellen. Insbesondere kann mit der Wechseleinheit eine Drehbewegung durchgeführt werden. Somit kann je nach Art des Fahrzeuges und/oder nach Art der Fahrzeugräder ein entsprechendes Wechselwerkzeug bereitgestellt werden.
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Insbesondere kann mit der Wechseleinheit erreicht werden, dass zeitlich hintereinanderfolgend mehrere Fahrzeugräder montiert und/oder demontiert werden können, ohne dass entsprechende Pausezeiten und/oder Zeiten zum Aufnehmen von Werkzeugen benötigt werden. Somit kann eine schnellere und raschere Montage und/oder Demontage von Fahrzeugrädern durchgeführt werden.
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In einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung ist des Weiteren vorgesehen, dass das Linearsystem mit einer ersten vertikal ausgerichteten Basissäule und einer zweiten vertikal ausgerichteten Basissäule ausgebildet ist, wobei die erste Basissäule und die zweite Basissäule über einen horizontal ausgerichteten Querbalken miteinander verbunden sind, welche an beiden Basissäulen bewegbar angeordnet ist. Durch die Ausgestaltung des Linearsystems durch zwei Basissäulen kann eine robustere und widerstandsfähige Einrichtung zum automatischen Transportieren oder Montieren von Fahrzeugrädern bereitgestellt werden. Insbesondere kann dadurch die Robustheit des Linearsystems erhöht werden, sodass insbesondere Fahrzeugräder mit höherem Gewicht, wie beispielsweise Lastkraftwägenräder, durch das Linearsystem angehoben und insbesondere transportiert werden können. Insbesondere sind die beiden Basissäulen durch den Querträger derart miteinander verbunden, dass die erste und zweite Basissäule synchron zueinander bewegt werden können. Insbesondere sind die beiden Säulen durch den Querträger derart miteinander verbunden, dass beide Basissäulen synchron entweder eine lineare Bewegung in der ersten Raumrichtung und/oder eine lineare Bewegung in der zweiten Raumrichtung durchführen können.
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Vorzugsweise ist des Weiteren vorgesehen, dass entweder an dem Querträger die Führungseinheit, insbesondere horizontal ausgerichtet, angeordnet ist, wobei mit dem Querträger nur eine lineare, vertikale Bewegung entlang einer Hochrichtung der Basissäule durchführbar ist, wodurch die Führungseinheit entlang der Hochrichtung der Basissäule bewegbar ist, oder an der ersten Basissäule eine erste Führungseinheit und an der zweiten Basissäule eine zweite Führungseinheit angeordnet sind. Somit kann mithilfe der beiden Basissäulen eine umfangreichere vielfältigere Verwendung des Linearsystems erreicht werden. Insbesondere kann mithilfe der beiden Basissäulen das Linearsystem an beliebige Anwendungsfälle beziehungsweise Anwendungssituationen angepasst werden.
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Die Möglichkeit, dass die Führungseinheit direkt am Querträger angeordnet ist, ist insbesondere bei der automatischen Montage und/oder Demontage von schweren Fahrzeugrädern, insbesondere von Lastkraftwägen, vorteilhaft. Durch die beiden Basissäulen und die Querträger kann die Führungseinheit Fahrzeugräder mit einem höheren Gewicht problemlos transportieren und automatisch an den Fahrzeugen befestigen. Die Führungseinheit ist dabei derart am Querträger angeordnet, dass die Führungseinheit zwischen den beiden Basissäulen bewegt werden kann. Insbesondere kann dadurch die Führungseinheit eine lineare Bewegung parallel zu der Bodenfläche ausüben. Der Querträger ist derart an den beiden Basissäulen angeordnet, dass er entlang der Hochrichtung der beiden Basissäulen vertikal orientiert zu der Bodenfläche entweder nach oben oder nach unten senkrecht bewegt werden kann.
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In der zweiten Variante ist vorgesehen, dass jeweils an beiden Basissäulen eine erste Führungseinheit und eine zweite Führungseinheit angeordnet sind. Dadurch kann erreicht werden, dass gleichzeitig zwei Fahrzeugräder des Fahrzeuges demontiert oder montiert werden können. Somit kann eine effizientere und schnellere automatisierte Demontage oder Montage von Fahrzeugrädern ermöglicht werden, da gleichzeitig zwei Räder montiert und/oder demontiert werden können.
