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Reifenfülleinrichtung
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Die Erfindung betrifft eine Reifenfülleinrichtung nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1, wie sie beispielsweise aus der DE-PS 941 715 als bekannt hervorgeht.
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Für die serienmäßige Montage besitzen Reifenaufziehanlagen in der
Industrie für schnelles und störungsfreies Aufpumpen von auf die Felge aufgezogenen
Reifen eine spezielle Aufpumpstation. In dieser Aufpumpstation wird mittels einer
Aufpumpglocke der Reifen über einen Ringspalt zwischen Felge und Reifen befüllt
und nicht über das in der Felge eingebaute Ventil. Durch hohe Füllgeschwindigkeit
werden kurze Taktzeiten erreicht und Störungen vermieden, die beim Befüllen über
das Ventil auftraten, wenn die aufgezogenen Reifen nicht schon vorn vornherein dichtend
auf der Felge anliegen.
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Auch aus einer anderen als der eingangs zitierten Veröffentlichung,
nämlich dem DE-GM 81 17 719.4 geht eine derartige Aufpumpglocke als bekannt hervor.
Diese Aufpumpglocke ist im wesentlichen aus einem Zylindergehäuse und einem im Innern
axial verschiebbaren ringscheibenförmigen Stempelkolben aufgebaut. Durch Absenken
der Glocke auf das unterhalb auf einer Unterlage angeordnete Scheibenrad mit lose
aufgezogenem Reifen werden Dichtkanten
der Aufpumpglocke dichtend
auf die Reifenoberseite und das Scheibenrad aufgesetzt. Wenn die mit dem Scheibenrad
zusammenwirkende innen liegende Dichtkante, die durch einen in ihre Unterlage eingelassenen
Dichtring gebildet ist, auf dem Scheibenrad aufsitzt, wird das Zylindergehäuse noch
so weit abgesenkt, bis es gut dichtend auf der Reifenoberfläche aufliegt und zwischen
Reifen und Felge ein Ringspalt entstanden ist. Nachteilig ist, daß Störungen auftreten
können, weil der mit dem Scheibenrad zusammenwirkende Dichtring der Aufpumpglocke
nicht durchgehend am ganzen Umfang des Scheibenrads anliegt. Dies ist dadurch bewirkt,
daß der oben liegende Felgenrand nicht immer parallel zur entsprechenden Dichtkante
ausgerichtet ist, und der entsprechende Dichtring wegen ansonsten auftretender Dichtprobleme
nicht beliebig weich ausgeführt werden kann. Andererseits besitzt das den innen
liegenden Dichtring tragende Teil eine Führung, die allein Axialbewegungen zuläßt.
Als Unterlage für Felge und Reifen dient während des Aufpumpens die Oberfläche des
Förderbandes, auf denen Felge mit Reifen der Aufpumpstation zugeführt werden. Diese
Oberflächen sind bezüglich ihrer horizontalen Ausrichtung nicht besonders geprüft
und können sich unvorhersehbar unterschiedlich schräg einstellen. Auch Fertigungstoleranzen
der Felgen oder sonstige Unebenheiten auf der Oberfläche der Unterlage können dazu
führen, daß die Felge schräg liegt.
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Aus der eingangs erwähnten Schrift geht eine Aufpumpglocke als bekannt
hervor, deren äußerer, mit dem Reifen dichtend zusammenwirkender Glockenmantel als
flexibler Faltenbalg ausgebildet ist. Beim Absenken der Aufpumpglocke faltet sich
der Balg nach dem Aufsetzen auf der Reifenoberfläche selbsttätig zusammen, bis die
Absenkbe-
wegung durch Aufsetzen des inneren stempelförmigen Ringes
auf dem Scheibenrad beendet ist. Zwar ist die Steuerung der Absenkbewegung hier
wesentlich vereinfacht, jedoch sind die vorher schon erwähnten Nachteile auch hier
gegeben. Durch Unebenheiten oder Schrägstellung der Unterlage oder Felgentoleranzen
ist eine durchgehende Abdichtung bei starrem Stempelring nicht immer gewährleistet.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einfacher Ausbildung
der Auffüllvorrichtung dafür zu sorgen, daß auch bei von der Horizontalen abweichender
Lage des oben liegenden Felgenrandes dennoch ständig durchgehend ringsum ein luftdichter
Abschluß des Felgenrandes gesichert ist und die von außen aufzubringende Arbeitsleistung
zum Absenken möglichst gering ist.
