DE60003388T2

DE60003388T2 - Vorrichtung zum überwachen der laufflächendicke während des reifenabreibens

Info

Publication number: DE60003388T2
Application number: DE60003388T
Authority: DE
Inventors: P. Nicholas MARCK; G. Fred MAYNTZ; G. Robert YOUNG
Original assignee: Michelin Recherche et Technique SA Switzerland; Societe de Technologie Michelin SAS
Current assignee: Michelin Recherche et Technique SA Switzerland; Societe de Technologie Michelin SAS
Priority date: 1999-09-29
Filing date: 2000-09-19
Publication date: 2004-05-19
Anticipated expiration: 2020-09-20
Also published as: AR025887A1; ES2200942T3; CA2352965A1; MXPA01005292A; PE20010847A1; EP1146996A1; CA2352965C; US6386024B1; ATE243091T1; CO5280175A1; WO2001023136A1; EP1146996B1; DE60003388D1; JP2003510188A; JP3645219B2; AU7590800A

Description

Um einen Reifen für das Runderneuern vorzubereiten, wird der Reifen geschwabbelt bzw. abgetragen, ein Vorgang, bei dem Raspeln die verbrauchte Lauffläche vom Scheitel abstreifen, wenn sich der Reifen in einer Spannvorrichtung dreht. Eine Gummischicht mit gewünschter Dikke ist im Scheitel belassen, um die Unversehrtheit der Karkassenlagen und Gurte aufrechtzuerhalten und für eine Oberfläche zu sorgen, auf der die neue Lauffläche aufgeklebt wird. Die Raspeln sorgen für eine Oberfläche mit gleichmäßiger Kontur, die einen Radius hat, der seinen Scheitel an der Mitte der Lauffläche hat.
Die Schwabbelraspeln müssen es vermeiden, die darunterliegenden Stahlgurte freizulegen oder in sie einzuschneiden und die Unversehrtheit der Karkasse zu zerstören, was den Reifen für die weitere Verwendung ungeeignet macht.
Eine Runderneuerungswerkstatt wird sich in typischer Weise mit Reifen aus einer Vielfalt von Herstellern befassen, was der Schwabbelung unterschiedliche Reifenstrukturen mit unterschiedlichen Laufflächendicken und unterschiedlichen Gürtelaufbauten, -formen und -anordungsstellen darbietet. Zusätzlich sind Reifen, die der Runderneuerung bedürfen, im allgemeinen nicht bis zu einem Normzustand abgenutzt. Ferner ist es unwahrscheinlich, daß ein individueller Reifen ein gleichförmiges Abnutzungsmuster über die Oberfläche der Lauffläche hinweg aufweist. Somit müssen die Schwabbelung und die die Schwabbelung vornehmende Person im wesentlichen auf der Grundlage von Reifen zu Reifen die Menge an Gummi bestimmen, der von jedem Reifen zu entfernen ist.
Automatisierte Schwabbelmaschinen verlassen sich in typischer Weise auf einen Fühler, um die Tiefe des Laufflächengummis zwischen der Aussenoberfläche und den Stahlgürteln zu messen. Die Raspeln, die Gummi vom Reifen entfernen, werden auf der Grundlage eines Signals gesteuert, das vom Fühler erzeugt wird. In herkömmlichen Schwabbelmaschinen wie zum Beispiel der, die in der JP 58 001546 A offenbart ist, ist der Fühler am Äquator des Reifens befestigt, das heißt, in der Mittelebene senkrecht zur Drehachse. Diese Anordnung sorgt für eine Tiefeninformation, die für die Mittelebene genau ist, aber nicht notwendigerweise für die seitlichen Bereiche des Reifens.