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Vorzugsweise ist des Weiteren vorgesehen, dass das Montagewerkzeug mit einem Sensorsystem ausgestaltet ist, wobei mit dem Sensorsystem die Befestigungselemente der Fahrzeugräder des Fahrzeuges detektierbar sind, wodurch das Montagewerkzeug an eine Montageposition positionierbar ist. Insbesondere ist an dem Montagewerkzeug zumindest ein Sensorsystem angeordnet. Beispielsweise kann an einem distalen von der Basissäule weggerichteten Ende des Montagewerkzeuges das Sensorsystem angeordnet sein. Bei dem Sensorsystem kann es sich beispielsweise um eine Vielzahl von Sensoren oder Kameras handeln. Nach der Positionierung des Fahrzeuges wird mithilfe des Sensorsystems die Position der Befestigungselemente, insbesondere der Schraubverbindungen, der Fahrzeugräder detektiert, sodass insbesondere das Montagewerkzeug mithilfe der Führungseinheit so positioniert werden kann, dass das Montagewerkzeug die Befestigungselemente der Fahrzeugräder festschrauben oder lösen kann. Insbesondere steht das Sensorsystem mit der Führungseinheit in kommunikativer Verbindung, sodass die Signale des Sensorsystems der Führungseinheit übermittelt werden können, sodass die Führungseinheit das Montagewerkzeug an der gewünschten Montageposition positionieren kann. Insbesondere kann mithilfe des Sensorsystems erreicht werden, dass das Fahrzeug nicht exakt an einer Position positioniert werden kann. Mit dem Sensorsystem können Abweichungen des Fahrzeuges zu einer Parkposition an dem Linearsystem korrigiert werden, indem das Montagewerkzeug entsprechend positioniert werden kann.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Fahrzeugräderwechselvorrichtung mit zumindest einem Linearsystem nach dem vorherigen Aspekt oder einer Weiterbildung daraus. Insbesondere weist die Fahrzeugräderwechselvorrichtung vorteilhaft zwei Linearsysteme auf. Insbesondere wir die Fahrzeugräderwechselvorrichtung an Service-Werkstätten oder Reifenhändlern oder Reparaturwerkstätten angeordnet. Insbesondere weist die Fahrzeugräderwechselvorrichtung zumindest zwei Linearsysteme auf. Somit können gleichzeitig die Fahrzeugräder der linken Fahrzeugseite und der rechten Fahrzeugseite demontiert und/oder montiert werden.
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Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Fahrzeugräderwechselvorrichtung, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Linearsystems beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Fahrzeugräderwechselvorrichtung hier nicht noch einmal beschrieben.
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Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen.
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Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Linearsystem zum Montieren oder Demontieren von Fahrzeugräder;
- 2 eine schematische Darstellung eines Montagewerkzeugs des Linearsystems aus 1;
- 3 eine schematische Darstellung einer Wechseleinheit des Montagewerkzeugs aus 2;
- 4 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform des Linearsystems aus 1;
- 5 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform des Linearsystems aus 1; und
- 6 eine schematische Darstellung eines Verstausystems zum Zu- und Abführen von Fahrzeugrädern.
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Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsbeispiele auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
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In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
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Die 1 zeigt beispielsweise eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Linearsystems 1. Insbesondere handelt es sich bei dem Linearsystem 1 um eine Lineareinheit zum Durchführen einer translativen Bewegung in vorgegebenen Bahnen. Bei dem dargestellten Linearsystem 1 handelt es sich insbesondere um ein gelenkloses System zum automatischen Transportieren und/oder Montieren von Fahrzeugrädern 2 eines Fahrzeuges 3. Mithilfe des Linearsystems 1 kann insbesondere eine Servicewerkstätte oder ein Reifenhändler oder ein Servicedienstleister oder eine Autowerkstatt derart ausgerüstet werden, dass die Fahrzeugräder 2 des Fahrzeuges 3 automatisiert demontiert und/oder montiert werden. Insbesondere kann mithilfe des Linearsystems 1 ein nachrüstbares System für eine Service-Werkstätte bereitgestellt werden. Mithilfe des Linearsystems 1 können insbesondere die Fahrzeugräder 2 ohne menschliches Zutun demontiert oder montiert werden. Beispielsweise können zwei Linearsysteme 1 einer Fahrzeugräderwechselvorrichtung zugeordnet werden. Dadurch können die Fahrzeugräder auf beiden Fahrzeugseiten gleichzeitig montiert und/oder demontiert werden.
