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Technisches
Gebiet
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Die
gegenwärtige
Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf das Prüfen von Reifen und insbesondere
auf ein verbessertes Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen der
Reifengleichförmigkeit
und auf die Nutzung der während
des Prüfens
erhaltenen Daten, um einige oder alle der in dem Reifen während des
Prüfvorgangs
ermittelten Unregelmäßigkeiten
zu berichtigen.
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Stand der
Technik
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Bei
der Herstellung von Reifen können
verschiedene Unregelmäßigkeiten
und Variationen in den Abmessungen der Reifen auftreten. Zum Beispiel
können
abmessungsmäßige Unregelmäßigkeiten
aufgrund von Ungenauigkeiten im Formungsprozess, Änderungen
in den Eigenschaften der bei der Herstellung der Reifen verwendeten
Materialien und Verbindungen, ungenauem Zentrieren und Variationen
im Vulkanisiervorgang usw. auftreten. Alle der möglichen Unregelmäßigkeiten
und Abweichungen in den Reifen, die während der Herstellung auftreten können, können entweder
für sich
oder durch Wechselwirkung miteinander Exzentrizität, statische
und dynamische Unwucht im Reifen und Kraftabweichungen verursachen,
was zu Reifenvibration oder Geräuschen
während
der Verwendung führen
kann.
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Es
ist möglich,
viele dieser Unregelmäßigkeiten
zu korrigieren, indem zuerst die Reifenabweichungen gemessen werden
und verschiedene korrigierende Maßnahmen an dem Reifen angewendet werden.
Um die Abweichungen zu messen, wird der Reifen in eine Reifengleichförmigkeits-Prüfmaschine eingebracht.
In derzeit erhältlichen
Reifengleichförmigkeits-Prüfmaschinen
ist die Prüfung
vollautomatisch. Die Reifen werden durch eine Fördervorrichtung einer Prüfstation
zugeführt,
wo jeder Reifen auf ein Spannfutter montiert wird, bis zu einem
vorbestimmten Druck aufgepumpt und drehbar bei einer Standardgeschwindigkeit
angetrieben wird, wobei sich seine Lauffläche in anliegendem Kontakt
mit der Umfangsfläche
eines Lastrades befindet. Das Lastrad ist mit Kraftmesszellen ausgestattet,
welche Kräfte
aufgrund des an dem Lastrad wirkenden Reifens in den Richtungen,
welche von Interesse sind, messen. Die während des Prüfvorgangs
gesammelten Daten können
zum Kategorisieren (grade) des Reifens verwendet werden und/oder
um sofortige korrigierende Maßnahmen
mittels Schulter- und Laufflächenschleifern
zu ergreifen, welche selektiv Gummi von Bereichen des Reifens schleifen,
um die während
des Prüfprozesses
entdeckten Abweichungen auszugleichen. Alternativ oder zusätzlich können die
während
des Prüfzyklus
erfassten Daten verwendet werden, um besondere Bereiche des Reifens
zu markieren, um den Monteur auf einen bedeutsamen Bereich, wie
etwa eine Unregelmäßigkeit
oder einen Punkt hoher Kraft im Reifen, aufmerksam zu machen, was
den Monteur in die Lage versetzt, korrigierende oder kompensierende
Maßnahmen
während der
Installation des Reifens an einem Rad zu ergreifen.
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Bei
der typischen heute erhältlichen
Reifengleichförmigkeitsprüfmaschine
ist eine vertikal bewegbare untere Felge an der Basis der Maschine
gehalten und zur Bewegung hin zu und weg von einer stationären, motorangetriebenen
Spindel, welche am oberen Ende der Maschine montiert ist, montiert.
