DE3517595A1 - Maschine zur automatischen pruefung der felgen von kraftfahrzeug-scheibenraedern - Google Patents

Description

Maschine zur automatischen Prüfung der Felgen von Kraftfahrzeug-Scheibenrädern

Die Erfindung betrifft eine Maschine zur automatischen Prüfung der Felgen von Kraftfahrzeug-Scheibenrädern.

In den vergangenen Jahren wurden bedeutende Fortschritte erzielt bei dem Bemühen, das Eigengewicht von Personenkraftwagen, Lastkraftwagen und Autobussen zu verringern. Dies hat jedoch die Empfindlichkeit der Fahrzeuge gegenüber geometrischen Unregelmäßigkeiten, die ihre Ursache in den nichtgefederten rotierenden Massen haben, wesentlich vergrößert. Der aus Rad und Reifen bestehende Komplex spielt unter diesem Aspekt eine besonders wichtige Rolle, da schon geringe geometrische Ungenauigkeiten bei bestimmten Fahrzeuggeschwindigkeiten, insbesondere bei glatter und gleichförmiger Fahrbahnbeschaffenheit, leicht zu Vibrationen, zyklischen Stoßen und Resonanzerscheinungen führen können.

Bis vor wenigen Jahren basierte die Bewertung der geometrischen Qualität eines Rades auf der Messung der maximalen radialen Exzentrizität und der axialen Seitenschläge im Bereich der konischen Sitze der Felge, auf denen die Wulste des Reifens aufsitzen. Die Konstruktionsabteilungen der Automobil- und der Reifenhersteller haben systematisch vergleichende Untersuchungen angestellt, um den Einfluß der

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verschiedenen Faktoren zu bewerten. Dabei hat sich herausgestellt, daß die radiale Exzentrizität eine wichtige Ursache für die Unregelmäßigkeiten der Fahrt und für die Unwuchten darstellt. Eine nichtkonzentrische Rotation bewirkt tatsächlich eine ausgeprägtere Abnutzung der Reifenoberfläche im Bereich der maximalen Exzentrizität, die im Lauf der Zeit immer mehr hervortritt und die Kilometerleistung und den Fahrkomfort verschlechtert.

Die oben erwähnten praktischen Untersuchungen haben auch gezeigt, daß ein Rad mit relativ großen, jedoch lokal beschränkten Fehlern bessere Resultate zeigen kann, als ein Rad einem kleineren mittleren Fehler, der sich jedoch über einen weiten Bereich des Umfangs erstreckt. Die den Verlauf der radialen Exzentrizität wiedergebende Kurve, die während einer volständigen Umdrehung des Rades ermitttelt wird, kann durch die Überlagerung mehrerer Harmonischer angenähert werden. Die erste Harmonische entspricht den Bedingungen eines perfekt kreisrunden Rades, das jedoch außerachsig auf der Nabe montiert ist. Diese erste Hamonische trägt die Hauptverantwortung für die nachteiligen Erscheinungen. Es wurde bewiesen, daß die nachfolgenden Harmonischen nur äußerst geringen Einfluß ausüben und deshalb vernachlässigt werden können.

Für eine wirksame Prüfung der einflußnehmenden Dimensionen ist es deshalb erforderlich, von der traditionellen Messung der maximalen Exzentrizität des Rades zu der Bewertung der ersten Harmonischen der radialen Exzentrizität überzugehen.

Offensichtlich ist auch der Reifen nicht perfekt ausgewuchtet und ist mit Geometriefehlern behaftet. Die Hersteller kennzeichnen die Position des Minimums der während der Rotation auftretenden Radialkraft mit einer roten Marke. Die Paarung dieser Position minimaler Radialkraft mit der Position der maximalen Exzentrizität des Rades bildet eine vorteilhafte Methode zur Fehlerkompensation und ermöglicht eine

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Optimierung der Verbindung des aus den beiden Elemente Rad und Reifen bestehenden Komplexes. Diese Montageart läßt sich in der Praxis ohne Schwierigkeiten durchführen, falls der Punkt maximaler Exzentrizität an dem Rand der Felge, beispielsweise durch einen mit einem Prägewerkzeug mit sphärischer Spitze hergestellten Eindruck gekennzeichnet wird. Diese Lösung ist sowohl bei der Erstausrüstung als auch später der Montage von Austauschreifen durch die Reifenwerkstätten von großem Nutzen, da durch sie die negativen Aus-Wirkungen der einzelnen Komponenten verringert werden können, wobei sich mit Sicherheit ein wesentlich verbessertes Endresultat zeigt.

In den letzten Jahren sind Maschinen und Geräte entwickelt worden für die Messung der radialen Änderungen und der axialen Versetzungen an den konischen Sitzen für die Wulste der Reifen, für die Berechnung der ersten Harmonischen des Verlaufs dieser Werte während einer vollen Umdrehung des Rades, für die Bestimmung der relativen Winkelposition des Maximums der ersten Harmonischen, für die Markierung einer Kennzeichnungsprägung in dieser Winkelposition, für die Aussonderung der Teile, die gegebenenfalls die vorgeschriebenen Toleranzgrenzen überschreiten, und für die in einer geeigneten Sequenz erfolgenden Förderbewegung der ankommenden und abgehenden Teile.