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Das Linearsystem 1 weist zumindest eine vertikal ausgerichtete Basissäule 4 auf. Die zumindest eine Basissäule 4 ist derart ausgestaltet, nur eine lineare Bewegung in einer ersten Raumrichtung 5 und/oder nur eine lineare Bewegung in einer zweiten Raumrichtung 6 durchzuführen. Dabei kann die zumindest eine Basissäule linear entlang einer Ebenen beziehungsweise einer ebenen Fläche bewegt werden. Beispielsweise kann die Basissäule 4 in der ersten Raumrichtung 5 nach links oder nach rechts bewegt werden. In der zweiten Raumrichtung 6 kann die Basissäule 4 entweder nach vorne oder wieder zurückbewegt werden. Somit kann die Basissäule 4 nur in vordefinierten beziehungsweise vorgegebenen Bahnen bewegt werden. Das Linearsystem 1 ermöglicht insbesondere keine beliebige Bewegung.
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Beispielsweise kann es sich bei der Basissäule 4 um einen Basissockel, insbesondere um einen balkenartigen Stützpfeiler handeln. Insbesondere ist die zumindest eine Basissäule 4 bestimmungsgemäß zur Anordnung an einer Bodenfläche 7 ausgebildet. Bei der Bodenfläche 7 handelt es sich insbesondere um einen Boden oder um eine Bodenfläche oder um einen Werkstattboden oder um einen Hallenboden. Insbesondere ist die Basissäule 4 senkrecht zu der Bodenfläche 7 ausgerichtet. Somit kann die Basissäule 4 eine lineare Bewegung in einer ersten Raumrichtung 5 entlang der Bodenfläche 7 und/oder eine lineare Bewegung in der zweiten Raumrichtung 6 entlang der Bodenfläche 7 durchführen. Somit kann die Basissäule 4 beispielsweise bei einer Montage in einer Service-Werkstatt entlang des Werkstattbodens, als Bodenfläche 7, linear bewegt werden.
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In den Figuren ist ein Bezugssystem für die Richtungen definiert. Die erste Raumrichtung 5 entspricht hier eine Richtung in x-Richtung und die zweite Raumrichtung 6 entspricht hier eine Richtung in y-Richtung.
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Damit die Basissäule 4 automatisch entlang der Bodenfläche 7 in der ersten oder zweiten Raumrichtung 5, 6 bewegt werden kann, sind auf der Bodenfläche 7 Führungsschienen 8 angeordnet. Die Führungsschienen 8 sind insbesondere Teil eines Führungsschienensystems 9. Die Führungsschienen 8 sind insbesondere fest auf der Bodenfläche 7 befestigt beziehungsweise integriert. Insbesondere sind die Führungsschienen 8 derart auf der Bodenfläche 7 verbaut, dass die Basissäule 4 eine Bewegung in der ersten Raumrichtung 5 oder in der zweiten Raumrichtung 6 durchführen kann. Beispielsweise kann das Führungsschienensystem 9 als Führungssystem oder als Linearführung oder als Lineargleitführung oder als Wälzführung ausgebildet sein. Die Bewegung beziehungsweise der Antrieb der Basissäule 4 erfolgt beispielsweise mit einem Lineargetriebe beziehungsweise einem Antriebssystem. Beispielsweise kann die Basissäule 4 bzw. der Basissockel mithilfe eines Spindelgetriebes oder eines Kugelgewindegetriebes oder eines Trapezgewindegetriebes oder mithilfe von Hydraulikzylinder oder Pneumatikzylinder entlang der Führungsschienen 8 automatisch bewegt werden.
