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Die
Erfindung betrifft eine Auswuchteinrichtung und findet insbesondere
zur Befestigung von Ausgleichsgewichten an Körpern Anwendung.
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Beim
Auswuchten von Kraftfahrzeugrädern wird das Rad auf einer
Maschine in Rotation versetzt, um die Unwucht zu bestimmen. Anschließend
werden Ausgleichsgewichte an der Felge befestigt, um die Unwucht
zu beseitigen. Ziel ist ein sicheres und komfortables Fahrgefühl über
den gesamten Lebenszyklus der Kombination aus Leichtmetallfelge
und Reifen.
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Die
Gewichte werden vom Werker meist manuell auf die Felge aufgeklebt;
dabei ist der Anpressdruck mit entscheidend für eine dauerhafte
Haltbarkeit. Ein optimaler und konstant gleicher Anpressdruck ist
jedoch so nicht gewährleistet. Im Gegensatz zu Stahlfelgen,
bei denen die Auswuchtgewichte beidseitig angeschlagen werden, werden
sie bei Leichtmetallfelgen von einer Seite in 2 Ebenen aufgeklebt.
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In
DE 10 2004 048 896
A1 wird eine Vorrichtung zum Ankleben von mit einer Klebstoffschicht versehenen
Unwuchtausgleichgewichten mittels eines flexiblen Anpresselementes
beschrieben. Das Anpresselement ist dabei in Form eines Schlauches ausgebildet.
Dabei ist es nicht möglich, das Ausgleichsgewicht an dem
Schlauch in seiner Lage zu fixieren und zu befestigen. Daher wird
das Ausgleichsgewicht von Hand angeklebt und anschließend
durch die Vorrichtung angedrückt. Durch das Ankleben von Hand
kann es zu unerwünschten Lageabweichungen kommen.
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Aus
DE 199 22 085 A1 ist
ein Verfahren und eine Anordnung zum Befestigen von Elementen sowie
Ausgleichsgewichten auf bzw. an Körpern bekannt, wobei
das Element einen Klebstoff aufweist und ebenfalls mittels radial
wirkender Handhabungselemente gegen den Körper gedrückt
wird. Die Krafteinleitung erfolgt dabei symmetrisch zur Mitte des Elementes
von innen nach außen, wobei das Andrückelement
federnd ausgebildet ist und z. B. eine Blattfeder oder eine Gummischicht
sein kann. Das Ausgleichsgewicht (Element) sitzt zwischen separat ausgebildeten
Klemmbacken, die ebenfalls federgelagerte Ab schnitte aufweisen.
Um das Ausgleichsgewicht zuverlässig zu halten, können
zusätzliche Saugelemente vorgesehen werden.
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Ebenfalls
eine Vorrichtung zur Befestigung von Ausgleichsgewichten mit zwei
nicht flexiblen plattenförmigen Halteteilen zum Festhalten
eines Ausgleichsgewichtes und einem andrückbaren flexiblen
Andrückelement beschreibt
DE 100 06 176 A1 . Diese Vorrichtung ist an
einem Arm eines Manipulators oder eines Roboters befestigt und durch
diesen andrückbar.
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Die
vorgenannten Lösungen weisen durch die separaten Halteteile,
die teilweise nicht flexibel sind, einen komplizierten konstruktiven
Aufbau auf. Weiterhin besteht die Gefahr, dass die Ausgleichsgewichte
zu fest zwischen den Halteteilen aufgenommen werden, wodurch die
Ausgleichsgewichte darin Verkanten oder Verklemmen können
und wieder abgezogen werden, anstelle am Rad befestigt zu werden.
Weiterhin besteht die Möglichkeit, dass die Ausgleichsgewichte
zu locker aufgenommen werden und vor deren Montage teilweise herausrutschen
oder vollständig herausfallen.
