DE3423307C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Reifenfülleinrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, wie sie beispielsweise aus der US-PS 41 83 392 als bekannt hervorgeht.

Für die serienmäßige Montage besitzen Reifenaufziehanlagen in der Industrie für schnelles und störungsfreies Aufpumpen von auf die Felge aufgezogenen Reifen eine spezielle Auf­ pumpstation. In dieser Aufpumpstation wird mittels einer Aufpumpglocke der Reifen über einen Ringspalt zwischen Fel­ ge und Reifen befüllt und nicht über das in der Felge ein­ gebaute Ventil. Durch hohe Füllgeschwindigkeit werden kurze Taktzeiten erreicht und Störungen vermieden, die beim Be­ füllen über das Ventil auftreten können, wenn die aufgezogenen Reifen nicht schon vornherein dichtend auf der Felge an­ liegen.

Aus dem DE-GM 81 17 719 geht eine Aufpumpglocke als bekannt hervor, die im wesentlichen aus einem Zylinder­ gehäuse und einem im Innern axial verschiebbaren ringschei­ benförmigen Stempelkolben aufgebaut ist. Durch Absenken der Glocke auf das unterhalb von ihr 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 zu­ sammenwirkende 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 ent­ standen ist. Nachteilig an dieser Ausbildung ist, daß Störungen auftreten können, weil der mit dem Scheibenrad zusammenwirkende Dichtring der Aufpumpglocke unter Umstän­ den nicht durchgehend am ganzen Umfang des Scheibenrades an­ liegt. Und zwar ist dies dann der Fall, wenn der obere Fel­ genrand nicht ganz parallel zur entsprechenden Dichtkante ausgerichtet ist und der entsprechende Dichtring nicht weich genug ausgebildet ist, um diese Lageabweichungen ausgleichen zu können. Andererseits besitzt das den inneren Dichtring tragende Teil eine Führung, die ausschließlich Axialbewegungen dieses Teiles zuläßt. Als Unterlage für das Fahrzeugrad während des Aufpumpens dient die Oberfläche eines Förder­ bandes, auf denen die Fahrzeugräder der Aufpumpstation zu­ geführt werden. Diese Oberfläche ist bezüglich ihrer hori­ zontalen Ausrichtung nicht besonders genau, so daß sich eben­ falls unvorhersehbare unterschiedliche Schräglagen ein­ stellen können. Auch Fertigungstoleranzen der Felgen selber oder Unebenheiten auf der Oberfläche der Unterlage, wie z. B. Fremdkörper, können dazu führen, daß die Felge schräg liegt.

Bei der Reifenfülleinrichtung nach der eingangs genannten US-PS 41 83 392 ist der Kolben mit der inneren, am Felgen­ horn anliegenden Dichtkante ebenfalls zwangsweise parallel geführt und mit einem vertikalen Verschiebeantrieb heb- und senkbar. Der die äußere an der Reifenflanke anliegende Dicht­ kante tragende Zylinder ist über den Kolben verschiebbar, über den er dichtend hinweggleitet; der Boden dieses Führungs­ zylinders liegt parallel zu einem Boden des genannten Kolbens und weist Führungsbuchsen auf, die auf entsprechenden, im Abstand zueinander angeordneten Kolbenstangen gleiten, und - gemeinsam mit der Kolbendichtung - den Zylinder relativ zu dem Kolben führen. Zwischen dem Kolbenboden und dem Zylin­ derboden ist der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 erwähnte Faltenbalg angebracht, der im Durchmesser relativ klein ist und keinen Außenanschluß aufweist; er wirkt als pneumatische Feder. Diese Feder spannt den Zylinder in die die äußere Dichtkante vom Reifen lösende Richtung. Auf der oberen, frei­ liegenden Seite des Zylinderbodens ist ein weiterer mit einem Außenanschluß versehener Faltenbalg angebracht, der im Durchmesser wesentlich größer ist, als die pneumatische Feder. Dieser weitere Faltenbalg hat die Funktion eines pneu­ matischen Stellgliedes und soll die äußere Dichtkante entge­ gen der Kraft der pneumatischen Feder an die Reifenflanke anpressen. Nachteilig an dieser Reifenfülleinrichtung ist ebenfalls, daß unvermeidliche Schräglagen des oberen Felgen­ hornes gegenüber der Ebene der zugehörigen inneren Dichtkante nur durch eine relativ weiche Ausbildung dieser Dichtung auf­ gefangen werden können, wodurch jedoch die Standfestigkeit dieser Dichtung leidet.