Eine Maschine zur Durchführung dieser Operationen umfaßt eine Meßstelle, eine Zuführungseinrichtung zur sukzessiven Zuführung der zu prüfenden Räder zu der Meßstelle, sowie eine Entladevorrichtung zur Ausgabe der geprüften Räder. Dabei sind an der Meßstelle folgende Teile vorgesehen: eine Einrichtung für das Zentrieren und für den Drehantrieb der Räder, an die Felgen der Räder anlegbare Sensormittel für das radiale beziehungsweise axiale geometrische Ausmessen der Felgen, eine Einrichtung zur Verarbeitung der erfaßten Daten und zur Bestimmung derjenigen Winkelposition des Rades, die dem Maximum der ersten Harmonischen der die radiale Exzen-

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trizität der Felgen wiedergebenden Kurve entspricht, sowie Markierungsmittel zur Kennzeichnung dieser Winkelposition an den Felgen.

Bei den bekannten Maschinen dieser Art sind die Zeiten recht lang, die erforderlich sind für die Übegabe der Räder an die Meßstelle, die Messung der radialen und axialen geometrischen Daten der Felgen, die Markierung der Felgen im Bereich der genannten Winkelposition maximaler radialer Exzentrizitat und die anschließende Abgabe der Räder. Deshalb sind diese bekannten Maschinen zwar für Benutzung im Labor oder für die Anwendung bei einer statistischen Produktionskontrolle geeignet, nicht jedoch für eine systematische Prüfung am Ausgang von automatisierten Fertigungslinien zur Herstellung von Rädern oder Felgen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Maschine der beschriebenen Art so zu gestalten, daß eine Qualitätskontrolle von Scheibenrädern (oder von Felgen für Scheibenräder) am Ende automatisierter Fertigungslinien durchgeführt werden kann, um so eine schnelle und sehr zuverlässige 100%-Prüfung der die Fertigungslinie verlassenden Räder (oder Felgen) zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,

daß die Zuführungseinrichtung eine Verschiebeeinrichtung umfaßt, die mit Spannorganen ausgestattet ist, mit denen die Räder gefaßt und in einer linearen Bewegung zu der Meßstelle geführt werden können,
daß die Sensormittel aus

zwei radialen Sensoren die horizontal verschiebbar und mit der Felge des zu prüfenden Rades in radialen Kontakt bringbar sind,

ferner einem oberen axialen Sensor, der vertikal verschiebbar und von außen mit der Felge des Rades in axialen Kontakt bringbar ist,
sowie einem unteren axialen Sensor, der längs einer ge-

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krümmten Bewegungsbahn verschiebbar und in einer einzigen Bewegung von innen mit der Felge des Rades in axialen Kontakt bringbar ist,
bestehen,

und daß die Markierungsmittel eine bewegbare Zange beinhalten, die durch ein einziges Antriebsorgan betätigbar ist, das sowohl die Anlegegebewegung an die Felge des zu geprüften Rades als auch das Schließen der Zange zur Markierung der Felge steuert.
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Aufgrund dieser Merkmale sind bei der Maschine gemäß der Erfindung die Zeiten für die Erfassung der Daten und für die Bewegung der Räder extrem kurz und lassen sich perfekt auf die Taktzeiten der Montage- und Schweißstationen der Fertigungslinie für die Serienherstellung der Räder abstimmen.

Außerdem arbeitet die Maschine gemäß der Erfindung praktisch spiel- und fehlerfrei und sichert damit große Genauigkeit und Zuverlässigkeit.

In· folgenden sei die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert:

Fig. 1 zeigt eine schematische Seitenansicht einer Prüfmaschine gemäß der Erfindung,

Fig. 2 zeigt eine teilweise geschnittene Frontalansicht der Maschine,

Fig. 3 zeigt eine Draufsicht der Maschine gemäß Fig. 1,

Fig. 4 zeigt die Verschiebeeinrichtung der Maschine in

vergrößertem Maßstab und in näheren Einzelheiten,

Fig. 5 zeigt einen Schnitt in vergrößertem Maßstab, der den unteren Axialsensor der Maschine veranschaulicht,

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Fig. 6 zeigt eine Seitenansicht des Prägewerkzeugs der Maschine zum Aufbringen einer Markierung in vergrößertem Maßstab,

Fig. 7 zeigt einen Horizontalschnitt gemäß der Linie VII-VII von Fig. 6,

Fig. 8 zeigt einen Schnitt gemäß der Linie VIII-VIII von Fig. 6.

Zunächst sei auf Fig. 1 bis 3 bezug genommen. Die Maschine gemäß der Erfindung besitzt ein Traggestell 10, auf dem sich zwei im Abstand voneinander angeordnete Führungen 12 befinden, über welche von einer automatischen Fertigungslinie kommende Scheibenräder R mittels einer Verschiebeeinrichtung 14 nacheinander einer insgesamt mit 16 bezeichneten Meßstelle zugeführt werden.

In der Meßstelle 16 sind ein Aggregat 18 zum Zentrieren, Anheben und Drehen der Räder R, zwei Gruppen von radialen bzw. axialen Sensoren 20 bzw. 22, die auf entgegengesetzten Seiten des Aggregats 18 angeordnet sind, sowie eine Prägeeinrichtung 24 zum Aufbringen einer Markierung vorgesehen.

Vor der Meßstelle 16 befinden sich im Verlauf der Verschiebeeinrichtung 14 eine Eingangsstation 26 und eine mittlere Wartestation 28, während hinter der Meßstelle 16 eine Entladestation mit einer Kippeinrichtung 30 vorgesehen ist.