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Weiterhin
ist es mit den Vorrichtungen nicht möglich, in zwei Ebenen
gleichzeitig die Ausgleichsgewichte anzubringen.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Aufnahme des Ausgleichsgewichtes zu gewährleisten,
die wirtschaftlich und prozesssicher sowie für verschiedene Felgentypen
anwendbar ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden
Merkmalen des ersten Schutzanspruches gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die
Auswuchteinrichtung zur Befestigung von Ausgleichsgewichten an Körpern,
insbesondere Fahrzeugfelgen, ist mit wenigstens einem Andrückelement
versehen, welches eine Anlagefläche für die Ausgleichsgewichte
aufweist und mittels radial wirkender Handhabungselemente gegen
den Körper drückbar ist, wobei erfindungsgemäß das
Andrückelement einen in dieses integrierten Klemmbereich für
die Ausgleichsgewichte aufweist und/oder Andrückelemente
in zwei Wuchtebenen anordenbar sind
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Bevorzugt
wird der Klemmbereich durch eine erste Klemmfläche und
eine zweite Klemmfläche gebildet, wobei sich die Klemmflächen
von der Anlagefläche in Richtung zum Kör per erstrecken,
so dass die Ausgleichsgewichte bis zu deren Befestigung sicher zwischen
den Klemmflächen klemmbar und nach deren Befestigung sicher
durch die Klemmflächen freigebbar sind.
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Dazu
sind Klemmflächen so zueinander geneigt, dass sich deren
Abstand in Richtung zur Anlagefläche zumindest bereichsweise
vergrößert. Weiterhin sind die erste Klemmfläche
an einem elastischen ersten Klemmschenkel und die zweite Klemmfläche
an einem elastischen zweiten Klemmschenkel des Andrückelementes
ausgebildet und können in Bezug auf das Ausgleichsgewicht
nach außen federn.
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Insbesondere
sind die Anlagefläche und die Klemmflächen zueinander
in Form einer Nut ausgebildet, die z. B. schwalbenschwanzartig sein
kann und eine Höhe aufweist, die gleich oder kleiner der Höhe
des Ausgleichgewichtes ist.
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Die
Geometrie der Nut ist insgesamt der Geometrie der Ausgleichsgewichte
anzupassen.
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Es
ist weiterhin möglich, die Nut mit der Anlagefläche
und den Klemmflächen in Abhängigkeit von der Neigung
der Anpressfläche der Felge in einem entsprechenden Winkel
in dem Andrückelement auszubilden.
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Die
Gestaltung des Andrückelementes in Form einer aus elastischem
Material bestehenden Schiene gewährleistet dein vollflächiges,
blasenfreies Andrücken, bzw. Kleben des Ausgleichsgewichtes.
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Vorrichtungsseitig
werden zwei in einer ersten Wuchtebene liegende und zueinander um
180° versetzte Formelemente vorgesehen, wobei jedes Formelement
radial nach außen der Krümmung der Fahrzeugfelge
angepasst ist und ein Andrückelement aufnimmt.
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Ein
oder beide Formelemente stehen mit einem radial wirkenden ersten
Handhabungselement in Wirkverbindung
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Besonders
vorteilhaft ist die Verwendung von zwei weiteren in einer zweiten
Wuchtebene liegenden und zueinander um 180° versetzten
Formelementen, die ebenfalls radial nach außen der Krümmung
der Fahrzeugfelge angepasst sind und ein Andrückelement
aufnehmen, wobei auch hier ein oder beide Formelemente mit radial
wirkenden zweiten Handhabungselementen in Wirkverbindung stehen.
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Wirkt
das erste oder zweite Handhabungselement jeweils nur auf ein Formelement,
so stützt sich das andere Formelement an der Felge ab,
so dass beide Formelemente mit ei ner radial nach außen
gegen die Innenkontur der Felge wirkenden Kraft beaufschlagt werden.
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Die
ersten und/oder die zweiten Handhabungselemente und/oder die Formelemente
sind dabei um die Längsachse der Vorrichtung insbesondere um
mindestens 360°, bevorzugt bis 450° schwenkbar/drehbar
gelagert.
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Die
Andrückelemente sind jeweils in Abhängigkeit von
Abmessung und/oder Gewicht der Auswuchtgewichte radial federnd oder
starr am Formelement befestigt, wobei bevorzugt jedes Formelement höhenverstellbar
angeordnet ist.
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Durch
die Schwenkbarkeit und Höhenverstellbarkeit ist die Vorrichtung
in beiden Wuchtebenen unabhängig voneinander drehbar und
so auf jede geforderte Position der Klebegewichte einstellbar. Es
können somit erstmalig Ausgleichsgewichte gleichzeitig
in zwei Ebenen mit zueinander veränderlichem Abstand und
Winkel exakt positioniert und mit einem definierten Mindestdruck
blasenfrei angedrückt werden.
