DE3823721A1 - Rad/reifen-lastsimulationsvorrichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Lastsimulatoren, genauer gesagt eine Vorrichtung zur Aufbringung einer radial einwärts gerichteten Last auf eine Rad/Reifen-Einheit, wenn sich diese Rad/Reifen-Einheit dreht.

Die meisten modernen Automobilfabriken besitzen eine oder mehrere Rad/Reifen-Montagestraßen, in denen Fahrzeugräder und Fahrzeugreifen empfangen werden, die Reifen auf den Rädern montiert und aufgepumpt werden, bevor die Rad/Reifen- Einheiten an den Fahrzeugen montiert werden. Derartige Montagestraßen besitzen normalerweise verschiedene auto­ matische Einrichtungen, wie beispielsweise eine Vorrichtung zum Einseifen des Rades und/oder eine Vorrichtung zur Montage des Reifens am Rad, eine Vorrichtung zum Aufpumpen des Reifens und eine Vorrichtung zum Auswuchten des mon­ tierten und aufgepumpten Reifens. Die bei derartigen Straßen verwendeten Auswuchtvorrichtungen sind besonders wirkungs­ voll, indem sie die Rad/Reifen-Einheit genau auswuchten, wenn diese die Reifenstraße verläßt. In vielen Fällen wurde jedoch festgestellt, daß bei den Rad/Reifen-Einheiten wieder Unwuchten auftreten, nachdem das Rad nur über eine sehr kurze Distanz gefahren wurde. Es wird angenommen, daß diese Unwucht nach einer sehr kurzen Fahrzeit auf die Tatsache zurückzuführen ist, daß sich während des Montageverfahrens die Reifenwulste nicht in allen Fällen vollständig gegen die Felgen setzen. Selbst wenn man das Fahrzeug dann nur über eine relativ kurze Distanz gefahren hat, wobei das Gewicht des Fahrzeuges auf den Reifen lastet, führt die Verbiegung der Seitenwand und ein geringfügiges Erwärmen des Reifens zu einem vollständigen Setzen des Reifenwulstes. Es gibt eine Vielzahl von Gründen dafür, warum der Reifenwulst sich nicht anfangs vollständig setzt, beispielsweise die Tat­ sache, daß die Reifen oft etwas verzogen sind, wenn sie von der Reifenstraße empfangen werden, was auf die Art und Weise des Transportes und der Lagerung zurückzuführen ist. Andere Faktoren, wie beispielsweise der Aufbau von Toleranzen o. ä., können dazu führen, daß ein Reifen relativ eng auf einer speziellen Felge sitzt, so daß auf diese Weise die vollstän­ dige Setzbewegung des Wulstes während des Aufpumpens verhin­ dert wird.

Was auch immer hierfür der Grund sein mag, so fordern doch derartige Unwuchten sehr oft die Durchführung von entsprechenden Garantiearbeiten, und zwar entweder innerhalb der Automo­ bilfabrik vor dem Transport des Fahrzeuges zu einem Händler oder vom Händler selbst, um die Reifen in den genauen aus­ gewuchteten Zustand zurückzuführen. Hierfür ist nicht nur ein relativ teurer Vorgang erforderlich, da der Auswucht­ vorgang ein zweites Mal durchgeführt werden muß, sondern dies ist besonders ärgerlich, wenn ein solcher Zustand durch eine Beanstandung des Kunden entdeckt wird. Des weiteren hat man festgestellt, daß viele Rad/Reifen-Einheiten, nachdem sie erneut ausgewuchtet worden sind, die Anbringung von wesentlich weniger Gewicht erforderlich machen als dies beim anfänglichen Auswuchten erforderlich war. Es ist daher be­ sonders wünschenswert, dieses Problem zu beseitigen, und zwar sowohl von der Zufriedenstellung des Kunden her als auch aus Gründen des Ersparnisses von Farb- und Material­ kosten.

Zur Beseitigung dieser Probleme wurde die vorliegende Erfindung konzipiert. Die Erfindung betrifft eine zusätz­ liche Einheit, die in eine Rad/Reifen-Montagestraße einge­ baut und zwischen der Aufpumpstation und der Auswuchtsta­ tion angeordnet werden kann. Diese Einheit besitzt eine Vielzahl von angetriebenen Schwenkarmen, die sich mit dem Umfang eines montierten und aufgepumpten Reifens in Ein­ griff bewegen und den Reifen in eine Drehbewegung bis zu einer vorgegebenen Drehzahl setzen können, während gleich­ zeitig auf den Reifen eine Last aufgebracht wird, wonach der Reifen verzögert und die Rad/Reifen-Einheit in die Auswucht­ station vorgerückt wird. Durch das Laufenlassen der Rad/ Reifen-Einheit bis zu einer vorgegebenen Drehzahl, während gleichzeitig eine radial einwärts gerichtete Kraft auf diese aufgebracht wird, werden in wirksamer Weise die Bedingungen simulert, die während des Anfangsbetriebes des Fahrzeuges auftreten, so daß auf diese Weise sich die Reifenwulste vollständig auf der Felge setzen können. Durch den Einsatz dieser Vorrichtung wird nicht nur die Zahl der Fahrzeugrad­ einheiten reduziert, die ein erneutes Auswuchten nach einer kurzen Fahrstrecke erfordern, sondern es wird auch der zu­ sätzliche Vorteil einer beträchtlichen Herabsetzung der Ge­ wichtsmenge erreicht, die an den diversen Rad/Reifen-Ein­ heiten angebracht werden muß, um diese richtig auszuwuchten. Somit wird durch die Erfindung eine beträchtliche Kostenein­ sparung erreicht, da die Zahl der erforderlichen erneuten Auswuchtvorgänge reduziert bzw. solche ganz verhindert werden und da die Kosten in bezug auf den Verbrauch von Gewichten reduziert werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungs­ beispiels in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erfindungs­ gemäß ausgebildete Lastsimulationsvor­ richtung;

