DE2408164A1 - Vorrichtung zum zentrieren und verriegeln einer zweiteiligen felge zur aufnahme eines fahrzeugreifens - Google Patents
Vorrichtung zum zentrieren und verriegeln einer zweiteiligen felge zur aufnahme eines fahrzeugreifensInfo
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Description
MANITZ, FINSTERWALD & GRÄMKOW
0 Π F-h 1974
München, den * Ul f>J<3' I3/T
Fi/Sv - D 1505
DUNLOP AKTIENGESELLSCHAFT 645 Hanau, Postfach 129
Vorrichtung zum Zentrieren und Verriegeln einer zweiteiligen Felge zur Aufnahme eines Fahrzeugreifens
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zentrieren und Verriegeln einer zweiteiligen Felge zur Aufnahme eines Fahrzeugreifens,
insbesondere in einer Gleichförmigkeitsmeßmaschine mit einer Antriebseinheit, die mit dem einen Felgenteil
fest verbunden ist, sowie einer steuerbaren Zubringereinheit für das andere Felgenteil und einer Einrichtung zur
Verbindung der beiden Felgenteile.
Um einen Fahrzeugreifen auf einer Gleichförmigkeitsmeßmaschine oder einer anderen Maschine zur Reifenbearbeitung montieren zu
können, wird die zur Aufnahme des Reifens bestimmte Felge zweckmäßigerweise
in einer Ebene senkrecht zur Mittelachse geteilt, so daß der Reifen zwischen den beiden Felgenhälften angeordnet
und anschließend ein Zusammenbringen dieser beiden Felgenhälften für den Meß- bzw. Bearbeitungsvorgang erfolgen kann.
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Es ist Bekannt, die beiden Felgenhälften gleichachsig anzuordnen
und axial verschiebbar zu lagern und dabei die durch das Aufblasen des Reifens entstehenden Kräfte in Axialrichtung
über die Lager der die beiden Felgenhälften tragenden Halbwellen abzufangen. Diese Konstruktion ist jedoch aufwendig
und läßt im Falle der Verwendung bei einer Gleichförmigkeitsmeßmaschine kein sogenanntes fliegendes Einspannen
des zu prüfenden Rades zu.
Es ist auch bekannt, die beiden Felgenhälften nach Einbringen des Reifens zusammenzuführen und dann gegeneinander zu verriegeln,
wobei die auftretenden Axialkräfte von der Verriegelung aufgenommen werden.
Als Verriegelungsarten sind Bajonett- oder Spreizklauenverriegelungen
bekannt. Mittels derartiger Anordnungen kann zwar das Verriegeln relativ schnell durchgeführt werden, aber es
ist dabei nachteilig, daß die Zentrierung der beiden Felgenhälften gegeneinander von der Art der Passung abhängig ist
und die Belastung der Auflageflächen in Abhängigkeit von der
Größe des zu messenden Reifens sehr hoch werden kann·
Schließlich ist es auch bekannt, die beiden Felgenhälften miteinander
zu verschrauben. Bei dieser Lösung wird zwar die Belastung der Auflageflächen relativ gering, aber in der Praxis
ist störend, daß zur Verschraubung relativ viel Zeit benötigt wird. Überdies tritt bei dieser gegenseitigen Verschraubung
auch ein unerwünschter Verschleiß der Gewinde ein, was die praktische Verwendung dieser Methode des gegenseitigen Ve^
schraubens der Felgenhälften erschwert.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs angeführten Art derart auszubilden, daß bei einfacher Konstruktion
ein problemfreies und schnelles gegenseitiges Verbinden der Felgenteile ermöglicht, eine Beeinflussung der
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durchzuführenden Messungen durch unkontrollierbare Kräfte
ausgeschaltet und eine einwandfreie Zentrierung der beiden Felgenteile gegeneinander bei geringer Belastung der Flächen
gewährleistet werden kann.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Zubringereinheit von dem ihr zugeordneten Felgenteil
trennbar ist und daß die Einrichtung zur Verbindung der beiden Felgenteile gebildet wird von einem mit dem einen Felgenteil
fest verbundenen Zentrierteil, das im Bereich seines freien Endes eine kegelige Außenform aufweist und ein kegeliges
Innengewinde besitzt, sowie von einer Zentrierteilaufnahme in einem mit dem anderen Felgenteil fest verbundenen Antriebsorgan
und einem antreibbaren Verschraubbolzen, dessen
freies Ende in die Zentrierteilaufnähme ragt und ein kegeliges
Außengewinde besitzt.