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Für die automatische beziehungsweise automatisierte Montage und/oder Demontage der Fahrzeugräder 2 des Fahrzeuges 3 weist die Basissäule 4 eine bewegbare Führungseinheit 10 auf. Die Führungseinheit 10 wird insbesondere an der Basissäule 4 angeordnet, wobei die Führungseinheit 10 derart ausgestaltet ist, dass sie als Ganzes betrachtet nur eine lineare, vertikale Bewegung entlang einer Hochrichtung 11 der Basissäule 11 durchzuführen. Insbesondere ist die Hochrichtung 11 senkrecht zu der Bodenebene 7 gerichtet. Insbesondere entspricht die Hochrichtung 11 hier eine z-Richtung. Somit kann die Führungseinheit 10 entlang der kompletten Länge der Basissäule 4 bewegt werden. Insbesondere kann die Führungseinheit 10 in Bezug zu der Bodenfläche 7 senkrecht nach oben oder nach unten bewegt werden. Beispielsweise kann die Führungseinheit 10 über ein Schienensystem an der Basissäule 4 hin und her in Richtung der Hochrichtung 11 bewegt werden.
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Für die eigentliche Montage und/oder Demontage der Fahrzeugräder 2 ist an der Führungseinheit 10 ein zur Führungseinheit 10 relativ bewegbares Montagewerkzeug 12 angeordnet. Mithilfe des Montagewerkzeugs 12 kann ein automatisches, direktes Transportieren und/oder Montieren der Fahrzeugräder 2 des Fahrzeugs 3 durchgeführt werden. Mit dem Montagewerkzeug 12 können beispielsweise für eine Montage die Fahrzeugräder 2 an einer Bereitstellungsposition aufgenommen und an die Position der Fahrzeugräder 2 am Fahrzeug 3 positioniert und montiert werden. Bei einer Demontage der Fahrzeugräder 2 können die Fahrzeugräder 2 vom Fahrzeug 3 gelöst und vom Fahrzeug 3 zu dem Bereitstellungsplatz transportiert werden. Insbesondere erfolgt mit dem Montagewerkzeug 12 ein Abschrauben und anschließend Abnehmen der Fahrzeugräder 2 des Fahrzeugs 3.
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Beispielsweise werden für den Montagevorgang der Fahrzeugräder 2 die Befestigungselemente und/oder die Schraubelemente der Fahrzeugräder 2 gelöst und durch das Montagewerkzeug 12 werden die gelösten Fahrzeugräder 2 gehalten, sodass bei einer Bewegung der Basissäule 4 die Fahrzeugräder festgehalten werden und an einer Ablageposition abgelegt werden können.
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Beispielsweise weist die Führungseinheit 10 ein Führungselement 13 auf. Das Führungselement 13 ist insbesondere relativ zur Basissäule 4 an der Basissäule 4 angeordnet. Insbesondere dient das Führungselement 13 zum Durchführen der linearen, vertikalen Bewegung entlang der Hochrichtung 11 der Führungseinheit 10. Beispielsweise handelt es sich bei dem Führungselement 13 um eine Führungsschiene beziehungsweise ein Führungsschienensystem, mit welchem die Führungseinheit 10 entlang der Basissäule 4 nach oben oder nach unten bewegbar ist. Ebenso wird mithilfe des Führungselements 13 das Montagewerkzeug 12 entlang der Hochrichtung 11 der Basissäule 4 bewegt. Somit kann je nach Position der Fahrzeugräder 2 das Montagewerkzeug 12 an die richtige Position zum Montieren und/oder Demontieren der Fahrzeugräder 2 positioniert werden.