Fig. 2 eine Endansicht der Lastsimulationsvor­ richtung der Fig. 1;

Fig. 3 einen vergrößerten Teilschnitt durch ei­ nen Abschnitt der Lastsimulationsvor­ richtung der Fig. 1, wobei der Antrieb der Vorrichtung zur Durchführung einer Schwenkbewegung und einer Drehbewegung der Antriebsrollen dargestellt ist;

Fig. 4 einen Schnitt durch die Lastsimulations­ vorrichtung der Fig. 1 und 2, wobei der Schnitt entlang Linie 4-4 in Fig. 2 geführt ist;

Fig. 5 einen vergrößerten Schnitt durch einen Abschnitt der Lastsimulationsvorrichtung der Fig. 3, wobei der Schnitt entlang Linie 5-5 geführt ist;

Fig. 6 eine Teilansicht eines Abschnittes der Lastsimulationsvorrichtung der Erfin­ dung, teilweise im Schnitt, die den Eingriff der Antriebsrollen mit dem Umfang des Reifens zeigt;

Fig. 7 eine Teilansicht eines Abschnittes der Lastsimulationsvorrichtung der Erfin­ dung, ebenfalls teilweise im Schnitt, die die Beziehung zwischen den Lagerrol­ len und der Rad/Reifen-Einheit zeigt; und

Fig. 8 eine schematische Ansicht, die die Be­ ziehung zwischen Sensoren, die die er­ findungsgemäß ausgebildete Lastsimu­ lationsvorrichtung aufweist, und einer Steuereinheit für den entsprechenden Betriebszyklus zeigt.

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Lastsimulationsvorrichtung zur Aufbringung einer radial einwärts gerichteten Last auf eine montierte und aufgepumpte Rad/Reifen-Einheit, wobei diese Vorrichtung mit dem Bezugszeichen 10 versehen ist. Die Lastsimulationsvorrichtung 10 ist als separate, allein­ stehende Einheit ausgebildet, die in einfacher Weise in vorhandene Rad/Reifen-Montagestraßen integriert werden kann, und umfaßt eine Lagerbasis 12, die eine durch sie hindurch­ führende Hub- und Fördervorrichtung 14 aufnehmen kann. An der Lagerbasis ist eine Vielzahl von schwenkbar montierten Antriebsarmeinheiten 16, 18, 20, 22 vorgesehen, vorzugsweise vier, die in zwei Grupen von jeweils 2 auf gegenüberliegenden Seiten der Hub- und Fördervorrichtung 14 angeordnet sind. Eine Schwenkantriebseinheit 24 ist unter Hub- und För­ dervorrichtung 14 angeordnet und derart mittig vorgesehen, daß sie gleichzeitig und in abgestimmter Weise eine Schwenk­ bewegung von allen vier Armeinheiten 16-22 bewirkt. Eine Antriebseinheit befindet sich ebenfalls im unteren Ab­ schnitt der Lagerbasis und treibt jede von vier Rollen 28, 30, 32, 34 drehbar an. Diese Rollen sind jeweils einer entsprechenden Armeinheit 16-22 zugeordnet. Darüber hinaus ist eine Vielzahl von Lagerrollen 36 allgemein kreisförmig zwischen und auf gegenüberliegenden Seiten von Übertragungs­ stangen 38, 40 angeordnet, die einen Teil der Hub- und Fördervorrichtung 14 bilden. Diese Rollen sind im wesent­ lichen identisch und lagern die Rad/Reifen-Einheit während des Betriebszyklus der Lastsimulationsvorrichtung. Vorzugs­ weise besitzen die Rollen 36 eine allgemein zylinderförmige Gestalt und sind so angeordnet, daß die Drehachse einer jeden Rolle die Drehachse der anderen Rollen an einem gemeinsamen Mittelpunkt schneidet, der vorzugsweise im wesentlichen auf der Drehachse der behandelten Rad/Reifen- Einheit angeordnet ist. Auch die radiale Lage und Länge der Rollen 36 ist vorzugsweise so ausgewählt, daß ein breiter Bereich von Rad/Reifen-Durchmessern aufgenommen werden kann, wie beispielsweise von 13′′ bis 17′′.

