DE2829254C2 - Verfahren zur Steuerung der Anfahrbewegung eines drehbaren Schleifelementes sowie Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung der Anfahrbewegung eines drehbaren Schleifelementes in die Arbeitsstellung an die Oberfläche eines rotierenden Reifens sowie eine Einrichtung zur Durchführungeines solchen Verfahrens.

Aus der DE-OS 26 40 711 ist eine Schleifmaschine für die Lauffläche von rotierenden Reifen bekannt, bei der photoelektrische Schalter zur Überprüfung der Lauffläche des Reifens vorgesehen sind, welche den Schleifvorgang durch Auslosung einer Bremse beenden. Außerdem wird die Drehzahl des Reifens ständig überwacht.

so daß bei Absinken der Drehzahl des Reifens unter einen vorgegebenen Wert sein Antrieb abgeschaltet und gegebenenfalls ein Alarmsummer ausgelöst werden kann, da ein starker Abfall der Drehzahl des Reifens ein Indiz für eine Überlastung des mechanischen Antriebs ist

Nachteilig ist bei dieser bekannten Schleifmaschine, daß die gesamte Anfahrbewegung des Schleifwerkzeuges in die Arbeitsstellung an der Lauffläche des

ίο rotierenden Reifens manuell gesteuert werden muß. Dabei wird der zu schleifende Reifen zunächst in zwei frei gelagerte Felgenbacken eingespannt und über einen Motor während des gesamten Schleifvorgangs mit konstanter Drehzahl gedreht. Der Schlitten für das

ι' Schleifwerkzeug wird dann manuell durch Taster mittels eines Spindelvorschubs in schnellem Gang an den langsam rotierenden Reifen herangefahren, so daß der im allgemeinen als Schleifwerkzeug verwendete Schleifstein die Lauffläche des Reifens berührt.

μ Die Schleifsteinlage muß nun so einjustiert werden, daß der größte Reifenhöhenschlag gerade zu einer Berührung des Schleifsteins an der Oberfläche des Reifens führt. Da der Schleifsteinschlitten jedoch relativ schnell an den Reifen herangefahren wird, während sich der Reifen relativ langsam dreht, erfolgt diese Berührung im allgemeinen nicht exakt am maximalen Höhenschlag. Selbst wenn jedoch zufällig beim Anfahren der maximale Höhenschlag erreicht wurde, würden auch bei sofortiger Abschaltung des Vorschubs Fehler

w von einigen Millimetern aufgrund der Abschaliträgheit und des dadurdi hervorgerufenen Nachlaufes des Vorschubs auftreten.

Würde man den Schleifvorgang nun in dieser nicht optimalen Arbeitsstellung beginnen, so kann der Schleifstein aufgrund der zu großen Reibung an der Oberfläche des Reifens nicht hoch laufen und wird am nächsten »Berg«, also am nächsten übergroßen Reifenradius, stark abgebremst oder sogar blockiert. Auch der Laufstreifengummi leidet bei zu starker

<·> Reibung zwischen Schleifstein und Reifen, so daß die Oberfläche verschmiert wird oder gar zu brennen beginnt. Solche Reifen können nicht mehr verwendet werden.

Deshalb fährt die Bedienungsperson im allgemeinen

^4J> den Schleifstein schnell zurück, bis dieser wieder frei wird. Da sich jedoch in einem anderen Bereich des Umfangs des Reifens noch ein weiterer »Berg« befinden kann, muß mindestens noch eine weitere Umdrehung abgewartet werdert, damit der Schleifstein bei neuen, größeren Höhenschlägen wieder zurückgefahren werdenkann.