Ein aufwändiges
Rahmenwerk, welches eine Mehrzahl von beabstandeten Säulen enthält, trägt die Reifenprüfausstattung
ebenso wie die Sensor-, Schleif- und Markierausrüstung. Viele der gegenwärtigen Maschinen
sind sehr schwierig zu pflegen, wenn sie vollständig mit einer kompletten Ergänzung (compliment)
von Unterbaugruppen ausgerüstet
sind, und bedürfen
großer
Anstrengung, um von einer Reifengröße auf eine andere umgerüstet zu
werden. Bei zumindest einigen der gegenwärtig erhältlichen Maschinen sind die
verschiedenen Unterbaugruppen wie zum Beispiel Schleif-, Sensor-
und Markierausrüstung
nicht gut integriert, weil sie im Lauf der Zeit zu der Basisstruktur
hinzugefügt
wurden. Die Verkabelung sowohl für
Energie- als auch Steuersignale zwischen den verschiedenen Komponenten
und einem Basisbedienfeld kann sehr komplex sein und die Fehlersuche
schwierig gestalten, sollten Probleme auftreten.
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Die
US 5 052 218 offenbart eine
Reifengleichförmigkeitsprüfmaschine,
welche ein Rahmenwerk umfasst, welches konstruiert ist, indem erste, zweite
und dritte Säulen
aufrecht in einer Dreiecksanordnung angeordnet werden und eine im
Wesentlichen dreieckige obere Platte mit den jeweiligen oberen Enden
der ersten, zweiten und dritten Säulen starr verbunden wird.
Eine Reifenfördervorrichtung zum
Fördern
eines Reifens und Auswerfen desselben aus dem Rahmenwerk, eine Reifenantriebsvorrichtung
zum Antreiben des Reifens zum Zwecke der Drehung, eine Reifenhebevorrichtung,
welche unter der Reifenfördervorrichtung
angeordnet ist, um einen Reifen, der an der Reifenfördervorrichtung
gehalten wird, hin zu der Reifenantriebsvorrichtung zu heben, und
ein künstliches
Straßenelement,
welches an der oberen Platte vorgesehen ist, um so in Kontakt mit dem
Außenumfang
des von der Reifenantriebsvorrichtung gedrehten Reifens gebracht
zu werden, sind vorgesehen. Die Reifengleichförmigkeitsprüfmaschine beinhaltet einen
Brückenkran
zum Wechseln einer Felgenanordnung zum Halten des Reifens bei der Gleichförmigkeitsprüfung.
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Die
US 3 698 233 offenbart eine
Vorrichtung zur Bearbeitung von Reifen, insbesondere zum Entdecken
darin enthaltener Anomalien, beinhaltend Mittel, um daran einen
Reifen aufzuspannen, aufzupumpen und um eine vertikale Achse zu
drehen, Mittel zum Einwirken auf den aufgespannten Reifen durch
Bewegen einer Lastrolle, um eine radiale Last an dem Reifen anzulegen.
Die Rolle ist an einem ablenkbaren Bügel montiert, welcher an einem
Schlitten befestigt ist, welcher hin zu und weg von dem Reifen bewegbar
ist. Mittel zum Tragen des Reifens positionieren den Reifen zuerst
vor und zentrieren ihn, und dann bewegt sich der Reifen in koaxialen
Eingriff mit den Aufspannmitteln.
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Bei
noch anderen Prüfmaschinen
befindet sich das Niveau, an welchem die Reifen an der Prüftstation
geprüft
werden, recht weit über
den Werkböden,
sodass es für
die Wartungsarbeiter und Bediener erforderlich wird, Hilfsausrüstung zu
benutzen, wie zum Beispiel Leitern oder andere Vorrichtungen, um
Baugruppen zu erreichen, die Einstellungen oder Servicearbeiten
erfordern.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
gegenwärtige
Erfindung liefert ein Reifenprüfsystem,
welches eine Einlassfördervorrichtung
zum Abliefern eines zu prüfenden
Reifens an eine Prüfstation
enthält,
wobei die Prüfstation
eine rotierbare Spindelanordnung und eine Spannfutteranordnung,
welche hin zu oder weg von der Spindelanordnung hin- und her bewegbar
ist, beinhaltet. Eine Lastradanordnung ist benachbart zu den Spannfutter-
und Spindelanordungen angeordnet und hin zu oder weg von dem Reifen
bewegbar, wobei das Lastrad den Reifen während des Prüfens kontaktiert. Die
Einlassfördervorrichtung
beinhaltet eine Zentrierstation, an welcher ein Reifen zentriert
wird, sodass die Drehachse des Reifens in einem vorbestimmten Abstand
von der Drehachse der Prüfstation
angeordnet ist. Die Einlassfördervorrichtung
beinhaltet ein Förderband,
welches den Reifen in einer linearen Bewegung in die und aus der
Prüfstation
bewegt. Die Einlassfördervorrichtung
ist benachbart zu der Prüfstation
angeordnet, wird jedoch durch eine Struktur getragen, welche nicht
Bestandteil der Prüfstation
ist, sodass die Einlassfördervorrichtung
mechanisch von der Prüfstation
isoliert ist, wodurch die Übertragung von
Beeinträchtigungen,
welche die Einlassfördervorrichtung
beeinflussen, an die Prüfstation
verhindert wird.