Durch diese Maßnahmen wird ein schnelles Verschrauben sowie eine gute Zentrierung bei geringer Belastung der Flächen erreicht,
und die Antriebswelle kann sich beim Meßvorgang völlig frei von der Zubringereinheit drehen, so daß sie statisch bestimmt
ist und damit die Genauigkeit des Rundlaufes erhöht wird. Von Vorteil ist auch, daß aufgrund der aufgezeigten Lösung die
Antriebswelle sehr biegesteif ausgeführt werden kann.
Vorteilhafterweise besteht die Zubringereinheit aus einer Zylinder-Kolbenanordnung, die mit dem ein Felgenteil tragenden
Zentrierteil über wenigstens eine Pneumatik-Zylinderkupplung verbunden ist. Diese Konstruktion zeichnet sich durch
Einfachheit und Betriebssicherheit aus.
Das Antriebsorgan ist vorzugsweise als Hohlwelle ausgebildet, in der der Verschraubbolzen drehbar gelagert ist. Auf diese
Weise wird ein besonders kompakter, symmetrischer Aufbau erhalten.
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Durch Ausbildung des freien Endes der ein Felgenteil tragenden
Antriebswelle als Zentriert eil auf nähme wird eine Mehrfachnutzung
dieser Antriebswelle erreicht, die zu einer konstruktiven Vereinfachung
führtο
Der Verschraubbolzen ist mit seinem Antrieb vorzugsweise über eine steuerbare Kupplung verbunden, die im allgemeinen aus einer
in Abhängigkeit vom Drehmoment schaltenden Elektromagnetkupplung besteht» Dadurch können die beim Verschrauben der
Kegelgewinde auftretenden Kräfte genau dimensioniert werden.
Uach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung
ist zwischen dem Terschraubbolzen und dem Zentrierteil
eine Synchronisiereinrichtung angeordnet, die bevorzugt aus einer Hülse mit zylindrischem Innengewinde und einem Gewindebolzen
besteht, wobei die G-ewindehülse am Zentrierteil und der
Gewindebolzen am Terschraubbolzen fixiert ist. Durch die Verwendung einer solchen Einrichtung zum Synchronisieren eines
kegeligen Gewindes über ein zylindrisches Gewinde gleicher Steigung wird ein ganz definiertes Verschrauben des kegeligen
Gewindes und ein besonderer Schutz dieses kegeligen Gewindes vor Verschleiß erreicht. Ein im zylindrischen Gewinde gegebenenfalls
auftretender Verschleiß ist weniger störend, da diese Teile, d.h. die Gewindehülse und der mit ihr zusammenwirkende
Bolzen relativ leicht ausgewechselt werden können.