Das Fehlen von Informationen an den seitlichen Bereichen oder Schulterbereichen erzeugt Schwierigkeiten beim Schwabbeln jener Bereiche. Stahlgürtel befinden sich nicht immer in der selben Tiefe quer über den Reifen hinweg. Zusätzlich können Veränderungen innerhalb der Herstellungstoleranzen Reifen mit geringen Unterschieden in der Lage des Gürtels erzeugen, besonders an den Kanten des Gürtels. Außerdem können die Gürtel nicht der Kontur folgen, die das Schwabbeln dem Scheitel der Karkasse mitteilt.
Eine Schwabbelung, die auf einem mittig angeordneten Fühler beruht, kann deshalb in der Mitte eine Ausreichende Gummidicke erfassen, während die Raspeln an der Schulter des Reifens in die Stahlgürtel schneiden und somit den Reifen zerstören.
Die vorliegende Erfindung sorgt für eine Lösung dieses Problems mit einer Vorrichtung für eine Überwachung der Tiefe der Lauffläche, die die Gummidicke quer zur Breite des Reifens mißt und die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.
Unter Verwendung von Informationen über die Tiefe für die volle Breite des Reifens kann eine Schwabbeleinrichtung so gesteuert werden, daß sie bei einer Mindestdicke an Gummi für die gesamte Oberfläche stoppt.
Ein fakultatives Führungsrad ist an dem Fühler angebracht, berührt die Scheiteloberfläche und folgt der Oberfläche, um die Trägerbewegungen am Scheitel zu führen. Das Führungsrad stellt einen Bezugsort für den Fühler relativ zur Scheiteloberfläche her.
In fakultativer Weise sind der Fühler und das Führungsrad an der hinund herbeweglichen Vorrichtung für freie Bewegungen in normaler oder senkrechter Richtung zur Oberfläche des Reifenscheitels angebracht, um Veränderungen in der Oberfläche aufzunehmen. Bevorzugt ist ein vertikaler Schlitten verwendet, um den Fühler und das Führungsrad zu Bewegungen relativ zur hin- und herbeweglichen Vorrichtung anzubringen. Wenn das Führungsrad dem Scheitel folgt, nimmt die senkrechte Bewegung des Führungsrades und Fühlers die Änderungen in der Scheiteloberfläche auf, um ein Rütteln oder Springen des Fühlers zu vermeiden.
Der Reifenfühler kann irgendein geeigneter Fühler sein, um die Lage der Stahlgürtel unter dem Gummi des Scheitels zu erfassen, zum Beispiel ein magnetischer Fühler, ein Ultraschallfühler, ein Laser oder eine optische Vorrichtung.
Die Erfindung wird besser verstanden durch Bezug auf die folgende, detaillierte Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, in denen:
1 eine Perspektiv-Rückansicht einer das Schwabbeln bzw. Abtragen überwachenden Vorrichtung in Übereinstimmung mit der Erfindung ist; und
2 eine vergrößerte Perspektivansicht von der Vorderseite der Vorrichtung der 1 her ist.
1 stellt in Perspektivansicht ein Schwabbel- bzw. Abtrage-Überwachungsgerät 20 in Übereinstimmung mit der Erfindung dar. Das Gerät 20 ist in einer Rückansicht gezeigt, wie sie an einer Schwabbel- oder Abtragemaschine 10 angebracht ist. Die Schwabbelmaschine 10 ist in stark vereinfachter Form gezeigt, da die Einzelheiten der Schwabbelmaschine keinen Teil der vorliegenden Erfindung bilden.
Wie vom Fachmann verstanden werden wird, umfaßt die Schwabbelbzw. Abtragemaschine 10 einen Sockel 12, der einen Motor und Bestandteile (nicht gezeigt) trägt, um einen Reifen 5 auf seiner Achse 7 zu drehen. Eine Raspelanordnung (ebenfalls nicht gezeigt) ist am Sockel 12 angebracht und ist relativ zum Scheitel 9 des Reifens beweglich, um eine abgenutzte Lauffläche zu entfernen und eine mit einer Kontur versehene Oberfläche zu bilden, mit der die neue Lauffläche zu verkleben ist.