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Der
den Maschinenrahmen bildende Teil der Prüfstation weist die Form einer
brückenartigen Struktur
auf, beinhaltend eine Basis, einen oberen Querträger, und erste und zweite vertikale
Säulen.
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In
der bevorzugten und veranschaulichten Ausführungsform trägt die Basis
des Rahmens eine bewegbare Lastradschlittenanordnung und eine drehbare
Spindel, an welcher ein Reifen zum Prüfen montiert wird. Der Rahmen
definiert eine Öffnung, durch
welche ein Reifen in die Prüfstation
eintritt, und eine Öffnung,
durch welche der Reifen die Prüfstation verlässt. Zu
Erläuterungszwecken
wird die Distanz, welche der Reifen von der Eingangsöffnung zu
der Ausgangsöffnung
zurücklegt, „Tiefe" der Maschine genannt.
Die Maschinenöffnung
weist auch eine „Breiten"-Abmessung auf, welche
eine horizontale Abmessung quer zu der Tiefenabmessung ist. In der bevorzugten
und veranschaulichten Ausführungsform,
ist die Breitenabmessung mindestens 50% größer als die Tiefenabmessung.
Dieses Abmessungsverhältnis liefert,
wie erläutert
werden wird, gesteigerte Zugänglichkeit
und Bedienbarkeit der Maschine.
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In
der bevorzugten und veranschaulichten Ausführungsform, definiert ein Ende
des Rahmens eine „V"- oder „Y"-Konfiguration und
beinhaltet Trägerelemente,
welche nach außen
divergieren. Die divergierenden Elemente, welche einen Teil der
Basis bilden, definieren Montageorte für vertikale Stützträger, welche
zusammen ein Ende des oberen Querbalkens tragen. Vorzugsweise ist
die gegenüberliegende
Seite des Rahmens als „T" konfiguriert. Die „Y"- und „T"-Elemente erhöhen die
Strukturfestigkeit des Rahmens, während sie ermöglichen,
die „Tiefen"-Abmessung des Rahmens
zu reduzieren.
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In
der bevorzugten und veranschaulichten Ausführungsform, ist im Wesentlichen
der gesamte Rahmen aus I-Trägern
konstruiert, welche miteinander durch geeignete Mittel, wie zum
Beispiel Schweißen
verbunden sind. Die I-Träger
sind in einem mit den Flanschen aneinander liegendem Verhältnis miteinander
befestigt, wobei die zwischen den Flanschen definierten Räume Bereiche
zur Führung
von elektrischen Leitungen, (Druck-)Luftleitungen, hydraulischen
Verbindungen, usw. bilden. Die Erfindung fasst jedoch auch die Verwendung
anderer Trägertypen
ins Auge.
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Gemäß einem
weiteren Merkmal der Erfindung ist ein Kran vorgesehen, um das Heben
und Bewegen von größeren Maschinenkomponenten
zu einem beabstandeten Standort zu erleichtern, an welchem die Komponente
gewartet oder auf einer Transportvorrichtung positioniert werden
kann, so dass diese zu einer Wartungsposition bewegt werden kann.
