DE4205045C1 - Pneumatic tyre fitting device for vehicle wheel - uses current amplitude regulation of drive motor to control torque during fitting process - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbe­ griff des Patentanspruches 1 und eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 8.

Zum Montieren von Luftreifen auf Felgen eines Kraft­ fahrzeug-Scheibenrades ist es bekannt (z. B. Prospekt der Firma Hofmann Werkstatt-Technik GmbH "monti 32 Automatische Reifenmontiermaschine für Pkw-, Leicht- Lkw und Motorräder", Impressum 9402 408 05.85 D), das Kraftfahrzeug-Scheibenrad auf einem Drehteller einer Reifenmontiermaschine zentrisch aufzuspannen und den zu montierenden Reifen mit seinem einen Reifenwulst - z. B. dem unten liegenden Reifenwulst - in das Felgen­ bett einzulegen. Für das Aufziehen des zweiten Rei­ fenwulstes auf das Felgenhorn wird dieser Reifen­ wulst auf ein als Montierkopf ausgebildetes Montierwerkzeug, das am Felgenrand angeordnet ist, geschoben. Durch Drehen des auf dem Drehteller fest­ gespannten Scheibenrades wird dann der zweite Reifen­ wulst - z. B. der oben liegende Reifenwulst - über das Felgenhorn gezogen. Der Antrieb des Drehtellers er­ folgt mit Hilfe eines Elektromotors, der durch Fuß­ schalter ein- und ausgeschaltet werden kann.

Mit Hilfe der bekannten Reifenmontiermaschine ist das Montieren und auch das Demontieren unterschiedlicher Reifentypen auf unterschiedliche Felgentypen möglich.

Dabei ist eine reifenschonende Montage und Demontage sowie auch eine schonende Behandlung des Scheibenra­ des, da keine Felgenberührung durch den Montierkopf stattfindet, möglich.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei denen eine weitere Verbesserung der reifenscho­ nenden Behandlung beim Aufziehen auf die Felge er­ reicht wird.

Diese Aufgabe wird beim Verfahren erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspru­ ches 1 und bei der Vorrichtung erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 8 gelöst.

Durch die Erfindung ist die Erzeugung eines dosierten Drehmoments möglich, mit welchem der Reifen auf die Felge aufgezogen wird. Hierdurch lassen sich Beschä­ digungen des Reifens vermeiden, da durch das dosiert erzeugte Drehmoment ein reifenschonendes Aufziehen des Reifenwulstes auf die Felge erreicht wird.

Das dosierte Aufziehen des Reifens auf die Felge kann dadurch erreicht werden, daß die Betätigung eines Pedals bzw. die Bewegung des fußbetätigten Pedals abgetastet wird und in Abhängigkeit vom Ausmaß der Pedalbewegung die stufenweise oder stetige Erhöhung der Stromstärke, mit welcher der Elektromotor ge­ speist wird, gesteuert wird. Da beim Montieren der Bedienungsmann den Reifen an der oben liegenden Sei­ tenwandung hält und den Montiervorgang beobachtet, kann er durch entsprechende Betätigung des Pedals das bei der Drehbewegung des Drehtellers und des Schei­ benrades aufgewendete Drehmoment durch die Steuerung der dem Elektromotor zugeführten Stromstärke dosie­ ren.

Diese Dosierung kann auch dadurch geschehen, daß in einem Speicher mehrere Kraftkurven, die reifentypbe­ zogen sind, abgespeichert sind. Die Stromstärken­ steuerung zur Erzielung des dosierten reifentypbezo­ genen Drehmoments erfolgt dann in Abhängigkeit vom Verlauf der abgespeicherten Kurve.