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Die
durch die Handhabungselemente aufgebrachten Anpresskräfte
stützen sich symmetrisch an der Gegenseite der Innenfläche
des Rades/der Felge über die Formelemente ab und eine Verschiebung des
Rades ist daher nicht möglich. Die Höhenposition der
beiden Wuchtebenen für die Klebegewichte bezieht sich werkzeuggebunden
auf die Anschraubebene des Fahrzeugrades.
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Entsprechend
der Fahrzeugfelge sind die Andrückelemente und/oder die
Formelemente auswechselbar an der Vorrichtung aufgenommen.
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Zur
Gewährleistung der erforderlichen Elastizität
werden die Andrückelemente aus einem elastischen Kunststoff
oder einem anderen elastischen Material, insbesondere aus Polyurethan
gefertigt.
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Es
ist möglich, die Andrückelemente zu gießen
oder anderweitig herzustellen.
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Um
die geforderte Lagegenauigkeit der Klebepositionen zu gewährleisten
ist an der Vorrichtung ein Positionierelement vorgesehen, welche
die Lage der Felge in Bezug auf die Vorrichtung bestimmt. Dazu weist
die Vorrichtung ein mittig angeordnetes Zentrierelement auf, welches
zur zentrierenden Ausrichtung der Felge dient und dazu am Befestigungsflansch
der Felge lagedefiniert fixiert wird.
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Durch
die erfindungsgemäße Gestaltung der elastischen
Aufnahmen für die Klebegewichte wird ein einfaches Einlegen,
ein sicherer Halt beim Fügevorgang und eine geringe Abzugskraft
garantiert. Die Aufnahmeschienen sind bevorzugt federnd gelagert, um
einen definierten Kraftverlauf und damit ein sicheres Andrücken
zu gewährleisten. Die komplette elastische Schiene ist
so vorgeformt, dass der Klebeprozess immer mittig beginnt und nach
außen mit variabler Steifigkeit durch federnde Elemente
entsprechend der aufgebrachten Anpresskraft verläuft. Dieser
Verlauf ist unabhängig von der Größe
der Klebegewichte und ermöglicht so, wie bereits vorgenannt
beschrieben, immer ein blasen- und spaltfreies Einkleben der Klebegewichte.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen
und zugehörigen Zeichnungen näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1:
Querschnitt eines Andrückelementes mit darüber
angeordnetem Querschnitt eines Auswuchtgewichtes,
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2:
Querschnitt eines Andrückelementes mit eingelegtem Auswuchtgewicht,
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3:
Querschnitt eines Andrückelementes mit entsprechend der
Felgengeometrie im Winkel α geneigter Nut N,
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4:
dreidimensionale Prinzipdarstellung der Vorrichtung mit auf der
rechten Seite angedeuteten ungefederten Formelementen für
kurze, schmale Gewichte und mit auf der linken Seite angedeuteten federnd
gelagerten Formelementen für breitere, längere
Gewichte.
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In 1 ist
der Querschnitt eines Andrückelementes 1 dargestellt.
Das Andrückelement 1 weist eine Nut N auf, die
aus einer Anlagefläche 1.1 gebildet wird, von
welcher aus sich eine erste Klemmfläche 1.2 und
eine zweite Klemmfläche 1.3 nach außen erstrecken.
Die Klemmflächen 1.2 und 1.3 sind zueinander
so geneigt, dass sich die Nut N in Richtung zur Anlagefläche 1.1 verbreitert,
bzw. dass sich die Breite der Nut N von einer Breite b1 der Anlagefläche 1.1 auf
eine Breite b2 verringert. Die Nut N weist eine Höhe h1
auf. Die erste Klemmfläche 1.2 ist an einem ersten
Klemmschenkel 2 und die zweite Klemmfläche 1.3 an
einem zweiten Klemmschenkel 3 ausgebildet. Die Klemmschenkel 2 und 3 sind
so ausgebildet, dass sie nach außen elastisch aufbiegbar
sind. Über dem Andrückelement 1 ist das
Auswuchtelement 4 dargestellt, welches mit einer Klebeschicht 5 versehen
ist und eine Breite b3 und eine Höhe h2 aufweist.