Wie im einzelnen aus Fig. 4 hervorgeht, besteht die Verschiebeeinrichtung 14 aus einer Schlittenkonstruktion 32 mit seitlichen Rollen 34, die mit Führungselementen 36 in rollendem Kontakt stehen. Die Führungselemente 36 sind unter den Gleitführungen 12 angeordnet. Die Schlittenkonstruktion 32 wird mit einer geradlinigen alternierenden Bewegung beaufschlagt. Zum Antrieb dient eine durch ein

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Druckfluid betätigbare Winde 38, deren Zylinder mit dem Gestell 1O und deren Kolbenstange mit der Schlittenkonstruktion 32 verbunden sind.

Die Schlittenkonstruktion 32 besitzt einen ersten, einen zweiten und einen dritten transversalen Zapfen 40, 42 bzw. 44, deren gegenseitiger Abstand größer ist als der Durchmesser der Räder R. Um den Zapfen 40 sind eine untere Backe 46 und eine obere Backe 48 eines hinteren zangenartigen Greiforgans 50 verschwenkbar, während um den Zapfen 42 eine untere Backe 52 und eine obere Backe 54 eines mittleren zangenartigen Greiforgans 56 verschwenkbar sind.

Die unteren Backen 46 und 52 können durch ein druckfluidbetätigtes Antriebsorgan 60 und einen Stab 58 zwischen einer abgesenkten Öffnungsstellung und einer angehobenen Schließstellung bewegt werden. In der Schließstellung arbeiten sie mit den entsprechenden oberen Backen 48 bzw. 54 zusammen.

Die oberen Backen 48 und 54 sind hingegen um die betreffenden Zapfen 40 und 52 zwischen einer normalen angehobenen Stellung und einer abgesenkten Stellung frei schwenkbar. In der abgesenkten Stellung befinden sie sich unter den Gleitführungen 12.

Um jeden vorderen transversalen Zapfen 44 ist ein Stoßorgan 64 zwischen einer angehobenen Normalstellung und einer abgesenkten Stellung frei verschwenkbar. In der abgesenkten Stellung befindet es sich unter der Gleitebene der Führun-

30 gen 12.

Das hintere zangenartige Greiforgan 50 und das mittlere zangenartige Greiforgan 56 können die unteren Ränder der in der Eingangsstation 26 bzw. in der mittleren Station 28 befindlichen Räder R festklemmen, indem die unteren Backen 46 und 52 durch die Organe 58 und 60 gegen die oberen

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Backen 48 und 54 gespannt werden. Wenn die Schlittenkonstruktion 32 durch die Winde 38 in Vorwärtsrichtung bewegt wird, wird das von dem mittleren zangenartigen Greiforgan 56 erfaßte Rad R von der Wartestation 28 zu der Meßstelle 16 übertragen, während das von dem hinteren zangenartigen Greiforgan 50 erfaßte Rad R von der Eingangsstation 26 zu der Wartestation 28 geführt wird. Gleichzeitig drückt das Stoßorgan 64 das im Bereich der Meßstelle 16 liegende Rad in Richtung auf die am Ausgang angeordnete Kippvorrichtung 30. Wenn die Schlittenkonstruktion 32 ihr Wegende erreicht, öffnen sich die Greiforgane 50 und 56, indem die unteren Backen 46 und 52 abgesenkt werden.

Die Schlittenkonstruktion 32 kann anschließend in ihrer Ausgangsstellung zurückkehren, da die oberen Backen 48 und 52 und das Stoßorgan 64 verschwenkbar sind und deshalb unter den im Bereich der Eingangsstation 26, der mittleren Wartestation 28 und der Meßstelle 16 befindlichen Rädern R hindurchgleiten können.

Die Meßstelle 16 befindet sich im Inneren eines Ständers 66, der vertikal aus dem Traggestell 10 herausragt. Im Zentrum der Meßstelle 16 ist das zur Zentrierung, zum Anheben und zur Drehung der Räder dienende Aggregat 18 angeordnet, das ein unteres Zentrierorgan 68 umfaßt. Letzteres ist zwischen einer abgesenkten Position unterhalb der Gleitführungen 12 und einer angehobenen Position bewegbar, in der es mit einem oberen Organ 70 für den Drehantrieb der Räder zusammenwirkt. Dieses Organ 70 wird über einen elektrischen Getriebemotor 72 angetrieben, durch den das jeweils in der Meßstelle 16 befindliche und durch die Zentrier- und Hebevorrichtung 68 angehobene Rad in Rotation versetzt werden kann, um an ihm die Kontrollmessungen durchzuführen.

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Das Aggregat 18 wird automatisch synchron mit den Hin- und Herbewegungen der Verschiebeeinrichtung 14 derart gesteuert, daß das geprüfte Rad am Ende der Prüfvorgänge von dem Zentrier- und Hebeorgan 68 abgesenkt und auf die Führungen 12 abgelegt, so daß es von dem Stoßorgan 64 zu der Kippvorrichtung 30 gedruckt werden kann.

Wie bereits erwähnt wurde, sind der Meßstation 16 zwei Gruppen von Sensoren, nämlich Radialsensoren 20 und Axialsensoren 22 zugeordnet.