Eine besonders wichtige Weiterbildung der Erfindung, die im Hinblick auf eine einwandfreie Zentrierwirkung auch bei hoher
Belastung gewährleistet und trotzdem mit geringer Vorspannkraft auskommt, besteht darin, wenigstens eine der Zentrierflächen
zwischen dem Zentrierteil und der Zentrierteilaufnahme
elastisch auszubilden. Zweckmäßigerweise besitzt demgemäß die die Porm eines Innenkegels aufweisende Zentrierteilaufnahme
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Ausnehmungen, die "beispielsweise durch Eindrehen von Rillen
senkrecht zur Mittellinie oder durch Einstoßen von Längsnuten in den Kegel erzielt werden können«
Die Breite und Tiefe der Rillen "bzw. Nuten wird dabei derart.-gewählt,
daß die Zusammenpressung der Zentrierflächen unter
der angelegten Yorspannkraft zumindest gleich derjenigen axialen Verlängerung des Zentrierteiles ist, die sich aufgrund
der aus dem Aufblasdruck des Reifens reduzierenden AxLalkraft ergibt«, Auf diese Weise kann sichergestellt werden,
daß sich die Zentrierflächen auch "bei einer durch die vom Reifendruck
herrührende Hauptlast ergehenden Entlastung "berühren,
da sie durch die auftretenden Axialkräfte lediglich aufgrun'd der vorhandenen Elastizität in ihre Lage vor dem Vorspannen
zurückgehenο
Als weiterer Torteil des Aribringens von Ausnehmungen in den
Zentrierflächen ist in dem Reinigungseffekt zu sehen, der
sich dadurch ergibt, daß Schmutzteile und dergleichen von den erhabenen !lachen abgestreift und in den jeweiligen Ausnehmungen
aufgenommen werden können,, Fehl zentrierung en aufgrund von
Schmutzteilen und derglo können somit praktisch ausgeschaltet werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert;
in der Zeichnung zeigt:
Figo 1 eine schematische Darstellung einer Gleichförmigkeitsmeßmaschine,
und
Figo 2 eine schematische Teilschnittdarstellung einer Ausführungsform
einer Vorrichtung zum Zentrieren und Verriegeln einer zweiteiligen Felge zur Aufnahme eines Fahrzeugreif
ens ο
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-S-
Nach der Darstellung in Fig. 1 umfaßt eine Gleichförmigkeitsmeßmaschine
eine Antriebseinheit A, eine darüber angeordnete und axial ausgerichtete Felgeneinheit B sowie eine Zubringereinheit
G, welche in einer geeigneten Trägerkonstruktion gelagert ist. Ferner ist in Fig. 1 noch schematisch eine Abrolltrommel
gezeigt, die bezüglich der Einrichtung zum Einspannen und Drehen des zu prüfenden Fahrzeugreifens verstellbar ist.
Nach Fig. 2 besteht die Antriebseinheit A im wesentlichen aus einer drehbar gelagerten, hohlen Antriebswelle 1, deren freies
Ende zur Aufnahme der unteren Felgenhälfte 3 dient und gleichzeitig
äLs konische Zentrierteilaufnahme 2 ausgebildet ist.
In der hohlen Antriebswelle 1 ist gleichachsig ein Verschraubbolzen
4 drehbar gelagert, und dieser Verschraubbolzen 4 ist
über eine Kupplung 7 antreibbar.
Das freie Ende 8 des Yerschraubbolzens 4 ist kegelförmig ausgebildet
und befindet sich im Bereich der Zentrierteilaufnahme Das kegelige Ende 8 des Verschraubbolzens 4 ist mit einem kegeligen
Außengewinde versehen.
Unmittelbar unterhalb der Zentrierteilaufnahme 2 weist die Antriebswelle
1 an ihrer Innenfläche einen Absatz auf, der für den Schraubbolzen 4 ein G-egenlager 18 bildet.
Schließlich ist eine Bremseinrichtung 14 vorgesehen, mittels
der die Antriebswelle 1 abgebremst und im Stillstand blockiert werden kann.
Die die obere Felgeneinheit B tragende Zubringereinheit C ist
als Hubeinheit ausgebildet und besteht aus einem Hubzylinder mit Kolbenstange 15» zwei Führungsbolzen 16 sowie aus zwei
Eneumatik-Zylinderkupplungen 17, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel unterschiedliche Durchmesser aufweisen
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und in entsprechende Ausnehmungen in der Felgeneinheit eingreifen.
Anstelle der Pneumatik-Zylinderkupplungen 17 können auch elektromagnetische Kupplungen oder mechanisch arbeitende
Kupplungen vorgesehen ^sein. Wesentlich dabei M; jedoch, daß
diese Kupplungen eine völlige Trennung der Zubringereinheit G bei verbundener Antriebs- und Felgeneinheit gewährleisten.