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Die
Breite b1 der Anlagefläche 1.1 ist dabei etwas
größer und die außen liegende Breite
b2 der Nut N ist etwas geringer als die Breite b3 des Ausgleichsgewichtes 4,
so dass das Ausgleichgewicht 4 leicht in die Nut N von
oben her eindrückbar ist und dann sicher zwischen den Klemmflächen 1.2, 1.3 der Klemmschenkel 2, 3,
die mit einer Kraft F gegen die Seiten des Ausgleichsgewichtes 4 drücken,
gehalten wird und an der Anlagefläche 1.1 des
Andrückelementes 1 anliegt (2).
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Die
Klemmwirkung ist durch die Wahl des Werkstoffes des Andrückelementes 1,
insbesondere durch dessen Elastizität, sowie durch die
Dimensionierung der Nut N und die Breite der Klemmschenkel 2, 3 einstellbar/variierbar.
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Neben
der in 1 und 2 dargestellten Gestaltung des
Andrückelementes ist es auch möglich, die Anlagefläche
und dementsprechend auch die Klemmschenkel so zu gestalten, dass
eine durch die Felgengeometrie bedingte Winkelstellung des Ausgleichsgewichtes
eingenommen wird (3).
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Der
in Richtung zur Felge weisende Bereich des Andrückelementes 1 einschließlich
der Nut N ist hier in Bezug auf dessen Grundfläche 1.4,
die in Richtung zur hier nicht dargestellten gekrümmten
radial nach außen weisenden Fläche des Formelementes
weist, entsprechend der Geometrie der Felge in der Position, in
welcher die Ausgleichsgewichte befestigt werden sollen, in einem
Winkel α geneigt.
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Eine
dreidimensionale Prinzipdarstellung der Vorrichtung mit auf der
rechten Seite angedeuteten ungefederten Formelementen 6 für
kurze, schmale Ausgleichsgewichte 4 und mit auf der linken
Seite angedeuteten federnd gelagerten Formelementen 7 für breitere,
längere Ausgleichsgewichte (nicht dargestellt) wird in 4 gezeigt.
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Bevorzugt
werden in einer Vorrichtung wie in 4 dargestellt,
in einer ersten unteren Wuchtebene E1, ein erstes Formelement 6 und
um 180° dazu versetzt ein zweites Formelement 7 und
in der zweiten darüber liegenden Wuchtebene E2 ebenfalls
ein erstes Formelement 6 und ein dazu um 180° versetztes
zweites Formelement 7 eingesetzt.
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Jedes
Formelement 6, 7 ist an seiner radial nach außen
weisenden Kontur entsprechend der Krümmung der Felge (nicht
dargestellt) gestaltet und nimmt ein Andrückelement 1 auf,
welches mittels nicht näher bezeichneter Schnellwechselelemente befestigt
wird.
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Die
beiden in den Wuchtebenen E1, E2 angeordneten Formelemente 6 weisen
relativ kurze Andrückelemente 1 auf, die zum Befestigen
geringerer Gewichte dienen. Die Andrückelemente 1 liegen
an den Formelementen 6 an bzw. sind starr an diesen befestigt.
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An
den beiden Formelementen 7 in den Ebenen E1 und E2 sind
die zur Befestigung größerer und längerer
Gewichte vorgesehene längeren Andrückelemente 1 angeordnet
und entgegen der Federkraft wenigstens einer Rückstellfeder 9 vorgespannt
und radial nach innen drückbar. Die Andrückelemente 1 sind
dabei in ihrem mittleren Bereich am weitesten von der radial nach
außen weisenden, entsprechend des Felgendurchmessers gekrümmten
Fläche des Formelementes 7 beabstandet, so dass
das darin eingelegte Gewicht 4 ausgehend von seiner Mitte
an die Felge gepresst wird. Dies ist bei längeren Gewichten
vorteilhaft, da so ein gleichmäßiges blasenfreies
Andrücken des Gewichtes, ausgehend von dessen Mitte nach
außen fortschreitend gewährleistet wird.
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Die
in den Wuchtebenen E1, E2 paarweise um 180° versetzt angeordneten
Formelemente 6, 7 mit den Andrückelementen 1 sind
um eine Längsachse A der Vorrichtung schwenkbar bzw. drehbar.