Die Sensorgruppe 20 umfaßt einen oberen und einen unteren radialen Taster 74 bzw. 76, die horizontal in radialer Richtung zu dem Rad R bewegbar und entsprechenden elektrisehen Wandlern 78 und 80 zugeordnet sind. Die Taster 74 und 76 sind zwischen einer zurückgezogenen Ruheposition, in der sie die Positionierung des Rades R in der angehobenen Stellung ermöglichen, und einer vorgeschobenen Arbeitsposition bewegbar, in der sie mit den Rändern der Felge des Rades R im Bereich ihrer Innenzonen mit konischer Oberfläche in Berührung stehen, die zur Aufnahme der Wulste des Reifens bestimmt sind. Die beiden Taster 74 und 76 mit den zugeordneten Wandlern 78 und 80 können radiale geometrische Änderungen der genannten Zonen der Radfelge messen und liefern somit Informationen über die Exzentrizität der Felge. Diese Informationen werden in der weiter unten beschriebenen Weise behandelt und verarbeitet.

Die Gruppe der axialen Sensoren 22 umfaßt einen oberen Taster 82 und einen unteren Taster 84, die entsprechenden elektrischen Wandlern 86 bzw. 88 zugeordnet sind. Der Taster 82 ist vertikal zwischen einer angehobenen Ruheposition und einer abgesenkten Arbeitsposition bewegbar, in der er von außen mit dem oberen Rand der Felge des von dem Aggregat 18 zentrierten und angehobenen Rades R in Kontakt tritt.

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Der Taster 84 ist zwischen einer zurückgezogenen Ruheposition, in der er den Durchgang und die Positionierung des Rades R erlaubt, und einer vorgeschobenen Arbeitsposition bewegbar, in der er von innen mit dem unteren Rand der Radfelge in Kontakt tritt. Die Verschiebung des Tasters 84 aus der zurückgezogenen Position in die vorgebrachte Position erfolgt erfindungsgemäß durch eine einzige Bewegung längs einer gekrümmten Bewegungsbahn. Aufgrund dieses Merkmals, das sich aus den in Fig. 5 erkennbaren Konstruktionsdetails ergibt, läßt sich der Taster 84 schnell und regelmäßig anlegen und in seiner Anschlagstellung arretieren, ohne das Stöße auftreten, die die Qualität und die Präzision der Messung beeinträchtigen könnten. Aus Fig. ist erkennbar, daß der Taster 84 verstellbar an einem Trägerelement 90 fixiert ist, welches auf drei Bolzen 92 (von denen in der Zeichnung nur zwei sichtbar sind) montiert ist. Jeder dieser Bolzen ist exzentrisch von einem Zahnrad 94 getragen. Die Zahnräder 94, die auf entsprechenden an der Ständerkonstruktion 66 drehbar gelagerten Wellen 96 angeordnet sind, kämmen mit einem zentralen Zahnrad 98, das ebenfalls auf einer an der Konstruktion 66 drehbar gelagerten Welle 100 montiert ist. Die Eingriffspositionen zwischen den Zahnrädern 94 und dem zentralen Zahnrad 98 sind jeweils um 120° gegeneinander winkelversetzt.

Die Welle 100 des zentralen Zahnrades 98 wird von einer Klaue 102 gedreht, die von einer mit einem Druckfluid arbeitenden Winde angetrieben ist. In Fig. 5 ist nur die Kolbenstange 104 dieser Winde teilweise sichtbar. Die Kolbenstange 104 ist in einem Zapfen 106 gelenkig gelagert, der von der Backe 102 getragen wird.

Durch den Antrieb der Kolbenstange 104 werden die Welle und damit das Zahnrad 98 gedreht. Dem entspricht eine Drehung der Zahnräder 94 um nicht mehr als 180°. Diese Zahnräder 9 4 bewirken über die entsprechenden exzentrischen

-ΜΙ Zapfen 92, daß das Tastorgan 84 sich längs einer kreisbogenförmigen Bewegungsbahn zu dem Rad R bewegt, bis es dieses an der Innenseite des unteren Randes berührt.

Während der Drehung des Rades R durch den Getriebemotor erfassen die beiden Sensoren der axialen Gruppe 22 Daten über ggf. vorhandene Seitenschläge der Felge des Rades R und liefern über die zugeordneten Wandler 86 und 88 die diesen Daten entsprechenden Informationen.

Die Wandler 78, 80 und 86, 88 sind Bestandteil einer elektrischen Schaltung, die einen nicht dargestellten elektronischen Rechner beaufschlagt, der die von den Wandlern gelieferten Signale in der in weiter unten beschriebenen Weise verarbeitet.

Die Markierungszange 24 ist verstellbar an der Ständerkonstruktion 66 in der Nähe der Gruppe der radialen Sensoren 20 befestigt, wie aus Fig. 3 klar erkennbar ist.