Aus der DE-PS 9 41 715 geht eine Aufpumpglocke als bekannt hervor, deren äußerer mit dem Reifen dichtend zusammenwir­ kender Glockenmantel als flexibler Faltenbalg ausgebildet ist. Beim Absenken der Aufpumpglocke faltet sich der Falten­ balg nach dem Aufsetzen auf der Reifenoberfläche selbständig zusammen, bis die Absenkbewegung durch Aufsetzen des inneren, von einem starren Teil getragenen Dichtrings, auf dem Schei­ benrad beendet ist. Nachteilig an dieser Konstruktion ist, daß das Abheben des oberen Reifenwulstes von dem entsprechen­ den Felgenhorn zum Befüllen nur durch eine Beaufschlagung des Zwischenraumes zwischen den beiden konzentrisch aneinan­ derliegenden Dichtkanten möglich ist. Bei schwergängig sich von dem Felgenhorn lösendem Reifenwulst kann es hier zu un­ kontrollierten und ruckartigen Lösebewegungen nach einem extrem hohen Druckaufbau in dem Zwischenraum kommen. Wei­ tere Schwierigkeiten gibt es beim Wiederanlegen des Rei­ fenwulstes nach dem Einbringen des Reifenluftdruckes. Der Reifen selber hat eine wesentlich größere Wirkfläche als die obere Dichtkante, so daß der Reifen sich bereits bei rela­ tiv kleinen Luftdrücken wieder an das Felgenhorn anlegt und dieses verschließt. Dieser Anlegedruck kann je nach Schwer­ gängigkeit des Wulstanlegens unterschiedlich hoch ausfallen, was dazu führt, daß der Fülldruck im Reifen nach dem Anle­ gen des Reifenwulstes unterschiedlich hoch ausfüllt. Um also bei allen nacheinander zu befüllenden Reifen einen gleich­ hohen Luftdruck in allen Reifen sicherstellen zu können, ist es nicht vermeidbar, daß über das Reifenventil der tatsäch­ liche Enddruck kontrolliert bzw. hergestellt wird. Das serien­ mäßige Befüllen der Luftreifen von Fahrzeugrädern mit dieser Aufpumpglocke ist deswegen relativ umständlich. Darüber hinaus haftet dieser Aufpumpglocke der auch im Zusammenhang mit den anderen bekannten Aufpumpglocken der Nachteil an, daß etwaige Schräglagen des oberen Felgenhornes gegenüber der inneren, ausschließlich axialbeweglich geführten Dicht­ kante, nur duch eine weiche Ausgestaltung dieser Dichtkante kompensiert werden könnte, wodurch jedoch deren Standfestig­ keit leidet.

Aufgabe der Erfindung ist es, die eingangs genannte Reifenfülleinrichtung dahingehend auszugestalten, daß auch bei von der Horizontalen abweichender Lage des oben­ liegenden Felgenrandes trotz Verwendung von Dichtungen, die sich nur weniger als die dadurch bedingten Lageabweichungen zusammendrücken lassen, am gesamten Umfang ein luftdichter Abschluß am Felgenrand gesichert werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Dank der Ausgestaltung des die innere Dichtkante tragenden Kolbens als Plattenkolben kann sich dieser selbsttätig entsprechend der Schräglage des oberen Felgenhornes ausrichten und dadurch am gesamten Um­ fang dichtend anlegen.

In Ausgestaltung der Erfindung kann der Faltenbalg mit einem Ausgleichsbehälter verbunden sein, wodurch die Kennlinie der pneumatischen Feder auf nahezu konstante Federkraft trotz Axialbewegungen des entsprechenden Kolbens beeinflußt werden kann. Eine solche nach außen führende Anschlußmöglichkeit des innen liegenden Faltenbalges ist mit vertretbarem konstruk­ tivem Aufwand erst dank der Erfindung möglich, bei der die obere Stirnseite des als pneumatische Feder wirkenden Faltenbalges nicht durch andere pneumatische Organe überdeckt ist.