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Für eine stabile Befestigung des Montagewerkzeugs 12 an dem Führungselement 13 ist zwischen dem Führungselement 13 und dem Montagewerkzeug 12 ein Haltearm 14 angeordnet. Bei dem Haltearm 14 handelt es sich beispielsweise um ein Halteelement oder um ein Aufnahmeelement. Das Halteelement 14 ist insbesondere an einem dem Führungselement 13 abgewandten Ende angeordnet. Insbesondere ist an dem abgewandten Ende des Haltearms, insbesondere am distalen Ende des Haltearms 14, das Montagewerkzeug 12 angeordnet. Somit kann erreicht werden, dass das Montagewerkzeug 12 nicht direkt an der Basissäule 4 anliegt, sodass für den Montage- und/oder Demontagevorgang ausreichend Spielraum zwischen der Basissäule 4 und dem Fahrzeug 3 bereitgestellt werden kann. Insbesondere dient der Haltearm 14 zum Festhalten des Montagewerkzeuges 12.
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Der Haltearm 14, das Führungselement 13 und das Montagewerkzeug 12 sind Bestandteile der Führungseinheit 10.
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Für eine Montage oder Demontage der Fahrzeugräder 2 kann mit einer Anhebevorrichtung das Fahrzeug 3 derart angehoben werden von der Bodenfläche 7, dass die Fahrzeugräder auf die Radnabe gesteckt oder von der Radnabe abgenommen werden können. Insbesondere muss für die Montage und/oder Demontage der Fahrzeugräder 2 das Fahrzeug 3 an einer vorgegebenen Position grob positioniert werden. Nach der Positionierung des Fahrzeuges 3 wird dieses über die Anhebevorrichtung so weit angehoben, dass die Fahrzeugräder 2 nicht mehr die Bodenfläche 7 berühren, sodass die Fahrzeugräder 2 von der Radnabe abgenommen werden können beziehungsweise auf die Radnabe aufgesetzt werden können.
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Die 2 zeigt insbesondere eine schematische Darstellung des Montagewerkzeuges 12. Das Montagewerkzeug 12 weist ein Werkzeug 15 auf. Bei dem Werkzeug 15 handelt es sich insbesondere um ein Schraubwerkzeug zum Lösen von Befestigungselementen des Fahrzeugs 3. Bei den Befestigungselementen handelt es sich insbesondere um Radmuttern oder Radschrauben. Mithilfe des Werkzeugs 15, welches ähnlich eines Schlagschraubers oder eines Drehmomentschlüssels ausgebildet sein kann, können die Befestigungselemente mittels einer definierten Kraft festgezogen oder gelöst werden. Somit können die Befestigungselemente 11 als Schrauben entweder abgeschraubt oder angeschraubt beziehungsweise festgeschraubt werden. Insbesondere weist das Werkzeug 15 fünf ringförmig angeordnete Steckschlüsseleinsätze 16 auf. Bei den Steckschlüsseleinsätzen 16 handelt es sich beispielsweise um eine Nuss oder um eine Stecknuss. Diese Steckschlüsseleinsätze 16 weisen insbesondere eine Sechskantform auf, welche insbesondere zu den Radschrauben korrespondierende Gegenstücke sind. Somit können mithilfe der Steckschlüsseleinsätze 16 des Werkzeugs 15 die Radschrauben festgezogen oder gelöst werden. Um das Montagewerkzeug 12 und insbesondere das Werkzeug 15 genau an die Fahrzeugräder 2 positionieren zu können, weist das Montagewerkzeug 12 ein Sensorsystem 17 auf. Mithilfe des Sensorsystems 17, welches eine Vielzahl von Sensoren oder Kameras aufweist, können die Betätigungselemente, also die Radschrauben beziehungsweise Radmuttern, der Fahrzeugräder 2 des Fahrzeugs 3 detektiert werden, wodurch das Montagewerkzeug 12 mithilfe der Führungseinheit 10 automatisch an eine Montageposition positioniert werden kann. Somit können die Steckschlüsseleinsätze 16 genau in die Radschrauben beziehungsweise Radmuttern eingreifen und diese Lösen oder festschrauben.
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In der 3 ist eine mögliche Erweiterung des Montagewerkzeugs 12 dargestellt. Das Montagewerkzeug 12 kann beispielsweise mit einer Wechseleinheit 18 ausgestattet werden. Die Wechseleinheit 18 weist zumindest zwei verschiedene Wechselwerkzeuge 19, 20 auf. Mithilfe der Werkzeuge 19, 20 können die Fahrzeugräder 2 gewechselt werden. Insbesondere ist die Wechseleinheit 18 rotierend an dem Montagewerkzeug 12 gelagert.
