DE102021130488A1

DE102021130488A1 - Verfahren zur definierten Ablage eines Fahrzeugreifens in einem Felgenbett einer Radfelge

Info

Publication number: DE102021130488A1
Application number: DE102021130488.1A
Authority: DE
Inventors: Gregor Rüth; Janek Dreßler; Peter Ahlmer
Original assignee: 3Defacto GmbH; Bohnenkamp AG
Current assignee: 3Defacto GmbH; Bohnenkamp AG
Priority date: 2021-11-22
Filing date: 2021-11-22
Publication date: 2023-05-25

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur definierten Ablage eines Fahrzeugreifens (2) in einem Tiefbett (13) einer Radfelge (1) aufweisend die folgenden Verfahrensschritte:a. Einspannen der Radfelge (1) in einer Felgenspannvorrichtung,b. Greifen des Fahrzeugreifens (2) mittels eines Reifengreifers,c. Vermessen der Lage der unteren Reifenwulst (7) des Fahrzeugreifens im gegriffenen Zustand und Weitergabe der Information an eine Steuereinheit,d. Bestimmen der horizontalen und vertikalen Lage des Tiefbetts (13) der Radfelge (1) und Weitergabe der Information an die Steuereinheit,e. Berechnen einer Bewegung des Reifengreifers mittels der Steuereinheit anhand der übermittelten Informationen, undf. Bewegen des Fahrzeugreifens (2) gemäß der Berechnung und Ablegen des Fahrzeugreifens (2) auf der Radfelge (1), so dass die untere Reifenwulst (7) in einem Teilbereich gezielt in das Tiefbett (13) der Radfelge (1) eingebracht wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur definierten Ablage eines Fahrzeugreifens in einem Felgenbett einer Felge mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 und eine Reifenfüllanlage.
Es ist bekannt, schlauchlose Reifenanordnungen mittels Reifenfüllglocken mit Druckluft zu befüllen. Die Reifenanordnung besteht aus einer Radfelge und einem Fahrzeugreifen. Vor dem Füllvorgang muss der Fahrzeugreifen auf die Radfelge aufgezogen werden. Dazu wird die Felge als erstes fest in einer Felgenspannvorrichtung eingespannt und in ihrer Lage mit im Wesentlichen vertikaler Felgenachse fixiert. Danach wird der Reifen schräg auf die Felge gelegt, wobei der Reifen in einem ersten Teilbereich mit der unteren Reifenflanke im Tiefbett der Felge und der Reifen in einem dem ersten Teilbereich gegenüberliegenden Teilbereich in Axialrichtung vollständig außerhalb der Felge liegt. Bei der anschließenden Montage wird zuerst die untere Reifenwulst in das Felgenbett der Felge gedrückt. Dazu wird entweder die Felge gegenüber einem Montierwerkzeug gedreht oder ein verfahrbares Montierwerkzeug fährt in einem festen Abstand zur Felge entlang des Kreisumfangs der ortsfesten Felge über die Oberseite der Reifenwulst. Bei der Montage kann es zu großen unerwünschten Spannungen in der Reifenanordnung kommen, wenn der Reifen nicht exakt positioniert auf der Felge abgelegt wurde.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur definierten Ablage eines Fahrzeugreifens in einem Tiefbett einer Felge anzugeben.
Diese Aufgabe wird von einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und einer Reifenfüllanlage, die dazu eingerichtet ist, das Verfahren auszuführen, gelöst.
Demnach ist ein Verfahren zur definierten Ablage eines Fahrzeugreifens in einem Tiefbett einer Radfelge aufweisend die folgenden aufeinanderfolgenden Verfahrensschritte vorgesehen:

a. Einspannen der Radfelge in einer Felgenspannvorrichtung,
b. Greifen des Fahrzeugreifens mittels eines Reifengreifers,
c. Vermessen der Lage der unteren Reifenwulst des Fahrzeugreifens im gegriffenen Zustand und Weitergabe der Information an eine Steuereinheit,
d. Bestimmen der horizontalen und vertikalen Lage des Tiefbetts der Radfelge und Weitergabe der Information an die Steuereinheit,
e. Berechnen einer Bewegung des Reifengreifers mittels der Steuereinheit anhand der übermittelten Informationen, und
f. Bewegen des Fahrzeugreifens gemäß der Berechnung und Ablegen des Fahrzeugreifens auf der Radfelge, so dass die untere Reifenwulst in einem Teilbereich gezielt in das Tiefbett der Radfelge eingebracht wird.