In Verbindung mit Fig. 4 wird ein Paar 16, 18 von den Arm­ einheiten 16, 18, 20, 22 im einzelnen beschrieben. Die bei­ den Paare von Armeinheiten sind im wesentlichen identisch, so daß hier nur ein Paar im einzelnen beschrieben wird. Das andere Paar entspricht im wesentlichen diesem Paar sowohl in bezug auf seine Konstruktion als auch seinen Betrieb, so daß entsprechende Teile mit identischen Bezugszeichen versehen wurden, die ggf. ein Apostroph aufweisen.

Die Armeinheiten 16 und 18 besitzen ein Paar von im wesent­ lichen parallelen, aufrecht stehenden, allgemein zylin­ drischen länglichen Gehäusen 42, 44, die mit relativ engem Abstand an einem gemeinsamen Lagerflansch 46 befestigt sind. In jedem der zylindrischen Gehäuse sind Hohlwellen 46, 48 angeordnet, die sich vom oberen und unteren Ende der ent­ sprechenden Gehäuse 42 und 44 nach außen erstrecken. Geeig­ nete Lager 50 sind zwischen den Wellen 46, 48 und den ent­ sprechenden Gehäusen 42, 44 benachbart zu den oberen und unteren Enden derselben vorgesehen, um eine Drehbewegung dazwischen zu ermöglichen. Jede Welle 46 und 48 steht von den oberen Enden der entsprechenden Gehäuse 42, 44 nach außen vor und besitzt einen Flanschabschnitt 52, 54 mit vergrößertem Durchmesser, an dem entgegengesetzt angeord­ nete, seitlich verlaufende und im wesentlichen identische Armelemente 56, 58 befestigt sind, wie beispielsweise über eine Vielzahl von geeigneten Schraubbefestigungselementen 60. Geeignete Axialdrucklager sind vorzugsweise zwischen dem Ende der entsprechenden Gehäuse 42, 44 und den unteren Flächen der entsprechenden Flanschabschnitte 52, 54 vorge­ sehen.

Die unteren Enden der entsprechenden Wellenelemente 46 und 48 erstrecken sich jeweils durch geeignete Öffnungen, die im Lagerflansch 46 vorgesehen sind, und sind mit daran be­ festigten, im wesentlichen identischen Antriebszahnrädern 62, 64 versehen. Vorzugsweise besitzen die Zahnräder 62, 64 einen solchen Durchmesser relativ zur Lage der Wellen, daß sie in geeigneter Weise miteinander kämmen.

Zweite Antriebswellen 66, 68 sind ebenfalls in jeder der hohlen Schwenkantriebswellen 46, 48 vorgesehen und besitzen beide eine Länge, die beträchtlich größer ist als die der Schwenkantriebswellen 46, 48. Geeignete Lager 69 lagern das obere und untere Ende der Wellen 66, 68 in drehbarer Weise im wesentlichen koaxial innerhalb der Hohlwellen 46, 48. Die oberen Enden von jeder dieser Antriebswellen 66, 68 er­ strecken sich nach außen in geeignet ausgebildete Aus­ nehmungen 70, 72, die in der Oberseite der entsprechenden, auswärts verlaufenden Armelemente 56, 58 vorgesehen sind. Geeignete Riemenscheiben 74, 76 sind an den entsprechenden Wellen 66, 68 befestigt und in den entsprechenden Ausnehmun­ gen 70, 72 angeordnet. Die unteren Enden jeder dieser An­ triebswellen 66, 68 erstrecken sich durch die entsprechenden Zahnräder 62, 64, die an den entsprechenden Schwenkantriebs­ wellen 46, 48 befestigt sind, nach außen und sind jeweils mit einer daran befestigten Riemenscheibe 78, 80 versehen.

Wie vorstehend erläutert, besitzt jedes der auswärts verlau­ fenden Armelemente 56, 58 eine Rolle 30, 28, die fest an der entsprechenden herabhängenden Welle 82, 84 angebracht ist. An den oberen Enden der Wellen sind geeignete Riemenscheiben 86, 88 befestigt, die in entsprechenden Ausnehmungen 70 und 72 vorgesehen sind. Um eine starre Lagerung für die Wellen 82, 84 zu erreichen, ist an jedem Armelement 56, 58 ein allgemein L-förmiger, herabhängender Flanschabschnitt 90, 92 befestigt, der Öffnungen 94, 96 aufweist, durch die die unteren Enden der Wellen 82, 84 vorstehen und drehbar ge­ lagert sind. Es können auch geeignete Ansätze 98, 100 vorge­ sehen sein, die die Lagerung für die entsprechenden Rollen 28, 30 weiter verstärken und versteifen. Ein geeigneter flexibler Antriebsriemen 102 erstreckt sich zwischen den und um die entsprechenden Riemenscheiben 74 und 86 und überträgt die Antriebskräfte von der Welle 66 auf die Welle 82 und somit die Rolle 30. In entsprechender Weise erstreckt sich ein Antriebsriemen 104 zwischen den und um die Riemen­ scheiben 76 und 78, die in den entsprechenden Ausnehmungen 70 und 72 vorgesehen sind. Um eine ausreichende und ge­ wünschte Spannung am Antriebsriemen aufrechterhalten zu können, damit die erforderliche Antriebskraft übertragen werden kann, sind Spannscheiben 106, 108 zwischen den ent­ sprechenden Riemenscheiben 86, 74 und 88, 76 vorgesehen. Die Spannscheiben 106, 108 sind jeweils mit Hilfe von exzen­ trischen Stiften 110, 112 an entsprechenden Armen 56, 58 befestigt, so daß sie zur Spannungseinstellung versetzt werden können, falls sich die Riemen 106, 104 während ihres Betriebes ausdehnen sollten. Des weiteren wird hierdurch ein Austausch derselben erleichtert. Vorzugsweise sind die Rollen 28, 30, 32 und 34 alle geringfügig konisch augebil­ det, so daß das obere Ende einen geringfügig größeren Durch­ messer als das untere Ende besitzt. Wie am besten aus Fig. 6 hervorgeht, wird durch die konische Form der Rollen 28, 30, 32, 34 eine abwärtsgerichtete Kraftkomponente auf den Reifen 105 erzeugt, so daß die Rad/Reifen-Einheit in Richtung auf die Lagerrollen 36 gedrückt wird. Diese Konizität ist jedoch so klein, daß eine Hauptkraftkompo­ nente allgemein radial einwärts auf den Reifen ausgeübt wird, um hierdurch ein richtiges Setzen des Reifenwulstes auf dem Rad zu ermöglichen.