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Insbesondere ist somit nur die Wechseleinheit 18 für einen Wechsel der Wechselwerkzeuge 19, 20 rotierbar beweglich. Insbesondere kann mit der Wechseleinheit 18 eine Rotationsbewegung 21 bzw. eine Drehbewegung durchgeführt werden. Lediglich die Wechseleinheit 18 des Linearsystems 1 kann eine Rotationsbewegung durchführen. Mithilfe der Rotationsbewegung 21 der Wechseleinheit 18 kann nach jeder Montage beziehungsweise Demontage eines Fahrzeugrades 2 das Wechselwerkzeug 19, 20 gewechselt beziehungsweise getauscht werden. Somit kann nach der Montage eines ersten Fahrzeugrades das Wechselwerkzeug 19, 20 gewechselt werden, sodass mit einem neuen Wechselwerkzeug 19, 20 das nächste Fahrzeugrad montiert werden kann. Somit kann ein erhöhter Grad der Automatisierung und insbesondere des Linearsystems 1 erreicht werden. Insbesondere kann durch die Wechseleinheit 18 eine schnellere Montage und/oder Demontage von einer Vielzahl von Fahrzeugrädern 2 durchgeführt werden.
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Die nachfolgenden 4 und 5 zeigen weitere mögliche Ausführungsformen des Linearsystems 1. Die 4 zeigt beispielsweise das Linearsystem 1, wobei in dieser Ausführungsform weist das Linearsystem 1 eine erste vertikal ausgerichtete Basissäule 22 und eine zweite vertikal ausgerichtete Basissäule 23 auf. Die erste und zweite Basissäule 22, 23 sind über einen horizontal ausgerichteten Querträger 24 miteinander verbunden. Durch diese Ausgestaltung des Linearsystems 1 kann insbesondere das Linearsystem 1 robuster und widerstandsfähiger konstruiert werden. Insbesondere ist diese Ausgestaltung dann von Vorteil, wenn Fahrzeugräder eines Lastkraftwagens montiert und/oder demontiert werden müssen. Dies ist dadurch ein Problem, da die Fahrzeugräder eines Lastkraftwagens um ein Vielfaches schwerer und größer sind als die eines Personenkraftwagens. Somit kann durch die zwei Basissäulen 22, 23 und den Querträger 24 eine verbesserte Stabilität des Linearsystems 1 erreicht werden. Beispielsweise kann das Linearsystem 1 Teil einer Fahrzeugräderwechselvorrichtung sein. Mithilfe der Fahrzeugräderwechselvorrichtung kann eine schnellere und vollautomatische Demontage und/oder Montage von Fahrzeugrädern 2 durchgeführt werden. Beispielsweise weist die Fahrzeugräderwechselvorrichtung zwei parallel angeordnete Linearsysteme 1 auf.
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Insbesondere ist in der 4 dargestellt, dass die Führungseinheit 10 an dem Querträger 24 angeordnet ist. Somit ist in diesem Ausführungsbeispiel die Führungseinheit 10 nicht vertikal, sondern horizontal ausgerichtet. Insbesondere ist der Querträger 24 und somit die Führungseinheit 10 horizontal zu der Bodenfläche 7 angeordnet. Der Querträger 24 ist an den beiden Basissäulen 22, 23 derart angeordnet beziehungsweise befestigt, sodass der Querträger 24 nur eine lineare, vertikale Bewegung entlang der Hochrichtung 11 durchführen kann. Somit bleibt die Funktionalität wie in der 1 beschrieben gleich. Hier wird nicht mehr die Führungseinheit 10 als Ganzes an der Basissäule 4 bewegt, sondern die Führungseinheit 10 wird dadurch bewegt, indem der komplette Querträger 24 in Bezug zu der Hochrichtung 11 entweder nach oben oder nach unten bewegt wird. In diesem Beispiel können die Basissäulen 22, 23 synchron zueinander bewegt werden. Insbesondere können die Basissäulen 22, 23 linear in der zweiten Raumrichtung 6 synchron bewegt werden. Hier sind nicht die Basissäulen 22, 23 in der ersten Raumrichtung 5 bewegbar. Hier kann die Führungseinheit 10 mithilfe des Führungselements 13 entlang des Querträgers 24 eine lineare Bewegung in der ersten Raumrichtung 5 durchführen. Somit kann hier die Führungseinheit 10 ebenfalls entsprechend an der Montageposition an den Fahrzeugrädern 2 positioniert werden.