Die Ablage erfolgt durch das Verfahren besonders exakt, was sich positiv auf den Montageprozess auswirkt. Der Begriff „Bestimmen“ umfasst sowohl ein Vermessen der Lage des Tiefbetts der zentrierten Felge in der Felgenspannvorrichtung oder auch in einer dem Verfahren vorangehenden Messstation und alternativ ein Abfragen von dem Felgentyp zugeordneten zuvor ermittelten Werten. Vorzugweise wird in Schritt d) lediglich der Radius des Tiefbetts zur Mittelachse der Felge und der vertikale Abstand zwischen einer Oberseite der Felge und dem Tiefbettanfang, wo der Fahrzeugreifen in das Tiefbett beim Ablegen eintaucht, bestimmt. Unter Tiefbettanfang wird dabei bevorzugt der konkave Übergangsbereich zwischen Felgenschulter und Tiefbett verstanden.
Der Reifengreifer ist bevorzugt ein Roboter-Greifer. Die Steuereinheit kann Teil des Roboter-Greifers sein. Es kann sich um eine zentrale Steuereinheit handeln.
Vorzugsweise wird in Schritt c) die Lage der unteren Reifenwulst in einem einzigen Punkt gemessen, der im abgelegten Zustand nach Schritt f) dem Punkt der unteren Reifenwulst entspricht, der im Tiefbett der Felge und am nächsten zum oberen Felgenhorn der Felge liegt. Dadurch wird das Verfahren besonders einfach. Es ist nicht notwendig, die gesamte untere Reifenwulst zu vermessen.
Es ist vorteilhaft, wenn die Lage der unteren Reifenwulst in Schritt c) mittels eines Laser-Entfernungsmessgerät gemessen wird, das sich temporär innerhalb des Fahrzeugreifens befindet.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird zwischen Schritt b) und c) der Fahrzeugreifen mittels des Reifengreifers angehoben, bis er frei ist. Der Reifen hängt dann frei ohne Verformung und wird in dem Zustand vermessen, wie er später auf der Felge abgelegt wird, was die Positionierung noch genauer macht.
Vorzugsweise wird in Schritt e) ein Schwenkwinkel sowie eine horizontale und vertikale Position des Reifengreifers bestimmt. Bei gegriffener Montage des Reifens wird der Reifen dann mit Schwenkwinkel sowie horizontaler und vertikaler Zustellung exakt geführt.
Die Felgen haben bevorzugt einen Durchmesser zwischen 15 Zoll und 58 Zoll. Vorzugsweise ist das Verfahren Teil eines vollautomatisierten Montage- und Füllvorgangs. Das Füllen des Fahrzeugreifens mit Druckluft erfolgt vorzugsweise mittels Reifenfüllglocke, insbesondere mit mehreren konzentrisch zueinander angeordneten Reifenfüllringen.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines auf einer Radfelge 1 abgelegten Fahrzeugreifens 2.
Der Fahrzeugreifen 2 umgibt eine Längsachse 3 konzentrisch. Er weist eine obere und untere Flanke 4,5 auf, die in Radialrichtung zur Längsachse nach innen von einer oberen bzw. unteren Reifenwulst 6,7 begrenzt sind. Die Radfelge 1 ist eine Tiefbettfelge mit einer Längsachse 8, einem oberen und einem unteren Felgenhorn 9,10. An das obere Felgenhorn 9 schließt sich eine obere Felgenschulter 11 und an das untere Felgenhorn 10 eine untere Felgenschulter 12 an. In Axialrichtung zwischen den beiden Felgenschultern 11,12 liegt ein Tiefbett 13. Der Übergang zwischen den Felgenschultern zum Tiefbett hin ist in Axialrichtung von einer Felgenschulter ausgehend erst konvex und dann konkav ausgebildet. In dem in der Figur dargestellten Zustand wurde der Fahrzeugreifen 2 auf der Radfelge 1 für die Montage abgelegt. Die untere Reifenwulst des Reifens 7 liegt in einem Teilbereich im Tiefbett 13 der Felge. Die Reifenwulst liegt dabei im Tiefbett 13 am Tiefbettanfang, im konkaven Übergangsbereich zwischen oberer Felgenschulter 11 und Tiefbett 13 sowie im an den konkaven Übergangsbereich anschließenden Bereich des Tiefbetts. Auf der gegenüberliegenden Seite des Reifens liegt dieser in Axialrichtung vollständig außerhalb der Felge 1. In anderen Worten, es liegt in diesem Bereich die untere Reifenwulst 7 oberhalb des oberen Felgenhorns 9. Bei der Ablage ist es wichtig, dass die untere Reifenwulst 7 möglichst exakt im Tiefbett 13 der Felge 1 positioniert wird.
Dazu wird die Lage des Reifens vor dem Auflegen gemessen (nicht dargestellt). Der Reifen wird von einem Reifengreifer gegriffen und angehoben, so dass der Reifen frei ist und nicht auf einer Auflagefläche aufliegt. Mögliche Krafteinwirkungen auf den Reifen durch dessen Auflage, die in Verformungen resultieren, können so verhindert werden. Der Reifengreifer ist bevorzugt ein Roboter-Greifer. Derartige Greifer sind typischerweise an Roboterarmen oder an Endbereichen von Linear- oder Rotationsantrieben befestigt. Der Greifer weist Greiferbacken auf. Der Reifengreifer greift den Reifen bevorzugt an der äußeren Umfangsseite mittels vier Greiferbacken, die in Radialrichtung nach innen zugestellt werden. Ein Laser-Entfernungsmessgerät misst einen Abstand zur unteren Reifenwulst des Fahrzeugreifens im angehobenen Zustand. Dazu fährt das Laser-Entfernungsmessgerät in den Reifen in Vertikalrichtung hinein und bestimmt den horizontalen Abstand zwischen Laser-Entfernungsmessgerät und der unteren Reifenwulst des Reifens an dem Punkt, der im abgelegten Zustand auf der Felge dem am tiefsten in die Felge eingetauchten Punkt der unteren Reifenwulst des Reifens entspricht. In anderen Worten, an dem Punkt der unteren Reifenwulst des Reifens, der im abgelegten Zustand auf der Felge im Tiefbett und in Längsrichtung der Felge bzw. Vertikalrichtung am nächsten zum oberen Felgenhorn bzw. obere Felgenschulter liegt. Dieser Punkt ist in der Figur mit einem Kreuz markiert. Er liegt bevorzugt am unteren Ende des konkaven Übergangsbereichs zwischen Felgenschulter und Tiefbett. Die mittels des Laser-Entfernungsmessgerätes ermittelte Position des gegriffenen Reifens wird an die Steuerung des Reifengreifers übermittelt. Die Felge ist in einer nicht dargestellten Felgenspanneinheit eingespannt. Die Felge wurde manuell oder automatisiert vermessen. Daher sind die Felgenlage in der Felgenspanneinheit sowie die Position des Tiefbetts der Felge bekannt. Es ist auch denkbar, dem Felgentyp zugeordnete zuvor ermittelte Werte zu verwenden. Bevorzugt werden die Felgenlage und der Radius des Tiefbetts zur Mittelachse der zentrierten Felge bestimmt. Die Informationen über die Position der Felge werden ebenfalls an die Steuerung des Reifengreifers übermittelt, die aus den ihr übermittelten Werten eine Bewegung des Reifens bzw. des Riefengreifers berechnet. Die Bewegung des Reifengreifers kann beispielsweise einen berechneten Schwenkwinkel, bei vorgegebener Schwenkachse, eine vertikale Höhe sowie einen Abstand bzw. Radius zur Mittelachse der Felge umfassen. In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Reifengreifer eine vorgegebene (virtuelle) Schwenkachse auf, die mittig von einer durch die Unterseite des Reifens definierten unteren Auflagefläche liegt. Der Reifen wird mittels des Reifengreifers um die Schwenkachse verschwenkt. Der geschwenkte Reifen wird dann in vertikaler Richtung mit Höhe der Schwenkachse auf Höhe der Oberkante der Felge plus einem definierten Sicherheitsabstand gehoben. In horizontaler Richtung wird der Reifen dann mit dem gemessenen Punkt der unteren Reifenwulst auf den Radius des oberen Felgenhorns zugestellt. Jetzt wird der Reifen auf die berechnete vertikale Höhe gebracht, und danach horizontal auf die berechnete Position ins Tiefbett der Felge gefahren. Aufgrund der genauen Positionierung kann die Montage bei gegriffenem Reifen erfolgen. Es ist vorteilhaft, wenn der Reifen auch während der Montage der ersten Flanke weiterhin gegriffen ist und erst während der Montage der zweiten Flanke an definierter Position freigegeben wird. Dies stabilisiert den Montageprozess deutlich.