Die Felgeneinheit B besteht aus einem Zentrierteil 9, das Zubringerseitig im wesentlichen zylindrisch .ausgebildet und
mit einer Aufnahme für die obere Felgenhälfte 13 ausgebildet ist. Diese obere Felgenhälfte 13 kann mittels eines aufschraubbaren
Befestigungsringes 12 lagefixiert werden. In dem zylindrischen Bereich des Zentrierteils 9 befinden sich auch die
Ausnehmungen zur Aufnahme der Pneumatik-Zylinderkupplungen 17-
An dem der unteren Felgenhälfte 3 zugewandten Ende ist das Zentrierteil 9 kegelförmig ausgebildet, und zwar dergestalt,
daß es genau mit der entgegengesetzt kegelig ausgebildeten Zentrierteilaufnahme 2 zusammenpaßt.
Des weiteren weist das Zentrierteil 9 ein kegeliges Innengewinde 5 auf, das dazu bestimmt ist, mit dem kegeligen Außengewinde
des Verschraubbolzens 4 zusammenzuwirken.
Schließlich ist nach Fig. 2 zwischen dem Zentrierteil 9 und dem Verschraubbolzen 4 eine Synchronisiereinrichtung vorgesehen.
Diese nicht unbedingt erforderlihe, jedoch in gewissen
Anwendungsfällen vorzugsweise verwendete Synchronisiereinrichtung
besteht aus einer Hülse 10 mit zylindrischem Innengewinde, welche in einer zylindrischen Ausnehmung des
Zentrierteils 9 mittels eines elastischen Gliedes 11 befestigt ist. Diese Hülse 10 wirkt mit einem Schraubbolzen 6 zusammen,
der ein zylindrisches Außengewinde trägt und zentrisch auf der Stirnfläche des Schraubbolzens 4 angeordnet ist.
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Die Zentrier- und Verriegelungsvorrxclitung nach der Erfindung
arbeitet wie folgt:
Zur Montage eines Reifens wird die obere Felgeneinheit B mittels der Zubringereinheit C in die in Fig. 1 gezeigte Stellung
gebracht. Dies geschieht durch Füllen der Pneumatik-Zylinderkupplungen
17 und durch Anheben der Einheiten B und O mittels der Zylinder-Kolbenanordnung 15·
Wenn der Reifen zwischen die beiden Felgenhälften 3»13 eingebracht
worden ist, wird die obere Felgeneinheit abgesenkt und dabei das kegelförmige Zentrierteil 9 in die Zentrierteilaufnahme
2 am freien Ende der Antriebswelle 1 gedrückt und dabei gleichzeitig zentriert. Hierbei drückt die Synchronisierhülse
10 über den Synchronisierbolzen 6 den Verschraubbolzen 4- nach unten, während sich dieser zu drehen beginnt und sich mit wenigen
Umdrehungen über das zylindrische Gewinde von Synchronisierbuchse und Synchronisierhülse in das kegelige Gewinde 5 des
Zentrierteils 9 schraubt.
Zentrierteils 9 schraubt.
Sobald an der Elektromagnetkupplung 7 ein bestimmtes, vorgebbares Drehmoment .erreicht wird, schaltet der in Fig. 2 nicht
dargestellte Antriebsmotor für den Verschraubbolzen 4- ab, die
Elektromagnetkupplung 7 sowie die Pneumatik-Zylinderkupplungen 17 lüften und geben damit die Einheiten A und B von der
Zubringereinheit 0 frei. Die Bremse 14, welche die Antriebswelle 1 bisher blockiert hat, lüftet ebenfalls, und damit kann das Einschalten des Antriebsmotors für die Antriebswelle 1 erfolgen und der Meßvorgang durchgeführt werden.
Zubringereinheit 0 frei. Die Bremse 14, welche die Antriebswelle 1 bisher blockiert hat, lüftet ebenfalls, und damit kann das Einschalten des Antriebsmotors für die Antriebswelle 1 erfolgen und der Meßvorgang durchgeführt werden.