In der veranschaulichten Ausführungsform
beinhaltet der Kran eine vertikale Stütze, die mit einer vertikalen
Trägersäule des
Rahmens gelenkig verbunden ist. Der vertikale Kranträger befestigt
einen horizontalen Hubträger,
welcher ein Hubende aufweist, und welches über ein Kabel, eine Kette,
usw. mit einer Komponente, welche bewegt werden muss, in Eingriff
bringbar ist. In der veranschaulichten Anordnung kann der Kran genutzt
werden, das Lastrad, den Lastradschlitten, die Spindel, einen Spindelantriebsmotor,
die Spannfutteranordnung und die Reifenfelgen, welche einen Teil
der Spannfutteranordnung bilden, zu heben und zu bewegen.
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Um
die Bedienbarkeit der Maschine weiter zu erleichtern, sind die Hauptkomponenten,
wie zum Beispiel die Lastradanordnung, die Spindel und der Spindelantriebsmotor
alle in Ausrichtung mit oder an einer Seite einer längsgerichteten
Mittellinie der Rahmenstruktur angeordnet. Folglich sind alle der
Komponenten von einer Seite zugänglich
(entweder der Eingangs- oder der Ausgangsseite) der Maschine und
ein größeres Zerlegen
der Maschine, um Zugang zu erhalten, ist nicht erforderlich.
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Ein
Sondensystem, welches an mindestens einer vertikalen Trägersäule montiert
ist, wird ebenfalls offenbart. In der bevorzugten und veranschaulichten
Ausführungsform
erstreckt sich das Sondensystem durch eine Lücke, welche zwischen benachbarten
Trägersäulen definiert
ist. Die distalen Enden einzelner, einen Teil des Sondensystems
bildender Sonden, erstrecken sich durch die Lücke in die Prüfstation.
Hauptteile der Sonde, einschließlich
der Servomotoren und Gleitmechanismen sind durch die Stützträger geschützt. Vorzugsweise
beinhaltet jede Sonde einen Sensor, welcher an dem distalen Ende der
Sonde durch eine magnetische Abbrechkupplung befestigt ist. Wenn
unlauterer Kontakt zwischen einer Sonde und Komponenten eines Reifens
in der Prüfstation
auftritt, wird der Sensor vom Ende der Sonde freigegeben, um den
eintretenden Schaden zu reduzieren.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt dieses Merkmals, beinhalten bestimmte Reifensensoren
Kippmechanismen, welche ihre sensorischen Flächen in die Lage versetzen,
sich mit Bezug auf einen Bereich des Reifens, welcher erfasst wird,
zu neigen. Ein Neigungssensor, welcher auf Gravitationskraft anspricht, wird
verwendet, um den Neigungswinkel des zugeordneten Reifensensors
zu überwachen.
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Ein
Verfahren zum Betreiben des Reifengleichförmigkeitsprüfsystems beinhaltet Schritte
zum Befördern
eines zu prüfenden
Reifens zu einer Zentrierstation, Zentrieren des Reifens, so dass
seine Rotationsachse um einen vorbestimmten Abstand von der Rotationsachse
einer Prüfstation
angeordnet ist, und Befördern
des Reifens, so dass seine Rotationsachse mit der der Prüfstation
ausgerichtet ist. Eine Fördervorrichtung
transportiert den Reifen zu der Zentrierstation, wo der Reifen zwischen
oberen und unteren drehbaren Felgen in Eingriff gelangt. Der Reifen
wird mit einer Standardgeschwindigkeit gedreht, während er
mit dem Lastrad in Eingriff ist, welches elektrische, auf die Gleichförmigkeit
des Reifens hinweisende, Signale erzeugt. Nach der Prüfung wird
der Reifen von der Prüfstation
fortbewegt, indem die Fördervorrichtung
in Eingriff mit dem Reifen angehoben wird und dann die Fördervorrichtung
um die gewünschte
Distanz bewegt wird.