Claims

Verfahren zur definierten Ablage eines Fahrzeugreifens (2) in einem Tiefbett (13) einer Radfelge (1) aufweisend die folgenden Verfahrensschritte: a. Einspannen der Radfelge (1) in einer Felgenspannvorrichtung, b. Greifen des Fahrzeugreifens (2) mittels eines Reifengreifers, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgende weitere Schritte umfasst: c. Vermessen der Lage der unteren Reifenwulst des Fahrzeugreifens (7) im gegriffenen Zustand und Weitergabe der Information an eine Steuereinheit, d. Bestimmen der horizontalen und vertikalen Lage des Tiefbetts (13) der Radfelge (1) und Weitergabe der Information an die Steuereinheit, e. Berechnen einer Bewegung des Reifengreifers mittels der Steuereinheit anhand der übermittelten Informationen, und f. Bewegen des Fahrzeugreifens (2) gemäß der Berechnung und Ablegen des Fahrzeugreifens (2) auf der Radfelge (1), so dass die untere Reifenwulst (7) in einem Teilbereich gezielt in das Tiefbett (13) der Radfelge (1) eingebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt c) die Lage der unteren Reifenwulst (7) in einem einzigen Punkt gemessen wird, der im abgelegten Zustand nach Schritt f) dem Punkt der unteren Reifenwulst (7) entspricht, der am nächsten an einem oberen Felgenhorn (9) der Felge (1) im Tiefbett (13) liegt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage der unteren Reifenwulst (7) in Schritt c) mittels eines Laser-Entfernungsmessgerät gemessen wird, das sich temporär innerhalb des Fahrzeugreifens (2) befindet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Schritt b) und c) der Fahrzeugreifen (2) mittels des Reifengreifers angehoben wird, bis er frei ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt e) ein Schwenkwinkel sowie eine horizontale und vertikale Position des Reifengreifers bestimmt werden.
Reifenfüllanlage, die dazu ausgebildet ist, ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche auszuführen.