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Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die
kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Aufgrund der elastischen Halterung
des die innen liegende und mit dem Felgenrand zusammenwirkenden, die Dichtkanten
tragenden Teils durch einen Federbalg, findet beim Absenken der Aufpumpglocke selbsttätig
ein Ausrichten der Dichtkantenebene nach der Lage der Felgenoberkante statt. Denn
die flexiblen Wände des als pneumatische Feder wirkenden Federbalgs lassen nicht
nur Axialbewegungen, sondern auch Verdrehungen zu. In einer weiteren Ausgestaltung
der Erfindung, in der der Federbalg mit einem Ausgleichsbehälter verbunden ist,
kann eine nahezu konstante axiale Kennlinie der Federsteifigkeit des Federbalgs
erreicht werden, so daß auch die Arbeitsleistung, die zum Zusammendrücken des Federbalgs
aufgewendet werden muß, immer konstant ist.
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Vorteilhaft ist auch, daß der Verschleiß des Dichtrings in Grenzen
gehalten wird, da aufgrund der konstanten Federsteifigkeit die Ausdruckkraft in
Grenzen gehalten ist. Günstig ist auch das bei diesen Vorteilen erzielte kleine
Bauvolumen der Aufpumpglocke. Ein weiterer Vorteil sind geringe Druckluftverluste,
da der Raum oberhalb des Ringspalts zwischen Felge und Reifen sehr klein gehalten
wird und dadurch auch der Geräuschpegel der ausströmenden Luft sehr niedrig liegt.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt
und wird im folgenden näher beschrieben; es zeigen: Figur 1 die Aufpumpstation einer
Reifenaufziehanlage in einer Seitenansicht mit der Aufpumpglocke, Figur 2 die Draufsicht
auf die Aufpumpglocke, Figur 3 eine vertikale Schnittansicht der Aufpumpglocke entlang
der in Figur 2 eingetragenen Schnittlinie III-III sowie der Felge mit Reifen, Figur
4 eine vergrößerte Darstellung einer Einzelheit, die in Figur 3 mit IV bezeichnet
ist und die Ausbildung der Aufpumpglocke im Bereich der Dichtkanten zeigt.
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Die Aufpumpstation 1 einer nicht näher dargestellten Reifenaufziehanlage
ist unter anderem gebildet aus einem Portaltraggerüst 2. Im Portaldurchgang befindet
sich die Aufpumpglocke 3 sowie eine Transporteinrichtung 4 zur Beförderung der Felgen
5 mit lose aufgezogenem Reifen 6
in den Portaldurchgang unterhalb
der Aufpumpglocke 3. Die Transporteinrichtung 4 kann beispielsweise als Förderband
oder eine Shuttle-Einrichtung ausgeführt sein. Am Portaltraggerüst 2 sind ferner
ein Drucklufttank 7 und ein Ausgleichsbehälter 8 befestigt. Der Drucklufttank 7
enthält Druckluft zum Befüllen der Reifen und ggf. auch zum Betätigen des Zustellzylinders
15, der über eine Welle 14 mit der Aufpumpglocke 3 verbunden ist. Dieser Druckluftvorrat
wird dauernd ergänzt. Der Ausgleichsbehälter 8 ist über eine Leitung 9, wie in Figur
3 ersichtlich, ständig mit dem Federbalg 10 über einen Durchlaß 28 verbunden.
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Die Aufpumpglocke 3 ist in den nachfolgenden-Figuren im einzelnen
dargestellt. Figur 2 zeigt eine Draufsicht, Figur 3 einen Vertikalschnitt der Aufpumpglocke
entlang der Schnittlinie III-III und Figur 4 eine vergrößerte Einzelheit der in
Figur 3 dargestellten Schnittansicht.