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In der 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des Linearsystems 1 mit zwei Basissäulen 22, 23 dargestellt. Die grundlegende Bewegung der Basissäulen 22, 23 ist genauso wie zu der 4 beschrieben. In diesem Beispiel ist aber der Querträger 24 fest an dem jeweiligen Ende der Basissäule 22, 23 angeordnet. Hier weist jede Basissäule 22, 23 eine eigene Führungseinheit 25, 26 auf. Die erste Basissäule weist die erste Führungseinheit 25 und die zweite Basissäule weist die zweite Führungseinheit 26 auf.
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Die Führungseinheiten 25, 26 weisen die gleiche Funktionalität und Bewegungsmöglichkeit wie die zumindest eine beschriebene Führungseinheit 10 in den vorherigen Fig. auf. Durch das Beispiel aus der 5 können gleichzeitig zwei Fahrzeugräder 2 des Fahrzeugs 3 montiert und/oder demontiert werden.
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Die 6 zeigt eine weitere Verwendungsmöglichkeit des Linearsystems 1. Dabei wird hier spezifiziert, dass entweder vor der Montage eines Fahrzeugrades 2 oder nach der Demontage eines Fahrzeugrades 2 das Fahrzeugrad 2 über ein Verstausystem 27 abtransportiert oder bereitgestellt werden kann. Beispielsweise kann bei der Montage des Fahrzeugrades 2 das Fahrzeugrad 2 an dem Verstausystem durch das Linearsystem 1 abgeholt beziehungsweise aufgenommen und an die Position des Fahrzeugrades am Fahrzeug 3 positioniert werden. Somit kann das Fahrzeugrad 2 mit dem Verstausystem 27 bereitgestellt und insbesondere mit der Führungseinheit 10 aufgenommen und automatisch an die Montageposition am Fahrzeug 3 positioniert werden. Somit kann ein vollautomatischer Demontage- und/oder Montageprozess bereitgestellt und durchgeführt werden. Beispielsweise kann das Verstausystem 27 ein Fließband beziehungsweise ein Fördersystem aufweisen, mit welchem die Fahrzeugräder 2 zu- und abgeführt werden können. Beispielsweise können bei einem Radwechsel des Fahrzeugrades beziehungsweise des Autoreifens dieser automatisch aus einem Lagerbestand dem Linearsystem 1 bereitgestellt werden. Nach der Demontage kann wiederum über ein Fließbandsystem des Verstausystems 27 das demontierte Rad dem Lagerbestand wieder zugeführt werden. Beispielsweise kann wiederum die Zu- und/oder Abführung der Fahrzeugräder 2 mittels eines weiteren Linearsystems des Verstausystems 27 durchgeführt werden. Somit kann eine vollautomatisierte Radwechselstation geschaffen werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Linearsystem
- 2
- Fahrzeugräder
- 3
- Fahrzeug
- 4
- Basissäulen
- 5
- erste Raumrichtung
- 6
- zweite Raumrichtung
- 7
- Bodenfläche
- 8
- Führungsschienen
- 9
- Führungsschienensystem
- 10
- Führungseinheit
- 11
- Hochrichtung
- 12
- Montagewerkzeug
- 13
- Führungselement
- 14
- Haltearm
- 15
- Werkzeug
- 16
- Steckschlüsseleinsatz
- 17
- Sensorsystem
- 18
- Wechseleinheit
- 19, 20
- Wechselwerkzeuge
- 21
- Rotationsbewegung
- 22
- erste Basissäule
- 23
- zweite Basissäule
- 24
- Querträger
- 25
- erste Führungseinheit
- 26
- zweite Führungseinheit
- 27
- Verstausystem