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Dabei
können die Elemente der Wuchtebene E1 und die Elemente
in der Wuchtebene E2 unabhängig voneinander um mindestens
360°, bevorzugt bis 450° gedreht werden. Die an
jeweils einer Halteplatte 8 aufgenommenen ersten und zweiten
Formelemente 6, 7 sind über Handhabungselemente 10 radial
nach außen spreizbar und mit den aufgenommenen Auswuchtgewichten 4 gegen
die Felge in den Wuchtebenen E1, E2 pressbar.
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Zur
Positionierung der Felge (des Rades) weist die Vorrichtung einen
Zentrierzapfen 11 auf, über den ein Bezug zwischen
Felge und Vorrichtung hergestellt wird. Die Vorrichtung weist weiterhin
ein Griffelement 12 auf.
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Die
Wirkungsweise ist folgende:
Es werden entweder kürzere
Ausgleichsgewichte in den an den Formelementen 6 befestigten
Andrückelementen 1 oder längere Ausgleichsgewichte 4 in den
an den Formelementen 7 radial federnd aufgenommen Andrückelementen 1 positioniert.
Nun wird die Vorrichtung in Bezug auf die Felge (nicht dargestellt),
an welcher die Ausgleichsgewichte 4 befestigt werden sollen,
positioniert. Dazu wird die Vorrichtung mittels des Griffelemen tes 12 in
die Felge eingebracht und mittels des Zentrierzapfens 11 am
Befestigungsflansch der Felge positioniert. Dies stellt gleichzeitig
die Bezugshöhe für die Montagehöhe der Ausgleichsgewichte
dar.
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Die
in den Andrückelementen sicher aufgenommenen Ausgleichsgewichte 4 werden
nun durch Drehen der Formelemente 6/7 in die gewünschte
Befestigungsposition gebracht.
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Nun
erfolgt durch die Betätigung der Handhabungselemente 10 das
radiale Aufspreizen der Halteplatten 8 und somit der Formelemente 6 und 7. Das/die
Andrückelement/e, in welchem/n sich Ausgleichsgewichte 1 befinden
und auch die anderen Andrückelemente, in denen keine Ausgleichsgewichte
angeordnet sind, werden gegen die Innenkontur der Felge mit einer
vorgegebenen Anpresskraft gedrückt und dadurch die Ausgleichsgewichte 4 mit
ihrer Klebefläche 5 an der Felge befestigt. Nach
Beendigung dieses Montagevorganges erfolgt eine Rückhubbewegung
der Form- und Andrückelemente 6, 7, 1,
wobei die Andrückelemente 1, in denen ein Ausgleichsgewicht 4 aufgenommen
wurde, dieses durch Auffedern der elastischen Klemmschenkel 2, 3 freigeben
und kein Verkanten oder Verklemmen der Ausgleichsgewichte in den
Andrückelementen möglich ist, durch welches die
Gefahr besteht, dass sich die Ausgleichsgewichte bei der Rückhubbewegung wieder
von der Felge lösen.
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Es
wird somit eine Vorrichtung geschaffen, die flexibel und prozesssicher
arbeitet und durch einfaches Austauchen der Form- und/oder Andrückelemente
schnell unterschiedlichen Felgenformen anpassbar ist.
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- 1
- Andrückelement
- 1.1
- Anlagefläche
- 1.2
- erste
Klemmfläche
- 1.3
- zweite
Klemmfläche
- 1.4
- Grundfläche
- 2
- erster
Klemmschenkel
- 3
- zweiter
Klemmschenkel
- 4
- Auswuchtelement
- 5
- Klebeschicht 5 aufweist.
- 6
- erste
Formelemente
- 7
- zweite
Formelemente
- 8
- Halteplatte
- 9
- Rückstellfeder
- 10
- Handhabungselemente
- 11
- Zentrierzapfen
- 12
- Griffelement
- b1
- Breite
der Anlagefläche
- b2
- Breite
- b3
- Breite
des Auswuchtgewichtes 4
- h1
- Höhe
der Nut N
- h2
- Höhe
des Auswuchtgewichtes 4
- A
- Längsachse
- E1
- erste
Wuchtebene
- E2
- zweite
Wuchtebene
- F
- Kraft
- N
- Nut
- α
- Winkel
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102004048896
A1 [0004]
- - DE 19922085 A1 [0005]
- - DE 10006176 A1 [0006]