Es sei nun im einzelnen auf Fig. 6 bis 8 eingegangen:

Die Markierungszange 24 besitzt ein zentrales langgestrecktes Trägerelement 108, das mit einem an der Konstruktion befestigten tragenden Gehäuse 110 verbunden ist. Es handelt sich um eine gelenkige Verbindung, die durch einen Zapfen 112 hergestellt ist. Dieser Zapfen 112 durchdringt ein rohrförmiges Teil 114, das im hinteren Bereich des Elementes 108 vorgesehen ist. Die Enden des Zapfens 112 sind in dem tragenden Gehäuse 110 gelagert. In seinem vorderen Bereich besitzt das Element 108 zwei seitliche Flügel 116 mit Bohrungen 118, durch welche zwei vertikale Stäbe 120 mit Spiel hindurchtreten, die unten an der Basis des Gehäuses 110 befestigt sind. Jeder der Stäbe 120 ist von zwei Schraubendruckfedern 124, 126 umgeben, die sich auf einer Seite gegen an dem betreffenden Stab ausgebildete Anschläge 128, 130 und mit der anderen Seiten an den entgegengesetzten Seiten des

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betreffenden Flügels 116 abstützen. Das Element 108 kann deshalb um den Zapfen 112 schwingen und wird durch die zentrierende Wirkung der Federn 124 und 126 in einer im wesentlichen horizontalen zentralen Position gehalten.

Mit 132 ist ein Anschlagbacke bezeichnet, die unter dem zentralen Element 108 angeordnet und mit diesem über zwei vordere Pleuelstäbe 134 und zwei hintere Pleuelstäbe 136 verbunden ist. Die Pleuelstäbe 134 sind einerseits in dem vorderen Bereich des zentralen Elements 108 und andererseits in dem vorderen Bereich der Backe 132 in entsprechenden Zapfen 138 bzw. 140 angelenkt. Die hinteren Pleuelstäbe 136 sind einerseits an dem hinteren Bereich des Elements 108 und andererseits an dem hinteren Bereich der Backe 132 in entsprechenden Zapfen 142 bzw. 144 angelenkt. Die Pleuelstäbe 134 und 136 bilden ein Parallelogrammgelenksystem, durch das die untere Backe 132 längs einer kreisbogenförmigen Bahn zwischen der in Fig. 6 in durchgezogenen Linien dargestellten zurückgezogenen Position und der mit unterbrochenen Linien dargestellten vorgebrachten Position bewegbar ist. Sowohl in der einen als auch in der anderen dieser Positionen berührt die Backe 132 das Element 108, während sie sich im Lauf der Bewegung von einer Position zur anderen Position von diesem entfernt.

An dem vorderen Ende der Backe 132 ist ein Anschlagblock 146 befestigt, der mit einem Prägewerkzeug 148 mit kugelförmiger Spitze zusammenwirkt. Dieses Prägewerkzeug wird von einer im wesentlichen winkelförmigen oberen Backe 150 getragen, die unten in dem Punkt 152 an dem vorderen Ende des zentralen Elements 118 angelenkt ist, und läßt sich zwischen der in Fig. 6 in durchgezogenen Linien dargestellten angehobenen Position und der in unterbrochenen Linien dargestellten abgesenkten Position verdrehen.

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Die Verschiebung der unteren Backe 132 und die Drehung der oberen Backe 150 werden durch eine gemeinsame mit einem Druckfluid betriebene doppelt wirkende Zylinder-Kolben-Anordnung gesteuert, deren Kolbenstange 156 in dem Punkt 158 an dem oberen Ende der Backe 150 und deren Zylinder 160 mit zwei seitlichen Zapfen 162 an den oberen, nach oben ragenden Enden der beiden Pleuelstangen 136 angelenkt sind. Die Zylinder-Kolben-Anordnung 154 kann sich daher frei bewegen. Wenn sie sich in der in Fig. 6 dargestellten

₁q zusammengezogenen Position befindet, ist die untere Backe 132 in ihrer zurückgezogenen Position, während die obere Backe 150 sich in ihrer angehobenen Position befindet. Die Ausdehnung der Zylinder-Kolben-Anordnung 154 bewirkt, daß die untere Backe 132 sich nach vorne bewegt und die

•,κ obere Backe 150 abgesenkt wird. Diese Bewegungen finden in einer gesteuerten Folge statt, in welcher zuerst die untere Backe 132 vollständig vorgebracht und anschliessend die obere Backe 150 abgesenkt wird. Um dies zu erreichen, ist ein auf die Pleuelstange 136 einwirkendes elastisches System vorgesehen, durch das diese in dem Maße um die Zapfen 142 gedreht wird, in dem die untere Backe 132 vorgebracht wird. Dieses elastische System besteht aus einer starken Druckfeder 164, die einen Stab 166 umgibt, dessen hinterer Angriffspunkt zwischen den

«ε Pleuelstangen 136 in einem Zapfen 170 gelenkig gelagert ist, der in dem zwischen den Zapfen 142 und 162 liegenden Bereich der Pleuelstangen 136 von diesen getragen wird. Der vordere Teil des Stabes 166 ist in einem ringförmigen Führungselement 162 gleitbar, das oben an dem zentralen

OQ Element 108 befestigt ist. Die Feder 164 wirkt zwischen diesem ringförmigen Führungsorgan 172 und dem hinteren Angriffspunkt 168 der Stange 166. Sie versucht daher die Pleuelstange 136 im Uhrzeigersinn (in Bezug auf Fig. 6) um den Zapfen 142 zu drehen.