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Andere
Merkmale, Vorzüge
und Vorteile der Erfindung werden anhand der folgenden detaillierten Beschreibung
bevorzugter Ausführungsformen
in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungsfiguren offensichtlich.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine Draufsicht eines Reifenprüfsystems,
welches die gegenwärtige
Erfindung umfasst;
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2 ist
eine fragmentarische Seitenansicht des in 1 gezeigten
Reifenprüfsystems;
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3 ist
eine Vorderansicht einer Reifenprüfstation, welche einen Teil
des in 1 und 2 gezeigten Reifenprüfsystems
bildet;
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4 ist
eine perspektivische Ansicht eines Rahmens, welcher in Übereinstimmung
mit einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung konstruiert ist, und welcher einen Teil der in 3 gezeigten
Reifenprüfstation
bildet;
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4a ist
eine fragmentarische, perspektivische Ansicht der in 4 gezeigten
Rahmenstruktur;
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5 ist
eine fragmentarische Schnittansicht, wie sie von der in 3 durch
die durch Linie 5-5 angedeuteten Ebene aus zu sehen ist;
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6 ist
eine schematische Draufsicht, welche die räumlichen Verhältnisse
zwischen bestimmten Maschinenkomponenten zeigt;
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7 ist
eine fragmentarische Seitenansicht des Reifenprüfsystems, welche Details des
Sondensystems zeigt;
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8 ist
eine fragmentarische, teilweise geschnittene Draufsicht des Reifenprüfsystems,
welche Details des Sondensystems zeigt, wie sie von der Ebene aus,
die durch die Linie 8-8 in 7 angedeutet
ist, zu sehen sind;
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9 ist
eine fragmentarische, teilweise geschnittene Draufsicht des Reifenprüfsystems,
welche Details des Sondensystems zeigt, wie sie von der Ebene aus,
die durch die Linie 9-9 in 7 angedeutet
ist, zu sehen sind; und
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10-12 veranschaulichen
die Konstruktion eines Neigungssensors und einer Abbrechanordnung,
welche einen Teil der gegenwärtigen
Erfindung bilden.
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Detaillierte
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
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1 veranschaulicht,
in der Draufsicht, die Gesamtanordnung eines Reifenprüfsystems,
welches in Übereinstimmung
mit der bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung konstruiert ist. Die Hauptunterbaugruppen umfassen
eine Einlassfördervorrichtung 10;
eine Prüfstation 12;
und ein Ausgangsmodul 14, welches eine Markierstation 14a ebenso wie
einen Reifensortiermechanismus 14b enthalten kann. Ein
an der Prüfstation
angeordneter Reifen 12 wird geprüft und wahlweise geschliffen
um seine Rundheit, Gleichförmigkeit
und/oder andere gewünschte
physikalische Eigenschaften einzustellen.
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Sich
zuerst der Reifenprüfstation 12 zuwendend
und insbesondere Bezug auf 1 und 3 nehmend,
wird ein Reifen, welcher in Durchsicht mit der Bezugszahl 20 bezeichnet
ist, durch die Einlassfördervorrichtung 10 an
die Prüfstelle
geliefert, welche den Reifen vorzugsweise an einer Position abliefert,
an welcher eine Achse des Reifens mit einer Rotationsachse eines
Paars sich gegenüberliegender Felgen 24, 26 (am
besten in 3 gezeigt) zusammenfällt, welche
einen Teil der Prüfstation
bilden und zwischen welchen der Reifen 20 festgeklemmt
wird. Die untere Felge 24 (am besten in 3 gezeigt) wird
an einer Spindelanordnung 30 befestigt und bildet einen
Teil derselben. Die obere Felge 26 bildet einen Teil einer
hin- und her bewegbaren Spannfutteranordnung 32.