Wie aus Fig. 3 hervorgeht, ist ein Paar von Antriebs­ motoren 26, 27 auf der Lagereinheit benachbart zu den gegen­ überliegenden Seiten derselben und benachbart zu ent­ sprechenden Paaren von aufwärts verlaufenden Armeinheiten 16, 18 und 20, 22 angeordnet, um die entsprechenden konischen Rollen 28, 30, 32, 34 drehbar anzutreiben. Jeder Antriebsmotor 26, 27 besitzt eine geeignete Riemenscheibe 114, 116, um die sich jeweils einer aus einem Paar von Riemen 118, 120 erstreckt. Das gegenüberliegende Ende des entsprechenden Riemens 118, 120 erstreckt sich um ent­ sprechende Spannscheiben 126, 128 und dient dazu, die ent­ sprechenden Antriebskräfte von den Motoren 26 und 27 hierauf zu übertragen. Wie Fig. 5 zeigt, ist eine zweite Riemen­ scheibe 82 fest an der Riemenscheibe 126 angebracht und auf einer gemeinsamen Welle 83 damit drehbar. Die Riemenscheibe 82 besitzt einen Riemen 122, der sich um diese erstreckt und der sich des weiteren um die Riemenscheibe 78 sowie 80 er­ streckt, so daß er auf diese Weise die Drehbewegung von der Spannscheibe 126 auf die entsprechenden Wellen 66 und 68 überträgt. In entsprechender Weise erstreckt sich ein Riemen 124 um eine zweite Riemenscheibe (nicht gezeigt), die in entsprechender Weise einer Spannscheibe 128 zugeordnet ist sowie um entsprechende Riemenscheiben 78′ und 80′, um die Drehbewegung von der Spannscheibe 128 auf die Wellen 66′ und 68′ zu übertragen. Um eine Einstellmöglichkeit vorzusehen und die Riemen 118, 120, 121, 124 unter einer geeigneten Spannung zu halten, sind die Spannscheiben 126, 128 sowie die zugehörigen Wellen vorzugsweise verstellbar an der Lagerbasis 12 montiert, so daß bei einem Durchhängen eine entsprechende Nachstellung durchgeführt werden kann. Die Motoren 26 und 27 besitzen vorzugsweise eine identische Größe und laufen mit der gleichen Drehzahl, so daß alle vier Rollen mit praktisch identischen Drehzahlen angetrieben werden können und auf diese Weise ein übermäßiger Ver­ schleiß am Umfang der Rad/Reifen-Einheit vermieden wird. Darüber hinaus kann ein einziger Antriebsmotor anstelle der Antriebsmotoren 26, 27 verwendet werden, falls dies ge­ wünscht wird.

Um die einwärts und auswärts gerichtete Schwenkbewegung der Armelemente 56, 58, 56′ und 58′ durchzuführen und somit die konischen Rollen 28, 30, 32 und 34 in und außer Eingriff mit der Rad/Reifen-Einheit zu bewegen, ist eine geeignete Schwenkantriebseinheit 24 vorgesehen, die einen geeigneten Hydraulik- oder Pneumatikzylinder 130 besitzt. Die Ausgangs­ welle 132 dieses Zylinders steht mit einer Überführungs­ schlitteneinheit 134 in Verbindung, die gleitend auf einem Paar von längs verlaufenden Stäben 136, 138 gelagert ist, so daß sie eine hin- und hergehende Bewegung ausführen kann. Ein Paar von Zahnstangen 140, 142 ist in geeigneter Weise an nach außen vorstehenden Flanschen befestigt, die an gegen­ überliegenden Seiten der hin- und herbeweglichen Schlitten­ einheit 134 vorgesehen sind. Die Zahnstangen 140, 142 sind so angeordnet, daß sie mit einem der Schwenkantriebszahnrä­ der 64, 64′ kämmen, die am unteren Ende der Schwenkantriebs­ welle 48 vorgesehen sind, die einen Teil der sich nach oben erstreckenden Armeinheiten 16, 18, 20, 22 bildet. Wie in Fig. 3 gezeigt, führt die Bewegung der Schlitteneinheit 134 in Richtung des Pfeiles A zu einer Drehung des Zahnrades 64 im Uhrzeigersinn, wodurch eine Drehung des Zahnrades 62 gegen den Uhrzeigersinn bewirkt wird, wenn die Zahnräder miteinander kämmen. In entsprechender Weise bewirkt die Zahnstange 142 eine Drehung des Zahnrades 64′ gegen den Uhrzeigersinn, das wiederum das Zahnrad 62′ im Uhrzeiger­ sinn dreht. Da beide Zahnstangen 140, 142 an der gleichen Schlitteneinheit 134 befestigt sind, die durch einen ein­ zigen Zylinder 130 hin- und herbewegt wird, bleibt die Schwenkbewegung von allen vier Armeinheiten 16, 18, 20, 22 im synchronisierten Zustand zueinander.