Da auch der langsame Rückschub einen nicht zu vernachlässigenden Nachlauf besitzt und die Bedienungsperson ebenfalls mit leichter Verzögerung auf die erste Berührung zwischen Schleifstein und Reifen reagiert, wird der Schleifsteinschlitten oft zu weit zurückgefahren, d. h., die Anfahrbewegung muf3 mehrmals wiederholt werden. Ein weiteres Problem bei der manuellen Steuerung der Anfahrbewegung ist. daß sich auf der Oberfläche des Reifens kleine »Stipse« befinden, also stiftförmige Vorsprünge mit einem Durchmesser von ca. 3 mm und einer Höhe von I —2 mm:diese Stipse bilden sich beim Heizen des Reifens in den Enltüftungslöchern aus. Die Stipse können den Schleifstein auch dann mitnehmen, wenn dieser nicht »satt« an der Oberfläche des Reifens anliegt, so daß dieser Effekt von dem Bedienungspersonal aufgrund der eigenen Erfahrung, jedoch letztlich vollkommen willkürlich, berück-

sichtigt werden muß. Im allgemeinen befindet sich also der Schleifstein erst nach mehrmaliger Einschaltung des Vor- bzw. Rückschubs in der richtigen Arbeitsstellung an der Oberfläche des Reifens, so daß der eigentliche Schleifvorgang beginnen kann.

Mit der vorliegenden Erfindung sollen deshalb ein Verfahren und eine Einrichtung der angegebenen Gattung geschaffen werden, bei der die Steuerung der Anfahrbewegung nicht mehr manuell, sondern automatisch erfolgt Dabei sollen insbesondere auch die o. e. Schwierigkeiten in bezug auf die Wirkung der »Stipse« auf den Kontakt zwischen Lauffläche und Schleifstein vermieden werden.

Dies wird bei einem Verfahren der angegebenen Gattung dadurch erreicht, daß während des Vorschubs des Schleifelements eine konstante Bremskraft auf das von dem rotierenden Reifen mitgenommene Schleifelement ausgeübt wird, und daß bei Erreichen einer vorgegebenen Drehzahl des Schleifelements der Vorschub beendet und der Rückschub eingeschaltet wird, bis die vorgegebene Drehzahl unterschritten wird.

Bei einer Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens wird dies durch eine Einrichtung zur Messung der Drehzahl des Antriebsmotors des Schleifelements sowie durch einen von dieser Einrichtung gesteuerten Schwellwertschalter für den Vorschub bzw. Rückschub des Schleifelements erreicht.

Zweckmäßige Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen zusammengestellt. Die mit der Erfindung erzielten Vorteile berühren darauf, daß die gesamte Anfahrbewegung des drehbaren Schleifelements, im allgemeinen eines Schleifsteins, automatisch gesteuert wird, d. h., die Bedienungsperson muß nur noch die Taste »Automatik-anfahren« drücken, während die dann folgenden Vorgänge selbsttätig als elektronische Folgesteuerung auslaufen. Dabei wird auch die Wirkung der »Stipse« auf den Kontakt Schleifstein/Reifen berücksichtigt, so daß die jeweils optimale Arbeitsstellung erreicht wird. Insbesondere ist nun keine große Erfahrung mehr erforderlich, um die optimale Arbeilsstellung anzusteuern, so daß das Schleifen von Reifen nun auch von nicht speziell ausgebildetem Personal durchgeführt werden kann.

Diese »Automatik« erfordert keinen hohen konstruktiven Aufwand, wie sich aus der folgenden Beschreibung ergeben vird, so daß auch noch nachträglich bereits vorhandene Schleifmaschinen mit dieser Anfahrauto matik ausgerüstet werden können. Und schließlich kann eine solche Einrichtung auch leicht an unterschiedliche Reifengrößen angepaßt werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführupgsbeispielen unter Bezugnahme auf die schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Reifenhöhenschlag-Schleifinaschine, bei der die erfindungsgemäße Anfahrautomatik verwendet wird, und

F i g. 2 den Schaltplan einer solchen Anfahrautomatik.