Das Schwabbel-Überwachungsgerät 20 umfaßt einen Montagerahmen, der einen Tragearm 22 umfaßt, der die Vorrichtung an der Schwabbeleinrichtung 10 anbringt. Ein Schlitten 30 ist am Tragearm 22 mittels eines Ständers 32 angebracht. Der Ständer 32 ist verschieblich in einer Hülse 26 am Tragearm 22 angebracht, um es dem Schlitten 30 zu ermöglichen, sich relativ zum Scheitel zu bewegen, um Veränderungen in der Höhe in der Scheiteloberfläche 9 aufzunehmen. Ein flexibles Verdrahtungsgehäuse 28 schützt die elektrische Verdrahtung während Bewegungen von Beschädigung.
Ein Lagefühler kann angebracht werden, um die Lage des Ständers 32 in Relation zur Hülse 26 zu erfassen. Jede geeignete Lage-Erfassungsvorrichtung kann verwendet werden, die Schalter, LED-Vorrichtungen, eine magnetische Vorrichtung oder andere umfaßt, wie es dem Fachmann verständlich ist.
Wenn auf 2 übergegangen wird, dann wird dort eine vergrößerte Perspektivansicht des Schlittens 30 aus einer Richtung entgegengesetzt zu der der 1 dargestellt. Der Schlitten 30 umfaßt einen Bügel 34, der am Ende des Ständers 32 angebracht und parallel zum Scheitel ausgerichtet ist. Der Bügel 34 trägt eine Achse 36 und ein Antriebsrad 38. Die Achse 36 ist zur Drehung an ihren entgegengesetzten Enden durch Lager 37 getragen. Das Antriebsrad 38 ist zwischen den Lagern 37 getragen, um die Scheiteloberfläche 9 des Reifens zu berühren, der an der Schwabbeleinrichtung angebracht ist. Die Drehung des Reifens durch die Schwabbeleinrichtung dreht das Antriebsrad 38 und die Achse 36, was, wie unten erläutert, das Gerät mit Leistung versorgt.
Eine Vorrichtung 50 für die Hin- und Herbewegung ist am Bügel 34 angebracht. Gemäß einer bevorzugten Ausführung wird eine mechanische Vorrichtung für die Hin- und Herbewegung verwendet, zum Beispiel ein Uhing Rolling Ring Drive (Rollringantrieb) Nr. RG3-15-2 MCRF, hergestellt von der Joakim (Joachim) Uhing GmbH & Co. KG in Mielkendorf, Deutschland, die von Amacoil Machinery, Inc. in Alston, Pennsylvania, erhältlich ist.
Die Vorrichtung 50 für die Hin- und Herbewegung umfaßt zwei Platten 52, die eine Welle 54 tragen. Kraft wird von der Achse 36 des Antriebsrades zur Welle 54 durch ein Antriebsrad 40, das an der Achse 36 des Antriebsrades angebracht ist, und einen Riemen 42, der mit einem nachlaufenden Zahnrad 56, das an der Welle 54 angebracht ist, in Eingriff steht, übertragen.
Ein Wandler 60 ist an der Welle 54 getragen und wandelt die Drehung der Welle 54 in eine lineare Hin- und Herbewegung an der Welle um. Die Welle 54 ist im wesentlichen parallel zur Achse 7 der Drehung des Reifens angebracht, so daß die erzeugten Hin- und Herbewegungen längs der Querrichtung des Scheitels 9 gerichtet sind. Der Abstand, um den sich der Wandler 60 längs der Welle 54 bewegt, kann eingestellt werden, so daß er mit der Laufflächenbreite eines speziellen Reifens übereinstimmt. Zusätzlich kann auch die Geschwindigkeit der Linearbewegung der Vorrichtung ebenfalls eingestellt werden. Der Wandler 60 ist mechanisch, was vorteilhafterweise keine zusätzlichen Antriebsmotoren oder elektrischen Strom erfordert.
Die Vorrichtung zur Hin- und Herbewegung, die soeben beschrieben wurde, ist gegenwärtig bevorzugt, weil sie mechanisch betrieben und bedient wird, und sie kann mühelos in eine Schwabbelmaschine eingebaut werden.