In der zusammengezogenen Stellung der Zylinder-Kolben-Anordnung 154 ist die Feder 164 offensichtlich komprimiert. So-

-Μι bald die Zylinder-Kolben-Anordnung 154 sich ausdehnt, verschiebt sie daher den Zylinder 160, so daß die untere Backe 132 bewegt wird, während die Kolbenstange 156 und damit die obere Backe 150 in Ruhe verbleiben. Sobald die untere Backe 162 ihre vordere Endposition erreicht und die Feder 164 ihre größte Ausdehnung hat, verbleibt der zylinder 160 in Ruhe, während die Kolbenstange 156 relativ zu ihm bewegt und die obere Backe 150 absenkt. Die Zylinder-Kolben-Anordnung 154 kann sowohl die Anlegebewegung an den Rand des im Bereich der Meßsteiler 16 liegenden Rades R steuern als auch das Markieren dieses Randes in der vorbestimmten Position durch die Zange 24. Die elastische Montage des zentralen Elementes 108 durch den Zapfen 112 und die Federn 124 und 126 ermöglichen es der Zange 24, sich automatisch an die Position des Felgenrandes anzupassen.

Die Kippvorrichtung 30 an der Entladestation umfaßt ein Greifelement 174, das durch eine mit Druckfluid arbeitende Zylinder-Kolben-Anordnung 176 zwischen einer abgesenkten Aufnahmeposition (die in Fig. 1 mit unterbrochenen Linien dargestellt ist) und einer angehobenen Entladeposition ( die in durchgezogenen Linien dargestellt ist) bewegbar ist. Der Kippvorrichtung 30 sind zwei entgegengesetzt verlaufende Kanäle 178 und 180 zur Entfernung der Räder R zugeordnet. Durch diese Kanäle können die Räder auf der Basis der in der Meßstelle 16 durchgeführten Messungen nach unterschiedlichen Kategorien aufgeteilt werden.

Die Maschine gemäß der Erfindung ist an dem Ende einer automatischen Fertigungslinie für Scheibenräder (oder für Felgen von Scheibenrädern) angeordnet und ermöglicht eine automatische 100%-Prüfung der Produktion. Die Transferstraße, an der die Scheiben und die Felgen zusammengeschweißt werden bzw. die Maschine, die die lezten Ferti-

gungsschritte ausführt, führt die Räder R automatisch zu, die dann mit vertikal ausgerichteteter Achse im Bereich der Eingangsstation 26 abgelegt werden. Die Verschiebeeinrichtung 14 bewegt die Räder anschließend in der oben beschriebenen Weise zunächst zu der mittleren Wartestation 28 und anschließend zu der Meßstelle 16. Die Bewegung der Räder erfolgt schnell und sicher, da sie ständig von den Zangen 50 und 56 gefaßt sind.

Das Rad R, das sich jeweils an der Meßstelle 16 befindet, wird durch das Hebeorgan 68 angehoben und mit dem oberen rotierenden Organ 70 in Kontakt gebracht.

In diesem Zeitpunkt werden die Taster 74, 76 und 82, 84 der beiden Gruppen 20 und 22 an die vorbestimmten Punkte angelegt, um die Messungen durchzuführen. Dies geschieht in der oben beschriebenen Weise. Anschließend wird der Getriebemotor 72 aktiviert, der dem Rad R eine volle Umdrehung (360°) erteilt. In sehr eng benachbarten regelmäßigen Intervallen geben die Wandler 78, 80 und 86, 88 elektrische Analogsignale ab, die von dem Rechner registriert und verarbeitet werden. Um sehr genaue Resultate zu erzielen, wird eine sehr große Anzahl von Messungen, z.B. 128 (etwa alle 3°) durchgeführt.

Nach Beendigung einer vollen Umdrehung werden keine weiteren Daten aufgenommen, während das Rad sich weiter dreht, bis der Rechner an den Getriebemotor 72 zunächst den Befehl zur Verringerung der Drehgeschwindigkeit und anschließend einen Haltebefehl gibt. In der Zwischenzeit hat der mit den Wandlern verbundene Rechner auf der Basis der durch die Messung der Verschiebung der verschiedenen Taster 74, 76, 82, 84 gewonnenen Daten die Maximalwerte der radialen Exzentrizitäts- und des axialen Seitenschlags der Felge bestimmt. Der Rechner ist so programmiert, daß er das Maximum der ersten Harmonischen der die radiale

Exzentrizität der Felge wiedergebenden Kurve ermittelt. Die Berechnung der ersten Harmonischen der dem jeweils zu prüfenden Rad R entsprechenden Kurve erfolgt mathematisch durch Fourier-Analyse. Zusammen mit dem Maximum der ersten Harmonischen bestimmt der Rechner auch die Winkelposition des Rades R, die diesem Maximum entspricht, und bewirkt, daß die Drehung des Rades R beendet wird, sobald diese Winkelposition sich in der Wirkungslinie der Markierungszange 24 befindet. In diesem Zeitpunkt wird in der oben beschriebenen Weise das Anlegen und Schließen der Zange 24 gesteuert, so daß auf der Außenseite des oberen Randes der Felge ein unzerstörbares Kennzeichen eingeprägt wird.

Der Rechner berechnet auch die Werte des axialen Seitenschlags der Felge. Man kann nach Belieben weitere Programme ablaufen lassen, die durch Verarbeitung der Grunddaten die effektive Breite der Felge, die Abwicklung des Reifensitzes, die Größe der Versetzung der Scheibe (d.h. den "Sturz" des Rades) und ggf. weitere Daten berechnen.

Zuletzt wird die Markierungszange 24 wieder zurückgezogen. Das Rad R wird auf die Gleitführungen 12 zurückgelegt und von dem Stoßorgan 64 der Verschiebeeinrichtung 14 auf die am Ausgang befindliche Kippvorrichtung 30 verbracht.