In aller Regel werden als Elektromotorantrieb bei den bekannten Verfahren und bekannten Vorrichtungen Dreh­ strommotore verwendet. Die Steuerung des dem Elektro­ motor zugeführten Stromes kann durch Phasenanschnitt­ steuerung erfolgen. Hierzu ist in wenigstens einer der drei Phasen der Drehstromversorgung eine Phasen­ anschnittsteuerung - beispielsweise in Form eines gesteuerten Halbleiters (Triac) - vorgesehen. Beim Einschalten des Versorgungsstromes bewirkt dieser ein im wesentlichen von den beiden anderen Phasen vermit­ teltes Anzugsmoment. Das Hochlaufmoment kann dann mit Hilfe der Phasenanschnittsteuerung entsprechend ge­ steuert werden, wobei ein unterhalb des Kippmoments liegendes endgültiges Drehmoment durch entsprechende Begrenzung der zugeführten Stromstärke erreicht wird. Es ist jedoch auch möglich, in zwei oder in allen drei Phasen des Versorgungsdrehstromes eine Phasen­ anschnittsteuerung durchzuführen, wobei dann von Null bis zum voreingestellten endgültigen Stromstärkenwert (Vollsteuerung des Antriebsmotors) die Drehmoment­ steuerung durchgeführt bzw. das Drehmoment auf einen beliebigen Wert innerhalb des Bereiches von Ein­ schaltmoment bis zum vollausgesteuerten Drehmoment eingestellt werden kann.

Ferner ist es möglich, während des Aufziehvorganges die am Montierwerkzeug wirksam werdenden Kräfte zu messen. Diese Kräfte können mit dem Verlauf einer vorgegebenen Kraftkurve, welche ebenfalls in der Speichereinrichtung gespeichert sein kann, verglichen werden. In Abhängigkeit vom Vergleich kann dann ein Steuersignal gebildet werden für die dosierte Steue­ rung der dem Motor zugeführten Stromstärke. Außerdem kann das gemessene Kraftsignal zur Überwachung des Aufziehvorganges auf Fehler hin (z. B. fehlender Ein­ seifvorgang, Überdehnung des Reifenwulstes u. dgl.) ausgewertet werden.

Anhand der Figuren wird an Blockschalt­ bildern, die schematisch Ausführungsbeispiele der Reifenmontiervorrichtung darstellen, die Erfindung noch näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel, und

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel.

In der Fig. 1 ist ein Elektromotor 1, der als Dreh­ strommotor ausgebildet ist, für den Antrieb eines Drehtellers 5 über eine Antriebswelle 19 schematisch dargestellt. Auf dem Drehteller 5 können unter Zuhil­ fenahme von nicht näher dargestellten hydraulischen Zylindern Kraftfahrzeugräder, insbesondere Kraftfahr­ zeug-Scheibenräder, zentriert zur Drehachse des Dreh­ tellers 5 aufgespannt werden. An einem Montagearm 9, der schwenkbar und verschiebbar an einem Maschinenge­ häuse angeordnet ist, an welchem auch der Motor 1 sowie der Drehteller 5 gelagert sind, ist am vorderen Ende ein Montagewerkzeug 8, beispielsweise in Form eines Mon­ tierkopfes, vorgesehen. Ein derartiger maschineller Aufbau ist bei Reifenmontiermaschinen bekannt (z. B. monti 32 der Firma Hofmann Werkstatt-Technik im Fir­ menprospekt mit dem Impressum 9402 408 05.85D).

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Pha­ senanschnittsteuerung für den aus einem Drehstromnetz gelieferten Versorgungsstrom, der Polen 16, 17, 18 des Drehstrommotors 1 zugeleitet wird, vorgesehen. Das Drehstromnetz besteht aus den Leitungen L1, L2, L3. Diese Phasenanschnittsteuerung besteht aus einer Steuereinrichtung 3 und einer elektrischen Ventilein­ richtung 2, beispielsweise in Form von antiparallel geschalteten Tyristoren 10 bis 15, welche auch durch entsprechende Triacs ersetzt sein können. Bei der dargestellten Phasenanschnittsteuerung sind in jeder der drei Phasen antiparallel geschaltete Tyristoren bzw. Triacs vorgesehen. In diesem Fall ist eine Dreh­ moment- bzw. Stromstärkeeinstellung von Null bis zum durch die mit der elektrischen Ventileinrichtung 2 zusammenwirkenden Steuerschaltung 3 voreingestellten oberen Stromstärkewert möglich. Wenn nur in einer oder zwei Phasen eine Phasenanschnittsteuerung vor­ gesehen ist, beginnt beim Einschalten des Versor­ gungsdrehstromes der Betrieb des Motors 1 mit einem bestimmten Anzugsmoment. Der erwähnte obere Grenzwert der Stromstärke ist so gelegt, daß durch den Motorbe­ trieb das Kippmoment nicht erreicht wird.