Ein linearer Lagefühler (nicht dargestellt) könnte in der Nähe zum Wandler 60 angebracht werden, um die Querlage des Wandlers zu erhalten.
Der lineare Lagefühler könnte irgendeine Vorrichtung sein, wie jene, die oben für den vertikalen Lagefühler beschrieben ist.
Ein Montagebügel 66 ist am Wandler 60 getragen und erstreckt sind nach unten zum Scheitel 9 hin. Der Montagebügel 66 umfaßt eine Rutschkupplung 68, die eine Meßfühleranordnung 70 für die Bewegung normal oder senkrecht zur Scheiteloberfläche 9 trägt.
Die Meßfühleranordnung 70 umfaßt ein Führungsrad 72 und einen Meßfühler 74, die zusammen an einer Platte montiert sind, die an die Rutschkupplung 68 angekoppelt ist. Das Führungsrad 72 ist für die Berührung mit dem Scheitel angeordnet, stellt einen konstanten Abstand für dem Meßfühler relativ zur Scheiteloberfläche 9 her und behält ihn bei. Kleine Veränderungen in der Oberfläche 9 werden von der Rutschkupplung 68 aufgenommen, was es der Meßfühleranordnung 70 gestattet, sich relativ zum Anbringungsbügel 66 in Zuordnung zu der Kontur der Scheitelfläche 9 zu bewegen. Durch Gestatten der Bewegung der Meßfühleranordnung, die auf der Scheiteloberfläche 9 entlangläuft, werden ein Springen und andere, abrupte Bewegungen verhindert und die Qualität der Messungen wird verbessert.
Ein flexibles Drahtgehäuse 58 trägt die Verdrahtung für den Meßfühler vom Träger 30 zum Fühler 74, um eine Beschädigung zu vermeiden, wenn sich der Fühler bewegt.
Wie oben erwähnt, werden größere Veränderungen in der Oberfläche 9 von Bewegungen des Ständers 32 in der verschieblichen Anbringung in der Hülse 26 aufgenommen.
Informationen über vertikalen Abstand und die Querlage können im Regler der Schwabbeleinrichtung vorgesehen sein.
Die Rutschkupplung 68 ist bequemerweise ein linearer Schiebemechanismus. Andere Vorrichtungen, die die Bewegung der Meßfühleranordnung gestatten, um die Kontur des Scheitels aufzunehmen, sind ebenfalls annehmbar, zum Beispiel eine Schwenkanordnung oder eine Anordnung aus Ständer und Hülse.
Der Meßfühler 74 ist der Scheiteloberfläche 9 zugewandt, um die Lage des Gürtels relativ zur Scheiteloberfläche zu bestimmen, die proportional zur Dicke des Gummis über den Stahlgürteln des Reifens ist. Der Meßfühler 74 kann ein magnetischer Fühler sein, ein Ultraschallfühler, ein Laser, eine optische Einrichtung oder irgendeine andere Einrichtung, die die Lage des Gürtels bestimmen kann und für ein proportionales Signal sorgen kann. Durch Hin- und Herbewegen über die Oberfläche des Scheitels 9 und durch Messen der Gummidicke von Schulter zu Schulter versorgt der Meßfühler den Schwabbelregler mit aktuellen Informationen über die Menge an Gummi über den Gürteln, und zwar für den gesamten Scheitel. Gemäß einem einfachen Steuerplan kann der Schwabbelregler so programmiert werden, daß er das Schwabbeln stoppt, wenn der Meßfühler einen speziellen Wert der Dicke mißt (der eine gewünschte Mindestdicke darstellt), und zwar an jeder Stelle des Scheitels. Das Freilegen der Gürtel oder das Einschneiden in diese wird so vermieden.
Auch ein komplexeres Steuersystem ist möglich. Informationen sowohl über Dicke als auch Lage können zum Schwabbelregler für eine genauere Steuerung während des Bildens einer Kontur des Scheitels übertragen werden, um zum Beispiel für eine gleichförmige Gummidicke über den gesamten Scheitel hinweg zu sorgen.