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Die Außenkontur der Aufpumpglocke 3 ist durch ihren äußeren Mantel
gebildet, der aus einer Tragplatte 12 und einem zylindrischen Ringteil 16 gebildet
ist, dessen unterer Rand als Dichtkante 17 auf den Reifen 6 aufgesetzt wird. Die
Tragplatte 12 besitzt ferner ein Klemmfuß 13, der mit der Welle 14 des Zustellzylinders
15 verbunden ist. An der Innenseite der Tragplatte 12 ist der Federbalg 10 befestigt.
An der Unterseite des Federbalgs 10 ist eine Platte 18 gehaltert, die wie ein Stempel
oder Kolben im Innern des Glockenzylinders vertikal gegen den Widerstand des Federbalgs
10 verfahrbar ist. In der in Figur 3 gezeichneten Lage befindet sich die Platte
18 in einer unteren Position, die durch Abstandshalter bestimmt ist, welche in den
Zeichnungen aber nicht weiter dargcst<iJt sind, Sie sind mit der Ivlattcb 18
verbunden
und besitzen eine durch Anschlagkanten erzielte begrenzte
Axialbewegungsmöglichkeit. Auf ihrer Unterseite ist in der Platte 18 ein flexibler
Dichtring 19 eingelassen, beispielsweise aus gummielastischem Material, und der
auf Formringen 20 und 21 eine vertikale und radiale Abstützung findet. Formring
20 und Dichtring 19 besitzen einen derartigen Querschnitt, daß zwischen Platte 18
und Formring 20 sowie dem zylindrischen Ringteil 16 der Glockenhülle ein Raum 23
entsteht, der über ein nicht näher dargestelltes Füllventil und Druckluftzuführungen
30 mit dem Drucklufttank 7 in Verbindung setzbar ist. Die in diesen Raum 23 einströmende
Druckluft kann, wenn die Dichtkanten an Felge und Reifen angelegt sind, nur über
radiale Bohrungen 24 des Formrings 20 über den Ringspalt zwischen Felge und Reifen
abströmen. Der Glockeninnenraum, in dem auch der Federbalg 10 angeordnet ist, ist
durch eine Gleitdichtung 25 am Rand der Platte 18 luftdicht abgeschlossen. In Figur
3 ist die Aufpumpglocke 3 in einer Konfiguration dargestellt, in der sie mit dem
Dichtring 19 gerade erst auf den Felgenoberrand aufgesetzt hat. Die äußere Dichtkante
17 liegt noch nicht auf der Reifenoberseite an. Figur 4 zeigt dagegen in einer fragmentarischen
Darstellung die Lage von Dichtkanten sowie Felge und Reifen, in der der Befüllvorgang
stattfindet. Durch die Dichtkante 17 ist die Flanke des Reifens 6 nach unten vom
Felgenrand weggedrückt. In Figur 2 ist Anzahl und Lage der Druckluftzuführungen
30 sowie der Abstandshalter 29 und eines Grenztasters 26 über dem Umfang verteilt
dargestellt. Der Grenztaster, der im Schnitt in Figur 3 dargestellt ist, liegt mit
einem Fuß auf der Platte 18 an. Das obere, aus dem Innenraum der Aufpumpglocke herausragende
Ende des Grenztasters 26
wirkt mit auf der Oberfläche der Tragplatte
12 befestigten Sensoren 27 zusammen, die den Einfahrhub der Platte 18 begrenzen.
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Der Funktionsablauf ist wie im folgenden dargestellt.
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Nachdem von der Transporteinrichtung 4 eine Felge 5 mit lose aufgezogenem
Reifen unterhalb der Aufpumpglocke 3 liegt, wird diese vom Zustellzylinder 15 abgesenkt.
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Zuerst setzt der Dichtring 19 auf dem Felgenrand auf, wodurch die
Abwärtsbewegung der Platte 18 gestoppt wird.