Vorteilhaft ist auch, daß der Verschleiß des Dichtrings in Grenzen gehalten wird, da aufgrund der konstanten Federsteifigkeit die Andrückkraft 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.

Die Erfindung wird im folgenden durch ein Ausführungsbeispiel an Hand der Zeich­ nungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 die Aufpumpstation einer Reifenaufziehanlage in einer Seitenansicht mit der Aufpumpglocke,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Aufpumpglocke,

Fig. 3 einen vertikalen Schnitt der Aufpumpglocke entlang der in Fig. 2 eingetragenen Schnitt­ linie III-III sowie der Felge mit Reifen,

Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung einer Einzelheit, die in Fig. 3 mit IV bezeichnet ist und die Ausbildung der Aufpumpglocke im Bereich der Dichtkanten zeigt.

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 aufgezogenen Reifen 6 in den Portaldurchgang unterhalb der Aufpumpglocke 3. Die Transporteinrichtung 4 kann beispielsweise als Förderband oder als Shuttle-Einrichtung ausgeführt sein. Am Portal­ traggerüst 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 Ausgleichsbe­ hälter 8 ist über eine Leitung 9, wie in Fig. 3 ersicht­ lich, ständig mit dem Faltenbalg 10 über einen Durchlaß 28 verbunden.

Die Aufpumpglocke 3 ist in den Fig. 2 bis 4 im einzelnen dargestellt. Die Außenkontur der Aufpumpglocke 3 ist durch ihren äußeren Mantel gebildet, der von einem mit seinem unteren Rand als Dichtkante 16 auf den Reifen 6 aufsetzbaren Führungszylinder 17 und dessen Boden 12 gebildet ist. Der Boden 12 besitzt ferner einen Klemm­ fuß 13, der mit der Welle 14 des Zustellzylinders 15 verbunden ist. An der Innenseite des Bodens 12 ist der Faltenbalg 10 befestigt. An der Unterseite des Falten­ balgs 10 ist eine Platte 18 gehaltert, die wie ein Stem­ pel oder Kolben im Innern des Glockenzylinders vertikal gegen den Widerstand des Faltenbalgs 10 verfahrbar ist. In der in Fig. 3 gezeichneten Lage befindet sich die Platte 18 in einer unteren Position, die durch Abstandshalter bestimmt ist, welche in den Zeichnungen aber nicht weiter dargestellt sind. Sie sind mit der Platte 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, der auf Formringen 20 und 21 eine vertikale und radiale Abstüt­ zung findet. Formring 20 und Dichtring 19 besitzen einen derartigen Querschnitt, daß zwischen Platte 18 und Form­ ring 20 sowie dem Führungszylinder 17 der Glocken­ hülle 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 Glockeninnen­ raum, in dem auch der Faltenbalg 10 angeordnet ist, ist durch eine Gleitdichtung 25 am Rand der Platte 18 luft­ dicht abgeschlossen. In Fig. 3 ist die Aufpumpglocke 3 in einer Konfiguration dargestellt, in der sie mit dem Dichtring 19 gerade erst auf den Felgenoberrand 22 aufge­ setzt hat. Die äußere Dichtkante 16 liegt noch nicht auf der Reifenoberseite an. Fig. 4 zeigt dagegen in einer fragmentarischen Darstellung die Lage von Dichtkanten sowie Felge und Reifen, in der der Befüllvorgang statt­ findet. Durch die Dichtkante 16 ist die Flanke des Rei­ fens 6 nach unten vom Felgenrand weggedrückt. In Fig. 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 Fig. 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 des Bodens 12 befestig­ ten Sensoren 27 zusammen, die den Einfahrhub der Plat­ te 18 begrenzen.