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Die
Spindelanordnung 30 wird drehbar durch einen Antriebsmotor 36 über einen
Zahnriemen, welcher schematisch in 3 durch
die Bezugszahl 38 angedeutet ist, angetrieben. Nachdem
der Reifen zwischen den oberen und unteren Felgen 26, 24 festgeklemmt
ist, wird er durch einen Aufblasmechanismus aufgepumpt, welcher
Luft zum Reifeninneren mittels der Spindelanordnung 30 überträgt. Nach dem
Aufblasen bewegt sich eine Lastradanordnung 40, welche
ein drehbares Lastrad 42 enthält, in anliegenden Eingriff
mit dem Reifen 20. Wie es herkömmlich geschieht, wird der
Reifen gegen das Lastrad gedreht und die auf das Lastrad ausgeübten Belastungen
werden über
Kraftmesszellen 46, 48 (3) überwacht.
Die von den Kraftmesszellen aufgenommenen Daten bestimmen die Gleichförmigkeit
des Reifens. Falls gewünscht,
werden Korrekturen an der Gleichförmigkeit durch einen oder mehrere
Schleifer durchgeführt,
wie zum Beispiel durch die Schleifer, welche allgemein durch die
Bezugszahlen 50, 52 bezeichnet sind, zum Schleifen
der unteren und oberen Teile des Reifens (wie in 3 zu
sehen) und einen Schleifer (nicht gezeigt) zum Schleifen des Mittelteils des
Reifens.
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Ein
Sondensystem, welches allgemein durch die Bezugszahl 56 bezeichnet
ist, kann einen Teil der Prüfstation
bilden und beinhaltet in der veranschaulichten Ausführungsform,
wie am besten in 3 zu sehen ist, obere und untere
Seitenwandsensoranordnungen 54a, 54b, obere und
untere Schultersensoren (nicht in 3 gezeigt)
und einen zentralen Laufflächensensor 58.
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Die
Spindelanordnung 30, die Spannfuttervorrichtung 32,
die Lastradanordnung 40, die Schleifer 50, 52 und
das Sondensystem 56, werden auf ein brückenartiges Rahmensystem montiert,
welches allgemein durch die Bezugszahl 60 in 3 bezeichnet wird.
Bei der veranschaulichten und bevorzugten Ausführungsform, ebenfalls mit Bezug
auf 4, beinhaltet der Rahmen eine Basis 62,
und einen Querträger 64,
welcher in einem vorbestimmten Abstand über der Basis durch die Säulenpaare 66a, 66b und 68a, 68b getragen
wird. Die Basis 62 beinhaltet ein Paar horizontaler I-Träger 62a, 62b,
welche vorzugsweise miteinander verschweißt sind, um ein einzelnes Teil
zu bilden. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist ein Ende 65a der
Basis 62 als ein „Y" oder „V", wie in der Draufsicht
(4 und 5) zu sehen, konfiguriert, während ein
gegenüberliegendes Ende 65b der
Basis 62 annähernd
in der Form eines „T" (1 und 4)
konfiguriert ist, wobei die „Y"- und „T"-Teile an den Mittelstreben
der letztgenannten Formationen miteinander verbunden werden. Insbesondere
beinhaltet das „Y"-Ende 65a der
Basis 62 die nach außen
abgewinkelten Endteile 70a, 70b, welche sich von
den jeweiligen I-Trägern 62a, 62b erstrecken.
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Die „Y"-Konfiguration kann
erreicht werden durch Abschneiden eines vorbestimmten Endsegmentes
von einem jeden I-Träger
in einem vorbestimmten Winkel, z.B. 17,5°. Die abgetrennten Segmente
werden dann gewendet und wieder an den Enden des Hauptteils der
Träger
verschweißt.
Auf diese Weise, wird eine „Y"-Konfiguration erzielt.
Die „T"-Konfiguration wird
erhalten, indem die Kasten-Elemente 72 an die Außenseiten
der Endteile der I-Träger 62a, 62b geschweißt werden.
Eine Abdeckplatte 74 (4) wird über die
Oberseiten der Elemente 72 und der Träger 62a, 62b hinweg
befestigt.
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Die
sich nach außen
erstreckenden „V"- oder „Y"-Beine 70a, 70b der
Träger 62a, 62b tragen
die jeweiligen vertikalen Säulen 68a, 68b.