Um sicherzustellen, daß die Rad/Reifen-Einheit in der Last­ simulationsvorrichtung sicher gehaltert wird, ist, wie aus Fig. 2 hervorgeht, ein Niederhaltefuß 158 vorgesehen, der drehbar am Ende einer Kolbenstange 160 eines geeigneten Hydraulik- oder Pneumatikzylinders 162 befestigt ist. Der Niederhaltefuß 158 erstreckt sich bei Betätigung des Zylin­ ders 162 nach unten in Eingriff mit dem Mittelkreuzabschnitt des Fahrzeugrades und übt eine Druckkraft auf dieses aus, so daß der Reifen 105 in Eingriff mit den Rollen 36 gepreßt wird.

Im Betrieb bewegen sich die Hub- und Tragüberführungsstangen 38, 40 hin und her, um nacheinander Rad/Reifen-Einheiten in die Bearbeitungsstation der erfindungsgemäß ausgebildeten Lastsimulationsvorrichtung 10 zu bewegen. Wenn eine Rad/ Reifen-Einheit in die Bearbeitungsstation bewegt worden ist, senkt die Hub- und Tragvorrichtung die Seitenwand des Rei­ fens ab und bringt diese mit der kreisförmigen Anordnung der Rollen 36 in Eingriff, die dann die Rad/Reifen-Einheit in der Bearbeitungsstation lagern, wie in Fig. 7 gezeigt. Als nächstes wird die Schwenkantriebseinheit 24 betätigt, so daß jede der vier Armeinheiten 16, 18, 20, 22 eine einwärts ge­ richtete Schwenkbewegung durchführt und die konischen Rollen 28, 30, 32, 40 mit dem Umfang der Rad/Reifen-Einheit in Ein­ griff bewegt werden, so daß eine zwangsweise Zentrierung derselben in der Bearbeitungsstation durchgeführt wird. Mit richtiger Zentrierung ist gemeint, daß die Drehachse der Rad/Reifen-Einheit im wesentlichen den Punkt schneidet, an dem sich die Drehachsen jeder Lagerrolle 36 schneiden. Da­ nach bewirkt eine geringfügige Rückwärtsbewegung der Schwenkantriebseinheit eine geringfügige Auswärtsbewegung der konischen Rollen, woraufhin die Antriebsmotoren 26, 27 betätigt werden, die die Antriebsrollen 28, 30, 32, 34 auf volle Drehzahl bringen. Aufgrund der benötigten Betriebs­ zeit und der Möglichkeit, kleinere Antriebsmotoren zu ver­ wenden, werden die Rollen 28, 30, 32, 34 nicht unter Last beschleunigt, obwohl sie auch nur Teillast oder sogar unter Vollast beschleunigt werden könnten, falls dies ge­ wünscht wird. Zur gleichen Zeit wird der Niederhaltefuß 158 betätigt und tritt mit dem Fahrzeugrad in Eingriff.