Wie sich aus Fig. 1 ergibt, weist eine solche Reifenhöhenschlag-Schleifmaschine einen portalförmigen Träger 10 auf, an dem ein Reifen (nicht dargestellt) auf einer Felge 12 drehbar befestigt werden kann. Weiterhin ist ein Elektromotor 14 mit einer Welle 16 vorgesehen, die eine Antriebsrolle 18 trägt. Diese Antriebsrolle 18 liegt an der Oberfläche des Reifens an, so daß bei einer Drehung der Antriebsrolle 18 der Reifen auf der Feige 12 mit vorgegebener, von der Speisung des Elektromotors 14 abhängiger Drehzahl gedreht wird.

Weiterhin ist an dem portalförmigen Träger 10 eine Schleifeinheit 20 angebracht, die Antriebsmotoren 22, 23 enthält, die über Antriebsspindeln 24 einen Schlittenwagen 26 mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten verschieben können, nämlich jeweils mit schnellem bzw. langsamen Vorschub bzw. Rückschub.

Der Schlittenwagen trägt einen durch DrehEtrom gespeisten Antriebsmotor 28 für einen Schleifstein 30.

Der Schleifstein 30 kann also auf einer geradlinigen Bahn verschoben und in Anlage an die Lauffläche des Reifens gebracht werden.

Die Antriebsübertragung von dem Antriebsmotor 28 auf den Schleifstein 30 erfolgt durch einen Keilriemen, wobei auf der Welle des Antriebsmotors 28 ein bei 32 schematisch angedeuteter Drehzahlgeber sitzt. Dieser Drehzahlgeber besteht aus einer Schlitzscheibe mit einem Umfang von 200 mm, wobei ca. 250 Schlitze vorgesehen sind.

Diese Schlitzscheibe steuert eine Lichtschranke, xL h., die Zahl der empfangenen Lichtimpulse hängt von der Umfangsgeschwindigkeit der Schiefscheibe und damit von der Drehzahl des Antriebsmotors 2t ab.

Als Sender für die Lichtschranke kann beispielsweise eine Infrarotleuchtdiode verwendet werden, während als Empfänger ein Fototransistor dient.

Die von der Lichtschranke gelieferten und in elektrische Signale umgewandelten Steuerimpulse werden über ein abgeschirmtes Kabel auf einen impulsschwellwertschalter, also einen Frequenz- oder Drehzahl-Schwellwertschalter gegeben (34 in F i g. 2).

Im folgenden soll auch unter Bezugnahme auf F i g. 2 die Funktionsweise einer solchen Reifenhöhenschlag-Schleifmaschine erläutert werden.

Zunächst wird der Reifen, wie bisher üblich, manuell von der Bedienungsperson zwischen Antriebsrolle 18 und Felge 12 eingespannt. Dann wird die Taste »Automatik anfahren« gedrückt, wonach die folgende Anfahrbewegung des drehbaren Schleifsteins 30 automatisch abläuft.

Dabei wird zunächst gleichzeitig der schnelle Vorschub des Schlittenwagens 26 und die Antriebsrolle 18 eingeschaltet, d. h., der Reifen wird mit einer konstanten Drehzahl bewegt, während der Schleifstein 30 auf die Lauffläche des Reifens zu verschoben wird.

Während des Anfahrvorgangs wird der Drehstrommotor 28 für den Schleifsteinantrieb zwischen zwei Phasen mit 24 Volt Gleichspannung gespeist, d. h., der Drehstrommotor 24 wirkt als Wirbelstrombremse, so daß der Schleifstein 30 nur dann von dem rotierenden Reifen mitgenommen wird, wenn er satt an der Oberfläche des Reiiens anliegt.