Der Funktionsablauf ist wie im folgenden dargestellt: Nachdem von der Transporteinrichtung 4 eine Felge 5 mit lose aufgezogenem Reifen unterhalb der Aufpumpglocke 3 liegt, wird diese vom Zutellzylinder 15 abgesenkt. Zuerst setzt der Dichtring 19 auf dem Felgenrand auf, wodurch die Abwärtsbewegung der Platte 18 gestoppt wird. Bei weiterem Absenken drückt die Dichtkante 16 die Dicht­ lippe des Reifens 6 bis auf die Höhe des Tiefbetts der Felge 5. Die Absenkung ist durch die Hubabtastung be­ grenzt, die aus Grenztaster 26 und Sensoren 27 besteht. In der abgesenkten Lage, die in Fig. 4 dargestellt ist, ist zwischen Felge und Dichtlippe des Reifens ein Ring­ spalt entstanden. Dieser Ringspalt ist nunmehr sowohl zur Felge hin als auch zum Reifen hin abgedichtet. Der Vor­ teil eines starren äußeren Führungszylinders 17 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 dem Boden 12 zu verschieben, muß am Zustellzylinder 15 eine Kraft aufge­ bracht werden, die eine Verformung des Faltenbalgs 10 bewirkt. Die aufzubringende Arbeitsleistung wird jedoch klein gehalten, wenn das Volumen des Faltenbalgs 10 und des Ausgleichsbehältes 8 zu groß gewählt werden, daß die Federkennlinie des Faltenbalgs 10 einen konstanten Wert annimmt. Hierin ist auch ein wesentlicher Vorteil gegen­ über der Anwendung einer Metallfeder zu sehen, die einen linearen Federkraftanstieg aufweisen würde. In der Po­ sition der Dichtkanten nach Fig. 4 wird das Füllventil geöffnet und der Reifen über den Ringspalt mit Luft gefüllt. Der Druck im Reifen wirkt über den Führungszylinder 17, der 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 Füll­ ventil und steuert den Zustellzylinder 15 um. Beim Abhe­ ben der äußeren Dichtkante 16 vom Reifen 6 wird die Restluft im Raum 23 frei und expandiert.

Außer dem Vorteil, daß eine geringstmögliche Arbeitslei­ stung gegen den Faltenbalg 10 aufzubringen ist, haltert der Faltenbalg 10 die Platte 18 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 Felgenhorn­ rand liegt, nicht parallel zur Ebene des Dichtrings 19 liegt, wenn sich die Aufpumpglocke 3 in der oberen Ruhe­ stellung befindet. Somit ist also gewährleistet, daß bei schräg liegender Felge aufgrund einer Schräglage der Unterstützung oder sonstigen Unebenheiten oder Felgento­ leranzen die Abdichtung ringsum durchgehend gesichert ist.

Als weiterer Vorteil der Anwendung eines Faltenbalgs in der beschriebenen Weise ergibt sich eine kleine und leichte Bauweise der Aufpumpglocke, die sich dadurch mit geringeren Schwierigkeiten in vorhandene Aufpumpfstatio­ nen 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 ab­ zischende Druckluft bewirkt auch eine Verringerung der Lärmbelästigung und eine Schlagminderung beim Aufsetzen. Es kann von einer längeren Standzeit des Dichtrings 19 ausgegangen werden, da er nicht mit übermäßig großen Kräften beaufschlagt wird.

Claims (2)

1. Reifenfülleinrichtung für auf ein Scheibenrad aufgezogene schlauchlose Fahrzeugreifen, mit einer auf den Fahrzeugrei­ fen des flachliegenden Scheibenrades absenkbaren, mit einem Verschiebeantrieb versehenen Aufpumpglocke, die ein Paar von konzentrisch zueinander angeordneten ringförmigen Dichtkanten aufweist, die gemeinsam mit ringförmigen Wandungen der Auf­ pumpglocke einen mit einer Luftzuführung versehenen Raum zwi­ schen sich einschließen und von denen die äußere, auf die Flanke des Fahrzeugreifens dichtend aufsetzbare Dichtkante starr an einem Führungszylinder für einen Kolben angebracht ist, der seinerseits die innere, auf das zugehörige Felgen­ horn des Scheibenrades dichtend aufsetzbare Dichtkante trägt und mittels einer an seinem Außenumfang angebrachten Gleit­ dichtung in dem Führungszylinder geführt ist, wobei zwi­ schen dem Boden des Führungszylinders und dem Kolben ein als pneumatische Feder dienender Faltenbalg angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß der die innere Dichtkante (19) tragende Kolben als Plat­ tenkolben (18) ausgebildet und über den Faltenbalg (10) winkelbeweglich am Boden (12) des Führungszylinders (17) auf­ gehängt ist, an dem auch der Verschiebeantrieb (14, 15) an­ greift.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Faltenbalg (10) mit einem Ausgleichsbehälter (8) verbunden ist.