Als nächstes wird die Schwenkantriebseinheit 24 betätigt und bewegt jeder der vier Rollen 28, 30, 32, 34, die an den ent­ sprechenden Armeinheiten 16, 18, 20, 22 vorgesehen sind, allgemein radial einwärts in Eingriff mit dem Umfang der Rad/Reifen-Einheit, woraufhin die sich schnell drehenden Rollen 28, 30, 32, 34 die Rad/Reifen-Einheit bis auf eine vorgegebene gewünschte Drehzahl beschleunigen. Der Zylinder 130 der Schwenkantriebseinheit 24 übt eine solche Kraft aus, daß die Rollen 28, 30, 32, 34 derart mit dem Umfang des Reifens in Kontakt treten, daß diejenige Fahrzeuglast simu­ liert wird, der die Reifen während des tatsächlichen Betrie­ bes des Motorfahrzeuges, wenn sie daran montiert sind, aus­ gesetzt sind. Diese radial einwärts gerichtete Kraft von jeder der vier Rollen 28, 30, 32, 34 erwärmt den Reifen geringfügig, und zwar in entsprechender Weise, wie der Reifen während des Betriebes eines Motorfahrzeuges erwärmt wird, was zu einer Erhöhung der Flexibilität des Reifens sowie zu einem festen endgültigen Setzen des Wulstes des Fahrzeugreifens führt. Diese geringfügige Erwärmung trägt dazu bei, daß der Reifen seine gewünschte Betriebsform einnimmt und daß Verformungen eliminiert werden, die sich aufgrund des Zusammenschnürens und Stapelns der Reifen während des Transportes und der Lagerung vor der Montage am Fahrzeugrad ausgebildet haben.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wurde festgestellt, daß eine Drehzahl der Rollen 28, 30, 32, 34 von etwa 1500 UpM das Fahrzeugrad mit einer Geschwidigkeit oberhalb von etwa 64-72 km/h antreibt. Die Schwenkeinheit 24 ist so bemessen, daß jede Rolle eine radial einwärts ge­ richtete Kraft von etwa 2224 N auf den Umfang des Reifens aufbringt. Es wurde festgestellt, daß eine vom Niederhalte­ fuß 158 ausgeübte Niederhaltekraft von 89 N ausreichend ist, um die Rad/Reifen-Einheit fest in ihrer Position zu haltern, ohne daß eine übermäßig große Last auf die Lagerrollen 36 ausgeübt wird. Unter diesen Bedingungen kann der gesamte Betriebszyklus in etwa 6 bis 7 Sekunden abgewickelt werden, wobei die gesamte Beschleunigung und Verzögerung der Rad/ Reifen-Einheit von 0 auf 72 km/h und zurück auf 0 in etwa 4 Sekunden durchgeführt wird. Diese Zeitgrenzen sind erfor­ derlich, um eine Anpassung an die von der Montagestraße geforderte Gesamtbetriebsgeschwindigkeit zu erreichen.

Die erfindungsgemäß ausgebildete Lastsimulationsvorrichtung 10 ist ferner mit zwei Paaren von Fotozellen-Detektoren 144, 146, 148, 150 versehen, von denen jeder Detektor eines Paares auf gegenüberliegenden Seiten der Bearbeitungsstation montiert ist. Die Detektoren sind mit vertikalem Abstand angeordnet, wobei sich ein Paar über dem anderen befindet. Das untere Paar der Fotozellendetektoren 144, 146 erfaßt die Anwesenheit einer Rad/Reifen-Einheit in der Bearbeitungs­ station, während das obere Paar von Fotozellendetektoren 148, 150 die Anwesenheit eines Notreifens erfaßt. Der Grund für das Erfassen der Anwesenheit eines Notreifens besteht darin, daß diese Notreifen nicht ausgewuchtet werden, so daß kein Bedarf besteht, diese durch die Lastsimulationsvor­ richtung laufen zu lassen. Solche Notreifen sind nur für eine sehr kurze Betriebsdauer gedacht, damit ein Fahrzeug mit Reifenschaden bis zu einer Reparaturwerkstatt fahren kann.

Zusätzlich zu diesen Fotozellendetektoren ist die erfin­ dungsgemäß ausgebildete Lastsimulationsvorrichtung mit geeigneten Sensoreinrichtungen versehen, wie beispielsweise einem Schalter 152, der anzeigt, wenn die Armeinheiten 16, 18, 20, 22 weiter als eine vorgegebene Strecke nach innen verschwenkt worden sind, so daß die Steuereinrichtung 154 für den Betriebszyklus diese stoppen kann. Der Grund für einen derartigen Stop bei einer solchen übermäßig großen Bewegung besteht darin, daß die Lastsimulationsvorrichtung dann den Zyklus abbrechen kann, wenn eine Rad/Reifen-Einheit in einem nicht aufgepumpten Zustand empfangen wird oder wenn ein Reifendruckverlust aus irgendeinem Grunde während des Betriebszyklus der Lastsimulationsvorrichtung auftritt. In diesen beiden Fällen bewegen sich die vier Armeinheiten 16, 18, 20, 22 in bezug auf die Rad/Reifen-Einheit eine größere Strecke radial nach innen als dies normalerweise der Fall sein würde. Die Sensoreinrichtungen 152 geben sofort ein diesen Zustand anzeigendes Signal ab, so daß die Steuerein­ heit 154 für den Zyklus die Schwenkantriebseinheit zurück­ ziehen kann, wodurch die vier Armeinheiten 16, 18, 20, 22 radial nach außen aus ihrem Eingriff mit der Rad/Reifen- Einheit herausbewegt werden und eine mögliche Beschädigung der konischen Rollen und/oder der Rad/Reifen-Teile verhin­ dert wird.

Es wurde festgestellt, daß durch Verwendung einer derarti­ gen Lastsimulationsvorrichtung in einer Montagestraße für Rad/Reifen-Einheiten die Menge an Gewichten, die erforder­ lich ist, um die Rad/Reifen-Einheit richtig auszuwuchten, beträchtlich herabgesetzt werden kann. Weitere Kosten­ einsparungen werden dadurch erzielt, daß die Zahl der Fahrzeuge, die ein erneutes Auswuchten der Rad/Reifen- Einheiten nach einer kurzen Betriebsdauer benötigen, beträchtlich herabgesetzt wird.