Das gegenseitige Entriegeln und Trennen der beiden Felgenhälften 3»13 erfolgt in umgekehrter Reihenfolge.
Es ist zu betonen, daß die Synchronisiereinrichtung 6,10 nicht unbedingt erforderlich ist, da sich in der Praxis gezeigt hat,
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daß auch ohne derartige Synchronisiereinrichtung ein einwandfreies
Zentrieren und Verriegeln erfolgen kann. Der dabei zu
erwartende Verschleiß der kegeligen Gewinde bleibt dabei überraschend
gering. Außerdem können kegelige Gewinde durchaus nachgearbeitet werden, wenn dies nach relativ langer Betriebszeit einmal erförderlich werden sollte.
Vorteilhaft ist auch, daß die Verbindung des Zentrierkonus mit
dem Gewindekonus eine Mutterform ergibt, die der einer Dehnmutter entspricht und demgemäß eine vorteilhafte Verteilung
der Kräfte in der Mutter gewährleistet.
Es wurde bereits darauf hingewiesen, daß durch die Erfindung eine sehr gute Zentrierwirkung erzielt werden kann0 Palis aufgrund
der im Einzelfall vorliegenden Gegebenheiten die vom Aufblasdruck des Eeifens herrührende Axialkraft so groß werden
sollte, daß zur Gewährleistung einer einwandfreien Zentrierung über den Verschraubbolzen 4- eine sehr hohe Vorspannkraft
aufgebracht vier den müßte, geht man vorzugsweise dazu über,
mit elastischen Zentrierflächen zu arbeiten. Ohne derartige elastische Zentrierflächen wäre am Verschraubbolzen ein großes
Drehmoment und damit ein großer Antriebsmotor erforderlich, und überdies wäre dabei nachteilig, daß ein Bewegen des Gewindes
unter relativ hoher IPlächenpressung und damit mit größerem
Verschleiß erfolgen müßte,, DJes wird durch Verwendung einer
elastischen Zentrierfläche, die vorzugsweise an der Zentrierteil
auf nähme ausgebildet ist, vermieden« Die benötigte Elastizität
dieser Zentrierfläche wird dadurch erhalten, daß in dieser Fläche Ausnehmungen vorgesehen werden, die zur Ausbildung
definierter Stege führen, die bei geeigneter Bemessung die gewünschte elastische Verformung garantieren,, Damit wird auf
überraschend einfache Weise eine optimale Zentrierwirkung auch bei geringer Vorspannkraft und hoher Belastung sichergestellt.
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- ίο -
Die erfindungsgemäße Zentrier- und Verriegelungsvorrichtung
xiTurde zwar im vorstehenden Ausführungsbeispiel im Zusammenhang
mit einer Gleichförmigkeitsmeßmaschine "beschrieben, aber
sie ist grundsätzlich immer dann vorteilhaft verwendbar, wenn für Meß- oder Bearbeitungsvorgänge zur Aufnahme eines Reifens
geteilte Felgen exakt und schnell zusammengebracht werden müssen und die Belastung der miteinander in Berührung stehenden
!Flächen möglichst gering gehalten werden soll.
Im Falle der Verwendung der Zentrier- und Verriegelungsvorrichtung
im Zusammenhang mit einer G-leichförmigkeitsmeßmaschine
ist noch günstig, daß ohne jegliche Schwierigkeiten
eine Anpassung an unterschiedliche Reifengrößen möglich ist
und dabei auch bei Spitzenbelastungen im Falle großer Reifen die spezielle Verriegelung absolut betriebssicher ist und
eine optimale Verteilung der aufzunehmenden Kräfte sicherstellt.