Gleichzeitig werden die an der Zwischenstation 28 und an der Eingangsstation 26 liegenden Räder um einen Schritt vorbewegt. Sodann wiederholt sich der vorangehend beschriebene Zyklus.

Es ist möglich, einen Maximalwert der ersten Harmonischen der Exzentrizität festzusetzen und vorzugeben. Dabei können die Abmessungen und Gebrauchsanforderungen der zu prüfenden Räder berücksichtigt werden. Falls der Fehler der zu prüfenden Räder den vorgegebenen Grenzwert übersteigt, werden die Räder am Ausgang durch eine nicht dargestellte

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! Selektionseinrichtung statt in den normalen Kanal 180, der für die innerhalb der Toleranzgrenzen liegenden Räder bestimmt ist, in den Ausschußkanal 178 gegeben.

Die von dem Rechner gesammelten Daten können mit Hilfe geeigneter Zusatzgeräte auf einem Display oder einem Videoschirm optisch angezeigt oder von einem Drucker dokumentiert werden. Die gespeicherten Werte können außerdem für statistische Erhebungen verwendet werden, bei denen die Pro-2Q duktionszeiten, die prozentualen Anteile und Ursachen des Ausschusses, Qualitätsgraphiken usw. betrachtet werden.

Die Maschine gemäß der Erfindung arbeitet mit extrem ic kurzen Meß- und Bewegungszeiten und mit großer Zuverlässigkeit. Ihr Einsatzgebiet ist selbstverständlich in Anpassung an die vorhandenen Radfamilien veränderbar: So kann sie beispielsweise auf dem Automobilsektor Räder mit einem Nenndurchmesser zwischen 12" und 15" Netz-2Q breiten zwischen 3,5" und 6" und Scheibenversetzungen zwischen O und 55 mm verarbeiten. Auf dem Sektor der Lastkraftwagen, Autobusse und Nutzfahrzeuge ist folgendes Einsatzgebiet möglich: Durchmesser von 16" bis 24,5", Breiten zwischen 5" und 9", Versetzungen zwischen 0 und «κ 180 mm.

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Claims (7)

Patentanwälte Dipl.-lng. H. Welckmann, Dlpl.-Phys. Dr. K. Finde· Dipl.-lng. F. A. Weidmann, Dlpl.-Chem. B. Huber Dr.-Ing. H. Liska, Dlpl.-Phys. Dr. J. Prechtel 4r M . Mohlsirefte 22 · 8000 München 80 Ί3· Hal GIANETTI RUOTE S.p.A. Via Stabilimenti 31 Ceriano Laghetto (Milano) / Italien Maschine zur automatischen Prüfung der Felgen von Kraftfahrzeug-Scheibenrädern Patentansprüche

1. Maschine zur automatischen Prüfung der Felgen von Kraftfahrzeug-Scheibenrädern
mit einer Meßstelle,

mit einer Zuführungseinrichtung zur sukzessiven Zuführung 5 der zu prüfenden Räder zu der Meßstelle,

sowie mit einer Entladevorrichtung zur Ausgabe der geprüften Räder,

wobei an der Meßstelle folgende Teile vorgesehen sind:

eine Einrichtung für das Zentrieren und für den Drehan-10 trieb der Räder,

an die Felgen der Räder anlegbare Sensormittel für das radiale beziehungsweise axiale geometrische Ausmessen der Felgen,

eine Einrichtung zur Verarbeitung der erfaßten Daten 15 und zur Bestimmung derjenigen Winkelposition des Rades, die dem Maximum der ersten Harmonischen der die radiale Exzentrizität der Felgen wiedergebenden Kurve entspricht,

sowie Markierungsmittel zur Kennzeichnung dieser Win-25 kelposition an den Felgen,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Zuführungseinrichtung eine Verschiebeeinrichtung (14) umfaßt, die mit Spannorganen ausgestattet ist, mit denen die Räder (R) gefaßt und in einer linearen Bewegung zu

der Meßstelle (16) geführt werden können, daß die Sensormittel (20, 22) aus

zwei radialen Sensoren 74, 76, die horizontal verschiebbar und mit der Felge des zu prüfenden Rades in radialen Kontakt bringbar sind,

ferner einem oberen axialen Sensor (82), der vertikal verschiebbar und von außen mit der Felge des Rades (R) in axialen Kontakt bringbar ist,

sowie einem unteren axialen Sensor (84), der längs einer gekrümmten Bewegungsbahn verschiebbar und in einer einzigen Bewegung von innen mit der Felge des Rades (R) in axialen Kontakt bringbar ist,
bestehen,

und daß die Markierungsmittel eine bewegbare Zange (24) beinhalten, die durch ein einziges Antriebsorgan (154) betätigbar ist, das sowohl die Anlegegebewegung an die Felge des zu geprüften Rades als auch das Schließen der Zange zur _; Markierung der Felge steuert.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung für das Zentrieren und für den Drehantrieb der Räder (R) ein unteres Organ (68) umfaßt, durch das das zu prüfende Rad zentriert und vertikal gegen ein oberes mit einer kontinuierlichen Drehbewegung beaufschlagbares Organ

(10) anhebbar ist, um so das Rad für die Ausführung der radialen und axialen geometrischen Messung einer vollständigen Umdrehung zu unterziehen und anschließend ohne Aufenthalte weiterzubewegen, bis diejenige Winkelposition des Rades, der das Maximum der ersten Harmonischen der von der Einrichtung zur Datenverarbeitung ermittelten radialen Exzentrizität entspricht, sich auf der Wirkungslinie der Markierungszange (24) befindet.

3. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebeeinrichtung (14) eine Schlittenkonstruktion (32) umfaßt, die in geradliniger alternierender „ Bewegung relativ zu der Meßstelle (16) längs einer Füh-

rungs- und Gleitkonstruktion (12) für die Räder (R) verschiebbar ist,

daß die Schlittenkonstruktion (32) ein hinteres zangenartiges Greiforgan (50), ein- mittleres zangenartiges Greiforgan (56), ein vorderes Stoßorgan (64) sowie Antriebsmittel (58, 60) umfaßt, durch welche die Schließbewegung der vorderen und mittleren zangenartigen Greiforgane (50, 56) während der zu der Meßstelle (16) hinführenden Bewegung der Schlittenkonstruktion (32) derart steuerbar ist, daß ein · erstes und ein zweites zu prüfendes Rad (R) ergriffen und in Richtung auf die Meßstelle (16) geführt werden, während das Stoßorgan das in der Meßstelle (16) geprüfte Rad in Richtung auf die Entladevorrichtung (30) führt, und daß die genannten Antriebsmittel (58, 60) ferner das Öffnen der zangenartigen Greiforgane (50, 56) derart steuern, daß die Räder (R) freigegeben werden und die Rückkehrbewegung der Schlittenkonstruktion (32) ermöglicht ist.

4. Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

daß jedes der zangenartigen Greiforgane (50, 56) eine untere Backe (46, 52) sowie eine obere Backe (48, 54 umfaßt, die jeweils in einem gemeinsames Zapfen (40, 42) gelenkig gelagert sind,

und daß die untere Backe (46, 52) relativ zu der oberen Backe (48, 54) durch die genannten Antriebsmittel (58, 60) zwischen einer abgesenkten Öffnungsstellung und einer angehobenen Schließstellung bewegbar und die obere Backe (48, 54) sowie das genannte Stoßorgan (64) während der Rückkehrbewegung der Schlittenkonstruktion (32) aus einer angehobenen Arbeitsstellung in eine abgesenkte Ruhestellung verschwenkbar sind.

5. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der längs einer gekrümmten Bahn bewegbare untere axiale Sensor folgende Teile beinhaltet:

ein Tastorgan (84), das auf einem Träger (90) montiert ist, der mittels einer ein lineares Antriebsorgan (104) um-

fassenden Steuervorrichtung längs der genannten gekrümmten Bahn verschiebbar ist,

ein durch das genannte Antriebsorgan (104) angetriebenes führendes Zahnrad (98) sowie

drei geführte Zahnräder (94), die in äquidistanten Winkelpositionen mit dem führenden Zahnrad (98) im Eingriff stehen und jeweils Exzenterzapfen tragen, auf denen der genannte Träger (90) montiert ist.

6. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Markierungszange (24) folgende Teile umfaßt:

ein zentrales Tragelement (108), das mit einer feststehenden Halterungskonstruktion (110) verbunden ist, eine Anschlagbacke (132), die unterhalb des zentralen Tragelements (108) angeordnet und und mit diesem über vordere und hintere Pleuelstangen (134, 136) verbunden ist, die ein Parallogramm-Gelenksystem bilden, das ein Bewegung der Anschlagbacke (132) relativ zu dem zentralen Tragelement (108) zwischen einer zurückgezogenen Ruhestellung und einer vorgeschobenen Arbeitsstellung ermöglicht,

eine Markierungsbacke (150), die oberhalb des zentralen Tragelements (108) angeordnet und an deren vorderen Ende derart angelenkt ist, daß sie für ihr Zusammenwirken mit der Anschlagbacke (132) zwischen einer angehobenen Ruhe-Stellung und einer abgesenkten Arbeitsstellung verschwenbar ist,

ein mit einem Druckfluid betriebenes lineares Antriebsglied (154), das parallel und oberhalb des zentralen Tragelements (108) angeordnet ist und das mit einem Ende (156) an der Markierungsbacke (150) und mit dem anderen Ende (160)) an den genannten hinteren Pleuelstangen (136) angelenkt ist,

sowie elastische Druckmittel (164)), die zwischen dem zentralen Tragelement (108) und den hinteren Pleuelstangen

(136) angeordnet sind und auf letztere derart einwirken, daß die Aktivierung des genannten Antriebsgliedes (154) zunächst das vollständige Bewegen der Anschlagbacke (132) aus

der zurückgezogenen Ruhestellung in die vorgeschobene Arbeitstellung bewirkt, während die Markierungsbacke (150) stationär gehalten wird, und anschließend das Verschwenken der Markierungsbacke (150) aus der angehobenen Ruhestellung in die abgesenkte Arbeitsstellung verursacht,

7. Maschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das zentrale Tragelement (108) mit der festen Halterungskonstruktion (110) derart verbunden ist, daß es im hinteren Bereich um einen transversalen Zapfen (112) schwenkbar und im vorderen Bereich mit Hilfe von elastisch nachgiebigen Zentriermitteln (124, 126) an der festen Halterungskonstruktion (110) gehalten ist.