Claims (25)

1. Lastsimulationsvorrichtung zur Aufbringung einer Last auf den Umfang eines Reifens, der an einem Fahrzeug­ rad montiert und aufgepumpt worden ist, gekenn­ zeichnet durch:
Eine Einrichtung zum Aufbringen einer allgemein radial einwärts gerichteten Kraft auf den Umfang des Reifens;
eine Einrichtung zum Antreiben des Rades und des Rei­ fens, so daß sich diese drehen, während die Einrichtung zum Aufbringen einer Kraft die allgemein radial ein­ wärts gerichtete Kraft auf den Reifen aufbringt; und
eine Lagereinrichtung, die mit einem axialen Seitenab­ schnitt des Rades und/oder des Reifens in Eingriff bringbar ist, um eine Axialbewegung des Rades zu ver­ hindern.

2. Lastsimulationsvorrichtung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die Ein­ richtung zum Aufbringen einer Kraft eine Vielzahl von Rollen (28-34) umfaßt, die um den Umfang des Reifens herum angeordnet und in und außer Eingriff damit bring­ bar sind.

3. Lastsimulationsvorrichtung nach Anspruch 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Rol­ len (28-34) in Axialrichtung länglich ausgebildet und um eine Achse drehbar sind, die im wesentlichen paral­ lel zur Drehachse des Rades angeordnet ist.

4. Lastsimulationsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (28-34) sich in Axialrichtung verjüngen, so daß eine Kraftkomponente auf den Reifen in einer Richtung aufgebracht wird, die ein Pressen des Rades und des Reifens gegen die Lagereinrichtung bewirkt.

5. Lastsimulationsvorrichtung nach einem der vorangehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß die Lagereinrichtung Reifen unterschied­ licher Durchmesser aufnehmen kann.

6. Lastsimulationsvorrichtung nach einem der vorangehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß die Antriebseinrichtung eine Motorein­ richtung aufweist, die die Kraftaufbringungseinrichtung drehbar antreibt, wobei die Kraftaufbringungsein­ richtung den Reifen und das Rad dreht.

7. Lastsimulationsvorrichtung nach einem der vorangehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß die Kraftaufbringungseinrichtung eine Vielzahl von Rollen (28-34) aufweist, die im Abstand um den Umfang des Reifens herum angeordnet und in und außer Eingriff damit bewegbar sind.

8. Lastsimulationsvorrichtung nach Anspruch 7, da­ durch gekennzeichnet, daß die Viel­ zahl der Rollen (28-34) drehbar an Armeinheiten (16- 22) gelagert ist, um in und außer Eingriff mit dem Reifen bewegt werden zu können.

9. Lastsimulationsvorrichtung nach einem der vorangehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß die Lagereinrichtung eine Vielzahl von Rol­ len (36) aufweist, die mit einem axialen Seitenab­ schnitt des Rades und/oder Reifens in lagernden Ein­ griff bringbar sind.

10. Lastsimulationsvorrichtung nach Anspruch 9, da­ durch gekennzeichnet, daß die Lager­ rollen (36) in Axialrichtung länglich ausgebildet und derart mit Umfangsabstand angeordnet sind, daß sich die Drehachsen der Vielzahl der Rollen (36) an einem im we­ sentlichen gemeinsamen Punkt schneiden, der im wesent­ lichen auf der Drehachse des Rades und des Reifens liegt.

11. Lastsimulationsvorrichtung nach Anspruch 10, da­ durch gekennzeichnet, daß die Viel­ zahl der Rollen (36) mit der Seitenwand des Reifens lagernd in Eingriff steht.

12. Lastsimulationsvorrichtung nach Anspruch 10, da­ durch gekennzeichnet, daß die Lager­ einrichtung eine Niederhalteeinrichtung (158) aufweist, die mit dem Rad oder dem Reifen in Eingriff bringbar und auf der anderen axialen Seite derselben wirksam ist und die die Rad/Reifen-Einheit in Richtung auf die Vielzahl der Rollen (36) preßt.

13. Lastsimulationsvorrichtung nach einem der vorangehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß sie des weiteren eine Einrichtung (152) zum Erfassen eines nicht aufgepumpten Zustandes des Rei­ fens aufweist, die in der Lage ist, die Aufbringung der radial einwärts gerichteten Kraft in Abhängigkeit von dem erfaßten Zustand zu unterbrechen.

14. Lastsimulationsvorrichtung zur Aufbringung einer Last auf eine montierte und aufgepumpte Fahrzeugrad/Reifen- Einheit, gekennzeichnet durch:
eine erste Vielzahl von Rollen (36), die in einer Be­ arbeitungsstation angeordnet sind und mit einer Rad/ Reifen-Einheit in der Bearbeitungsstation lagernd in Eingriff stehen;
eine zweite Vielzahl von Rollen (28-34), die in der Bearbeitungsstation angeordnet und in und außer Ein­ griff mit dem Umfang einer Rad/Reifen-Einheit beweg­ bar sind, die in der Bearbeitungsstation angeordnet ist, und die eine allgemein radial einwärts gerichtete Kraft auf die Rad/Reifen-Einheit ausübt;
eine Niederhalteeinrichtung (158), die eine allgemein axial gerichtete Kraft auf die Rad/Reifen-Einheit aus­ übt, um diese in Eingriff mit der ersten Vielzahl von Rollen (36) zu halten; und
eine Antriebseinrichtung, die die Rad/Reifen-Einheit drehbar antreibt.