Da aufgrund der Wirkung des Antriebsmotors 28 ils Wirbelstrombremse der Schleifstein 30 nur bei »satter Anlage« mitgenommen wird, die auf der Laufflächenoberfläche befindlichen »Stipse« eine solche satte Anlage jedoch nicht bewirken können, wird der Schleifstein 30 kontinuierlich unter Abschleifen dieser Stipse so lange vorgeschoben, bis er die Oberfläche des Reifens berührt. Außerdem verhindert diese Wirbelstrombremsung den Nachlauf des Schleifsteins 30 beim Freiwerden bzw. Zurückfähren des Schlittenwagens 26, damit der mit der Welle des Antriebimotors 28 gekoppelte Drehzahlgeber 32 nur die echte Mitnahme des Schleifsteins 30 in Form eines einzigen, klar auswertbaren Steuerimpulses anzeigt.

Der Schlittenwagen 26 mit dem Schleifstein 30 fährt nun in Abhängigkeit von den Abmessungen des Reifens so lange vor, bis der Reifen schließlich den Schleifstein

30 mitnimmt und ihn auf mindestens 80% der Drehzahl antreibt, die bei Daueranlage erreicht werden würde.

Wird diese »Drehzahlschwelle« überschritten, so wird der Vorschub des Schlittenwagens 26 selbsttätig abgeschaltet.

Dieser Funktionsweise liegt folgender Gedanke zugrunde:

Bei einer »satten Berührung« Schleifstein/Reifen stellt sich ein Schlupf von 0% ein. Die Abschaltung des Vorschubs erfolgt nun bei einem Schlupf, der kleiner als 20% ist. d. h., bei 80% der maximal erreichbaren Drehzahl. Dieser Wen von 80% der maximal erreichbaren Drehzahl hat sich als vorteilhaft herausgestellt, da hierdurch die Wirkung der Wirbelstrombremse unterstützt und außerdem sichergestellt wird, daß eine evtl. langsame Mitnahme des Schleifsteins 30 durch eine geringe Berührung mit der Oberfläche des Reifens nicht als Steuerimpuls gewertet wird.

Dieser Wert von HU¹M) der maximal erreichbaren Drehzahl gewährleistet also, daß eine exakte und genau definierte Anlage des Schleifsleins 30 an der Lauffläche des Reifens vorliegt.

Gleichzeitig mil der bei diesem Wert erfolgenden Abschaltung des Vorschubs des Schlittenwagens 26 wird der schnelle Rückschub des Schlittenwagens 26 für eine definierte, durch ein Zeitrelais festgelegte Zeitspanne eingeschaltet, um den Nachlauffehler des Schlittenwagens 26 möglichst gering zu halten. Diese Zeitspanne liegt erfahrungsgemäß in der Größenordnung von ca. 1.2 Sekunden.

Eine Grundbedingung dieses Regelsystems ist. daß der Nachlauffehler nicht auf Null kompensiert ist. d. h.. auch nach Beendigung des schnellen Rückschubs wird der Schleifstein 30 durch den Reifen noch mit voller Drehzahl angetrieben; nach Verstreichen dieser Zeitspanne wird die Bewegung des Schlittenwagens 26 auf langsamen Rückschub, d.h.. auf den Kriechgang eingestellt, wobei gleichzeitig auch weiterhin die Drehzahl des von dem rotierenden Reifen mitgenommenen Schleifsteins 30 überwacht wird.

Dieser langsame Rückschub dauert so lange, bis der oben erwähnte Drehzahlschwellwert von 80% der ■»ο

maximal erreichbaren Drehzahl überschrillen wird.

Da auch ein solcher Kriechgang in jeder handelsüblichen Reifen-Höhenschlag-Schleifmaschine wegen des Kriechgang-Vorschubs für '/,,, Reifenabschleifung bereils vorhanden ist. muU also die eigentliche Schleifmaschine nicht modifiziert werden, sondern die einzelnen, bereits vorgegebenen Bewegungsmöglichkeiten nur in der hier angegebenen Weise gesteuert werden.

Im weiteren Verlauf des langsamen Rückschubs des Schlittenwagens 26 entfernt sich also der Schleifstein 30 soweit von der Oberfläche des Reifens. daB kein satter Koniakt zwischen Reifen und Schleifstein mehr vorhanden ist.