Die Phasenanschnittsteuerung kann in der Weise ge­ schehen, daß in der Steuereinrichtung 3 durch eine Betätigungseinrichtung 21, z. B. ein Pedal 21, ein bestimmter Potentiometerwert eingestellt wird und in Abhängigkeit davon die elektrische Ventileinrichtung 2 entsprechende Phasenanschnitte in wenigstens einer der drei Phasen des Versorgungsstromes durchführt.

Die Phasenanschnittsteuerung kann kontinuierlich bzw. stetig oder auch stufenweise durchgeführt werden. Mit Hilfe einer Anzeige, beispielsweise Leuchtanzeige, kann der Grad bzw. die Stufe der Ansteuerung und da­ mit des vermittelten Drehmoments sichtbar gemacht werden.

Durch entsprechende Betätigung des Pedals 21 kann das Drehmoment während des Aufziehvorganges erhöht oder auch verringert werden. Hierdurch läßt sich eine do­ sierte Drehmomentsteuerung beim Aufziehvorgang und damit eine schonende Behandlung des Reifens beim Auf­ ziehen auf die Felge erreichen.

Dies kann auch automatisch mit Hilfe einer Speicher­ einrichtung 4 erfolgen, in welcher auf die jeweiligen Reifentypen und Scheibenradtypen bezogene Kraft/Dreh­ momentkurven abgelegt sind. Die Speichereinrichtung 4 ist mit der Steuereinrichtung 3 verbunden. In Abhän­ gigkeit vom aufzuziehenden Reifentyp kann die ent­ sprechende Kraft/Drehmomentkurve in der Speicherein­ richtung 4 aufgerufen werden zur Steuerung des Pha­ senanschnittes bzw. Phasenwinkels bei der Stromver­ sorgung des Elektromotors 1 während des Aufziehvor­ ganges.

Ferner kann, wie beim dargestellten Ausführungsbei­ spiel gezeigt ist, eine Kraftmeßeinrichtung 6 am Mon­ tierarm 9 vorgesehen sein. Die Kraftmeßeinrichtung 6 ist kraftschlüssig mit dem Montierwerkzeug 8 verbun­ den und mißt die insbesondere in Drehrichtung am Mon­ tierwerkzeug auftretenden Kräfte. Die von der Kraft­ meßeinrichtung 6 beispielsweise in Form von Dehnungs­ meßstreifen abgegebenen Kraftsignale werden in einer Auswerteschaltung 20 ausgewertet und als den wirken­ den Kräften proportionale Signale einer Vergleichs­ einrichtung 7 weitergegeben.

In der Vergleichseinrichtung 7 können die gemessenen Kräfte mit den dem jeweiligen Reifentyp zugeordneten Kraft/Drehmoment-Kurvenverläufen verglichen werden. In Abhängigkeit vom Vergleichsergebnis kann dann die Steuereinrichtung 3 angesteuert werden, welche dann einen entsprechenden Phasenanschnitt der elektrischen Ventileinrichtung 2 einstellt.

Das Vergleichsergebnis der Vergleichseinrichtung 7 kann ferner zur Anzeige gebracht werden und im Hin­ blick auf mögliche Fehler beim Aufziehvorgang, bei­ spielsweise fehlender Einseifvorgang, Überdehnung des Reifenwulstes u. dgl. ausgewertet werden. Auf diese Weise gewinnt man ferner eine Überwachung des Auf­ ziehvorganges.

Bei dem in der Fig. 2 dargestellten Ausführungsbei­ spiel erfolgt die Ermittlung der Kraft, welche am Montierwerkzeug 8 zur Auswirkung kommt, durch eine Stromstärkemeßeinrichtung 22, 23 und 24, die zwischen die Ventileinrichtung 2 und die Pole 16, 17 und 18 des Elektromotors 1 geschal­ tet ist. Die Stromstärkemeßgeräte 22, 23 und 24 befinden sich zwischen den antiparallel geschalteten Tyristo­ ren 10, 11 bzw. 12, 13 bzw. 14, 15 oder entsprechend dafür vorgesehenen Triacs und den Polen 16, 17, 18 des Elektromotors 1 in den stromführenden Phasenlei­ tungen. Die von den Stromstärkemeßgeräten ermittelten Stromstärken in den jeweiligen Phasenleitungen sind ein Maß für das beim Montiervorgang aufzuwendende Drehmoment. Da der Abstand (angedeutet in der Fig. 2 durch 25) von der Drehachse A, um welche das Rad bei der Reifenmontage gedreht wird, bekannt ist bzw. ab­ getastet werden kann und in die Auswerteschaltung 20 eingegeben werden kann, läßt sich die am Montierwerk­ zeug 8 wirkende Kraft ermitteln. Wie aus der Fig. 2 hervorgeht, sind die Stromstärkemeßgeräte 22, 23 und 24 mit der Auswerteschaltung 20 verbunden. Die Aus­ wertung und weitere Verwendung der ermittelten Kräfte ist dann die gleiche wie beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1.