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Bei weiterem Absenken drückt die Dichtkante 17 die Dichtlippe des
Reifens 6 bis auf die Höhe des Tiefbetts der Felge 5. Die Absenkung ist durch die
Hubabtastung begrenzt, die aus Grenztaster 26 und Sensoren 27 besteht.
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In der abgesenkten Lage, die in Figur 4 dargestellt ist, ist zwischen
Felge und Dichtklippe des Reifens ein Ringspalt entstanden. Dieser Ringspalt ist
nunmehr sowohl zur Felge hin als auch zum Reifen hin abgedichtet. Der Vorteil eines
starren äußeren zylindrischen Ringteils 16 besteht im übrigen darin, daß die Reifenflanke
immer genügend weit vom oberen Felgenrand weggedrückt ist und auf die unten liegende
Dichtlippe des Reifens mit einer gewissen Kraft gegen die Felge gedrückt wird. Um
die Platte 18 beim Absenken gegenüber der Tragplatte 12 zu verschieben, muß am Zustellzylinder
15 eine Kraft aufgebracht werden, die eine Verformung des Federbalgs 10 bewirkt.
Die aufzubringende Arbeitsleistung wird jedoch klein gehalten, wenn das Volumen
des Federbalgs 10 und des Ausgleichsbehälters 8 zu groß gewählt werden, daß die
Federkennlinie des Federbalgs 10 einen konstanten Wert annimmt. Hierin ist auch
ein wesentlicher Vorteil gegenüber der Anwendung einer Metallfeder versehen, die
einen linearen Federkraftanstieg aufweisen würde. In der Posi-
sition
der Dichtkanten nach Figur 4 wird das Füllventil geöffnet und der Reifen über den
Ringspalt mit Luft gefüllt. Der Druck im Reifen wirkt über das zylindrische Ringteil
16, das auf dem Reifen anliegt, als Kraft gegen den Zustellzylinder 15 und drückt
diesen nach oben. Wenn die Dichtlippe des Reifens am Felgenhorn anliegt, meldet
der Sensor 27 die erreichte Position, schließt das Füllventil und steuert den Zustellzylinder
15 um. Beim Abheben der äußeren Dichtkante 17 vom Reifen 6 wird die Restluft im
Raum 23 frei und expandiert.
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Außer dem Vorteil, daß eine geringstmögliche Arbeitsleistung gegen
den Federbalg 10 aufzubringen ist, haltert der Federbalg 10 die Platte 8 mit ihrem
Dichtring 19 verdrehbeweglich. Dadurch ist gewährleistet, daß der Dichtring 19 auch
dann ringsum umlaufend dichtend auf dem Felgenhorn anliegt, wenn die Ebene, in der
der Felgenhornrand liegt, nicht parallel zur Ebene des Dichtrings 19 liegt, wenn
sich die Aufpumpglocke 3 in der oberen Ruhestellung befindet. Somit ist also gewährleistet,
daß bei schräg liegender Felge aufgrund einer Schräglage der Unterstützung oder
sonstigen Unebenheiten oder Felgentoleranzen die Abdichtung ringsum durchgehend
gesichert ist.
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Als weiterer Vorteil der Anwendung eines Federbalgs in der beschriebenen
Weise ergibt sich eine kleine und leichte Bauweise der Aufpumpglocke, die sich dadurch
mit geringeren Schwierigkeiten in vorhandene Aufpumpstationen integrieren läßt.
Aufgrund einer geringen Anzahl von Bauteilen ist die Aufpumpglocke billig, reparatur-
und wartungsfreundlich. Ferner sind die Druckluftverluste und damit die laufenden
Energiekosten gering. Weniger abzischende Druckluft bewirkt auch eine Verringerung
der
Lärmbelästigung und eine Schlagminderung beim Aufsetzen.
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Es kann von einer längeren Standzeit des Dichtrings 19 ausgegangen
werden, da er nicht mit übermäßig großen Kräften beaufschlagt wird.
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