Dies wird durch den Drehzahlgeber 12 festgestellt, der dann den Kriechgang-Rückschub abschaltet und gleichzeitig ein Zeilrelais einschaltet, das auf eine Zeitspanne eingestellt ist, die für 1,3 Reifenumdrehungen ausreicht.

Bei der nun vorliegenden. μ.μ«;κ·πκπ Berührung zwischen Reifen und Schleifstein 30 dreht sich also der Reifen wenigstens IMaI. wobei jede weitere Mitnahme des Schleifsteins ein weiteres Ruckfahren des Schlittenwagens 26 sowie eine Löschung dieses Zeilrelais bewirkt. D. h. also, daß während dieser eingestellten Zeitspanne jeder neue Höhenschlag den Drehzahlgeber 32 zum Ansprechen bringen und einen weiteren Schlitten-Rückschub auslösen würde. Außerdem würde die bereits abgelaufene Zeitspanne dieses Zeitrelais gelöscht, um sicherzustellen, daß während dieser Zeitspanne von 1.3 Umdrehungen schließlich keine Mitnahme des Schleifsteins 30 durch den rotierenden Reifen mehr erfolgt.

Ist durch diese Rückbewegung des Schlittenwagens 26 der Schleifstein 30 schließlich so weit zurückbewegt worden, daß während der gesamten Umlaufzeit von IJ Reifenumdrehungen nur noch eine schwache Berührung zwischen Schleifstein 30 und der Lauffläche des Reifens stattfindet, so kann das Zeitrelais voll ablaufen und schließlich die Anfahrautomatik ausschalten. Damit wird gleichzeitig auch der übliche Schleifvorgang eingeleitet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

1 Patentansprüche:

1. Verfahren zur Steuerung der Anfahrbewegung eines drehbaren Schleifelementes in die Arbeitsstellung an die Oberfläche eines rotierenden Reifens, dadurch gekennzeichnet, daß während des Vorschubs des Schleifelementes (30) eine konstante Bremskraft auf das von dem rotierenden Reifen mitgenommene Schleifelement (30) ausgeübt wird, und daß bei Erreichen einer vorgegebenen Drehzahl des Schleifelementes (30) der Vorschub beendet und der Rückschub eingeschaltet wird, bis die vorgegebene Drehzahl unterschritten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Erreichen der vorgegebenen Drehzahl des Schleifelementes (30) der schnelle Rückschub für eine vorgegebene Zeitspanne und anschließend der langsame Rückschub eingeschaltet wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem erstmaligen Unterschreiten der vorgegebenen Drehzahl des Schleifelementes (30) der Reifen noch mindestens eine weitere Drehung durchläuft, bei der bei Überschreiten der vorgegebenen Drehzahl der Rückschub erneut eingeschaltet wird.

4. Verfahren nach einem tiar Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß während der Anfahrbewegung der zum Antrieb des Schleifelementes (30) dienende Drehstrommotor als Wirbelstrombremse betrieben wird.

5. Verfallen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, t'.ß die vorgegebene Drehzahl des Schleihlemente* (30) 80% der Drehzahl ist, die sich bei ein- ;■ satten Berührung zwischen Schleifelement (10) und Oberfläche des Reifens ergibt.

6. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche I bis 5, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Messung der Drehzahl des Antriebsmotors (28) für das Schleifelement (30), und durch einen von der Einrichtung gesteuerten Schwellwertschalter (34) für den Vorschub bzw. Rückschub des Schlcifclemcntes (10).

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung eine auf der Welle des Antriebsmotors (28) für das Schleifelement (30) sitzende Schlitzscheibe aufweist, die eine Lichtschranke zur drehzahlabhängigen Erzeugung von Impulsen steuert.

8. Einrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Impulsschwellwertschalter (34) vorgesehen ist.