- Patentansprüche -
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Claims (1)
- - 11 Patentansprüchebrrichtung zum Zentrieren und Verriegeln einer zweiteiligen Felge zur Aufnahme eines Fahrzeugreifens, insbesondere in einer Gleichförmigkeitsmeßmaschine mit einer Antriebseinheit, die mit dem einen Felgenteil fest verbunden ist, sowie einer steuerbaren Zubringereinheit für das andere Felgenteil und einer Einrichtung zur Verbindung der beiden Felgenteile, dadurch gekennz eichnet, daß die Zubringereinheit (C) von dem ihr zugeordneten Felgenteil (13) trennbar ist und daß die Einrichtung zur Verbindung der beiden Felgenteile (3, 13) gebildet wird von einem mit dem einen Felgenteil (13) fest verbundenen Zentrierteil (9), das im Bereich seines freien Endes eine kegelige Außenform aufweist und ein kegeliges Innengewinde (5) besitzt, sowie von einer Zentrierteilaufnahme (2) in einem mit dem anderen Felgenteil (3) fest verbundenen Antriebsorgan (1) und einem antreibbaren Verschraubbolzen (4),dessen freies Ende (8) in die Zentrierteilaufnahme (2) ragt und ein kegeliges Außengewinde besitzt.Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Zubringereinheit (C) und dem ihr zugeordneten Felgenteil (13) eine steuerbare Kupplung (17) vorgesehen ist.Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zubringereinheit (C) aus einer Zylinder-Kolbenanordnung (15) besteht, die mit dem ein Felgenteil (13) tragenden Zentrierteil (9) über wenigstens eine Pneumatik-Zylinderkupplung (17) verbunden ist.509835/08174. Vorrichtung nach. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierteilaufnahme (2) im freien Ende der
ein Felgenteil (5) tragenden Antriebswelle (1) der Gleichförmigkeitsmeßmaschine ausgebildet ist.5- Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine steuerbare Bremsvorrichtung (14) für die Antriebswelle (1) vorgesehen ist.6. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschraubbolzen (4) in der Antriebswelle (1) drehbar gelagert ist.7· Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichn e t, daß der Verschraubbolzen (4) mit seinem Antrieb über
eine steuerbare Kupplung (7) verbunden ist.8. Vorrichtung nach Anspruch 7> dadurch gekennzeichnet, daß eine in Abhängigkeit vom Drehmoment schaltende
Elektromagnetkupplung vorgesehen ist.9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschraubbolzen (4) axial in Richtung des
Zentrierteiles (9) durch wenigstens ein Gegenlager (18)
abstützbar ist.10. Vorrichtung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß das Gegenlager (18) an der Innenwand der Antriebswelle (1) vorgesehen ist.11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Verschraubbolzen (4) und dem Zentrierteil (9) eine Synchronisiereinrichtung angeordnet ist.509835/081712ο Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Synchronisiereinrichtung als Steckverbindung
ausgebildet ist.13« Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Synchronisiereinrichtung aus einer Hülse (10) mit zylindrischem Innengewinde und einem entsprechenden Gewindebolzen (6) besteht.14O Vorrichtung nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, daß die Gexfindehülse (10) am Zentrierteil (9) elastisch befestigt ist»15° Vorrichtung nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung des zylindrischen Gewindes zumindest im wesentlichen gleich der Steigung des kegeligen Gewindes isto16o Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gek ennz ei chnet, daß wenigstens, eine der Zentrierflächen zwischen Zentrierteil (9) und Zentrierteilaufnahme (2) elastisch ausgebildet istoο Yorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die die Form eines Innenkegels aufweisende Zentrierteilaufnahme (2) Ausnehmungen aufweist„18o Vorrichtung nach Anspruch 17» dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen als Querrillen und/oder als längsnuten ausgebildet sind019ο Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch g e k e η η ζ ei chnet, daß die Breite und liefe der Rillen bzw.
ITuten derart gewählt ist, daß die Zusammenpressung der Zentrierflächen unter der angelegten Vorspannkraft zumindest509835/0817gleich derjenigen axialen Verlängerung des Zentrierteiles ist, die sich aufgrund der aus dem Aufblasdruck des Reifens resultierenden Axialkraft ergibt„509835/0817irLeerseite
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