Claims (15)

1. Verfahren zum Montieren eines Luftreifens auf die Felge eines Kraftfahrzeug-Scheibenrades, bei dem Reifen und Scheibenrad einerseits und Mon­ tierwerkzeug andererseits mit Hilfe eines Elek­ tromotors um die Radachse relativ zueinander gedreht werden und dabei der Reifenwulst mittels des Montierwerkzeuges auf die Felge gezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß während des Aufziehvorganges das bei der Drehung aufgewendete Drehmoment mittels stufen­ weiser oder stetiger Steuerung der dem Elektro­ motor zugeführten Stromstärke über eingestellte Zwischenwerte bis zu einem voreingestellten Höchstwert dosiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die stufenweise oder stetig ansteigende Stromstärke durch Phasenanschnittsteuerung des vom Netz gelieferten Stromes geliefert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Stromstärkesteuerung in Abhängigkeit vom aufzuziehenden Reifentyp vor­ eingestellt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß während des Aufzieh­ vorganges die am Montierwerkzeug wirkenden Kräf­ te gemessen werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die Kräfte am Montierwerkzeug gemessen werden.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß für die Kraftmessung die vom Motor ge­ zogene elektrische Stromstärke gemessen wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß die gemessenen Kräfte mit einer vom Reifentyp abhängigen vorgegebenen Kraftkurve verglichen werden.

8. Vorrichtung zum Montieren eines Luftreifens auf die Felge eines Kraftfahrzeug-Scheibenrades mit einem Drehteller, auf welchem das Scheibenrad zentrisch zur Drehachse des Drehtellers auf­ spannbar ist, einem aus einem Stromnetz gespei­ sten Elektromotor als Antrieb für den Drehteller und einem Montagewerkzeug zum Aufziehen des Rei­ fenwulstes auf die Felge, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen das Stromnetz (L1, L2, L3) und Pole (16, 17, 18) des Elektromotors (1) eine elektri­ sche Ventileinrichtung (2) geschaltet ist, und daß die Ventileinrichtung (2) von einer Steuer­ einrichtung (3) derart ansteuerbar ist, daß die dem Elektromotor (1) zugeführte Stromstärke ste­ tig oder stufenweise auf Werte innerhalb der Einschaltstromstärke bis zu einem voreingestell­ ten Höchstwert einstellbar ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die elektrische Ventileinrichtung (2) und die Steuereinrichtung (3) eine Phasen­ anschnittsteuerung für den vom Stromnetz (L1, L2, L3) gelieferten Strom bilden.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (3) mit einer Speichereinrichtung (4) verbunden ist, in welcher die den jeweiligen Reifentypen zugeord­ neten Kraftkennlinien gespeichert sind.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Montagewerk­ zeug (8) eine Kraftmeßeinrichtung (6) verbunden ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die elek­ trische Ventileinrichtung (2) und den Elektromo­ tor (1) als Kraftmeßeinrichtung eine Stromstär­ kemeßeinrichtung (22, 23, 24) geschaltet ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftmeßeinrich­ tung (6; 22, 23, 24) mit einem Vergleicher (7) zum Vergleichen der gemessenen Kräfte mit einer jeweiligen, dem Reifentyp zugeordneten Kraft­ kennlinie verbunden ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrich­ tung (3) mit einer Betätigungseinrichtung (21) verbunden ist, durch die ein von der Steuerein­ richtung (3) an die elektrische Ventileinrich­ tung (2) geliefertes Steuersignal veränderbar ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehteller (5) als Antrieb einen Drehstrommotor (1) aufweist.