15. Lastsimulationsvorrichtung nach Anspruch 14, da­ durch gekennzeichnet, daß jeder aus der zweiten Vielzahl von Rollen (28-34) drehbar an einer Armeinheit (16-22) gelagert ist, wobei diese Armeinheiten schwenkbar an einer Montagebasis (12) gelagert sind und eine Schwenkantriebseinrichtung (24) aufweisen, die die Bewegung der Rollen (28-34) be­ wirkt.

16. Lastsimulationsvorrichtung nach Anspruch 15, da­ durch gekennzeichnet, daß die Schwenkantriebseinrichtung (24) gleichzeitig jede der Armeinheiten (16-22) synchron schwenkbar antreibt.

17. Lastsimulationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 14-16, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung (24) eine Motorein­ richtung aufweist, die jede Rolle (16-22) des zweiten Satzes drehbar antreibt.

18. Lastsimulationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 15-17, dadurch gekennzeichnet, daß die Niederhalteeinrichtung (158) ein drehbar ge­ lagertes Element aufweist, das axial in und außer Eingriff mit der Rad/Reifen-Einheit bewegbar ist.

19. Lastsimulationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 15-18, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Vielzahl von Rollen (36) in Axial­ richtung länglich ausgebildet ist, so daß sie in der Lage sind, Rad/Reifen-Einheiten mit unterschiedlichen Durchmessern aufzunehmen, und derart mit Umfangsabstand angeordnet sind, daß sich die Drehachsen einer jeden Rolle (36) an einem im wesentlichen gemeinsamen Punkt schneiden, der im wesentlichen auf der Drehachse der Rad/Reifen-Einheit liegt.

20. Lastsimulationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 14-19, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung des weiteren eine Einrichtung (152) zum Erfassen eines nicht aufgepumpten Zustandes der Rad/Reifen-Einheit und zur Bewegung der zweiten Viel­ zahl von Rollen (16-22) außer Eingriff mit der Rad/ Reifen-Einheit in Abhängigkeit von dem erfaßten Zu­ tand aufweist.

21. Lastsimulationsvorrichtung zur Aufbringung einer Last auf den Umfang eines Reifens, der sich im auf­ gepumpten Zustand befindet und an einem Fahrzeugrad montiert ist, gekennzeichnet durch:
Eine Lagerbasis (12);
eine erste Vielzahl von Rollen (36), die drehbar an der Lagerbasis (12) gelagert und in einer kreisförmigen Reihe mit Umfangsabstand angeordnet sind und die das Rad und den Reifen lagern;
eine Vielzahl von Armeinheiten (16-22), die schwenkbar an der Lagerbasis (12) gelagert sind und jeweils eine Antriebsrolle (28-34) aufweisen, die drehbar daran ge­ lagert ist, wobei die Armeinheiten jede Antriebsrolle schwenkbar in und außer Eingriff mit dem Umfang des Reifens bewegen;
eine Schwenkantriebseinrichtung (24), die eine synchro­ nisierte gleichzeitige Schwenkbewegung der Armeinheiten (16-22) bewirkt; und
eine Drehantriebseinrichtung, die die Antriebsrollen (28-34) drehbar antreibt, wobei die Antriebsrollen den Reifen und das zugehörige Rad drehbar antreiben.

22. Lastsimulationsvorrichtung nach Anspruch 21, da­ durch gekennzeichnet, daß die Schwenkantriebseinrichtung (24) die Antriebsrollen (28-34) mit dem Umfang des Reifens in Eingriff bringt, um diesen relativ zu den Antriebsrollen zu zentrie­ ren, danach die Antriebsrollen (28-34) aus dem Ein­ griff mit dem Reifen zurückzieht, während die Drehan­ triebseinrichtung die Antriebsrollen beschleunigt, und danach die Antriebsrollen (28-34) mit dem Reifen in Eingriff bringt, um diesen zu drehen und eine all­ gemein radial einwärts gerichtete Last auf diesen aufzubringen.

23. Lastsimulationsvorrichtung nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Erfassungseinrichtung (152) zum Erfassen eines nicht aufgepumpten Zustandes des Reifens und zur Durchführung einer Schwenkbewegung der Antriebsrol­ len (28-34) aus dem Eingriff mit dem Reifen heraus in Abhängigkeit von dem erfaßten Zustand aufweist.

24. Lastsimulationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeich­ net, daß sie des weiteren eine Niederhalteeinrichtung (158) aufweist, die drehbar auf der Lagerbasis (12) gelagert ist und den Reifen und das Rad in Eingriff mit der ersten Vielzahl der Rollen (36) preßt.

25. Lastsimulationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeich­ net, daß die Antriebsrollen (28-34) sich verjün­ gen, so daß eine Kraftkomponente auf den Reifen auf­ gebracht wird, die den Reifen und das Rad in Richtung auf die erste Vielzahl von Rollen (36) preßt.