Die Erfindung wurde anhand bevorzugter Prinzipien, bevorzugter Komponenten und eines bevorzugten Aufbaus beschrieben; die Fachleute werden jedoch erkennen, daß ein Ersatz für die beschriebenen und dargestellten Komponenten und den dargestellten und beschriebenen Aufbau vorgenommen werden können, ohne daß man von den beigefügten Ansprüchen abweicht.

Claims

Gerät (20) zum Überwachen des Reifenscheitels, während man einen Reifen (5) an einer Schwabbel- bzw. Abtragemaschine schwabbelt bzw. abträgt, mit den folgenden Merkmalen: – ein an einer Schleifmaschine anbringbarer Rahmen; und – eine Meßfühlervorrichtung (70) zum Erfassen der Lage eines Gürtels im Reifen (5), bezogen auf die Scheiteloberfläche (9); dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung ferner die folgenden Merkmale aufweist: – ein Antriebsrad (38), das im Rahmen zur Berührung mit einer Scheiteloberfläche (9) eines rotierenden Reifens (5) angebracht ist; und – eine Vorrichtung (50) für die Hin- und Herbewegung, die am Rahmen angebracht und vom Antriebsrad (38) für die Hin- und Herbewegung quer zum Scheitel des Reifens angetrieben wird; und daß die Meßfühlervorrichtung (70) von der Vorrichtung (50) für die Hinund Herbewegung getragen ist.
Gerät nach Anspruch 1, worin die Meßfühlervorrichtung (70) zur Bewegung normal zum Scheitel angebracht ist, und ferner mit einem Führungsrad (72), das an der Meßfühlervorrichtung (70) zur Berührung des Scheitels des Reifens und zum Entlanglaufen an diesem angebracht ist, um die Meßfühlervorrichtung (70) in einem im wesentlichen konstanten Abstand zur Scheiteloberfläche (9) zu halten.
Gerät nach Anspruch 2, worin die Meßfühlervorrichtung (70) schwenkbar an der Vorrichtung (50) für die Hin- und Herbewegung angebracht ist.
Gerät nach Anspruch 2, worin die Meßfühlervorrichtung (70) an einer verschieblichen Kupplung bzw. Rutschkupplung an der Vorrichtung (50) für die Hin- und Herbewegung angebracht ist.
Gerät nach Anspruch 1, worin die Meßfühlervorrichtung (70) eine Erfassung auf magnetischer Grundlage umfaßt.
Gerät nach Anspruch 1, worin die Meßfühlervorrichtung (70) eine Ultraschallerfassung umfaßt.
Gerät nach Anspruch 1, worin die Meßfühlervorrichtung (70) eine Lasererfassung umfaßt.
Gerät nach Anspruch 1, ferner mit Mitteln (60) zum Einstellen der Erstreckung der Querbewegung der Vorrichtung (50) für die Hin- und Herbewegung.
Gerät nach Anspruch 1, ferner mit Mitteln (60) zum Steuern der Geschwindigkeit der Querbewegung der Vorrichtung (50) für die Hin- und Herbewegung.
Gerät nach Anspruch 1, worin die Meßfühlervorrichtung (70) ein Signal erzeugt, das auf der Lage des Gürtels beruht, und ferner mit Mitteln zum Übertragen des Signals zu einem Regler für die Schwabbel- bzw. Abtragetätigkeit.
Gerät nach Anspruch 1, ferner mit Mitteln zum Erfassen der Lage des Meßfühlers (74) relativ zur Querrichtung des Scheitels.
Gerät nach Anspruch 1, ferner mit einem Ständer, der verschieblich am Rahmen für Bewegungen normal zum Reifenscheitel angebracht ist, worin das Antriebsrad (38) und die Vorrichtung (50) für die Hin- und Herbewegung am Ständer angebracht sind.