In ähnlicher Weise
tragen die Elemente 72 (welche die Querstrebe für das „T" bilden) ein Paar
vertikaler Säulen 66a, 66b.
In der bevorzugten und veranschaulichten Ausführungsform überspannt der obere Querträger 64, welcher
ein Paar paralleler I-Träger 64a, 64b umfasst,
welche zusammengeschweißt
sind, um eine einteilige Struktur zu bilden, die Säulenpaare 66a, 66b und 68a, 68b.
Die Querplatten 80, 82 sind an den oberen Enden
der Säulenpaare 66a, 66b und 68a, 68b befestigt.
Der Querbalken 64 sitzt obenauf, und die gegenüberliegenden
Enden desselben sind beispielsweise durch Schweißstellen an den Querplatten 80, 82 befestigt.
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In
der bevorzugten und veranschaulichten Ausführungsform, umfasst jede vertikale
Säule 66a, 66b, 68a, 68b einen
I-Träger.
Als Ergebnis ist der Rahmen 60 vollständig aus I-Trägern zusammengesetzt,
was eine extrem unnachgiebige Struktur liefert, welche ebenfalls
leicht hergestellt wird und relativ kostengünstig ist.
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Der
Gebrauch einer Struktur, welche I-Träger enthält, liefert zusätzliche
Vorteile für
die Maschine dadurch, dass die Mittenabschnitte (der Bereich, welcher
zwischen den Flanschen definiert ist) der I-Träger Räume zur Führung von Verkabelung und (Druck-)Luftleitungen,
zur Herstellung hydraulischer Verbindungen, zum Montieren elektrischer
und hydraulischer Komponenten usw. bieten, was einen Beitrag zur ästhetischen
Erscheinung der Maschine ebenso liefert, wie es Schutz für die darin
montierten Komponenten bietet.
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Die Einlassfördervorrichtung
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Insbesondere
mit Bezug auf die 1 und 2 wird nun
die Einlassfördervorrichtung
beschrieben.
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Die
Einlassfördervorrichtung 10 ist
funktionsfähig,
zu prüfende
Reifen von einer Zentrierstation, welche allgemein durch die Bezugszahl 100 gekennzeichnet
ist, zu der Prüfstation 12 zuzuführen. Im
Betrieb wird ein zu testender Reifen an den Eingang der Zentrierstation 100 durch
eine Band- oder Rollenfördervorrichtung
(nicht gezeigt) geliefert. 1 veranschaulicht
einen mit der Bezugszahl 102 bezeichneten, in Durchsicht
angegebenen Reifen, welcher davor steht, an die Einlassfördervorrichtung
abgegeben zu werden. Die Einlassfördervorrichtung beinhaltet eine
Transportrolle (feed roll) 108, welche den angelieferten
Reifen auf den Einlassfördervorrichtungsmechanismus
bewegt.
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Die
Einlassfördervorrichtung
beinhaltet eine vier-säulige
Rahmeneinheit, welche in einem vorbestimmten Abstand von der Prüfstation 12 angeordnet ist.
Die Rahmeneinheit trägt,
in einer freitragenden Anordnung, eine Reifenfördervorrichtung 118 (in 2 gezeigt),
welche ein Paar paralleler Kanäle oder
Schienen 120, 122 umfasst (am besten in 1 gezeigt),
welche jeweils ein Endlosband 124 (am besten in 2 gezeigt)
aufnehmen. Die Bänder
sind um Umlenkrollen 125, 126 und Antriebsrollen 128, 130 angeordnet
bzw. aufgezogen (reeved). Die Antriebsrollen werden gleichzeitig
durch eine Antriebswelle 134 angetrieben. Der Fördervorrichtungsmechanismus
(welcher die Bandschienen 120, 122 beinhaltet)
wird zur vertikalen Hin- und Herbewegung von ein Paar Führungen 136, 138 getragen,
welche an einer Seite des Tragrahmens montiert sind. Die Bandschienen 120, 122 sind
einstellbar hin zu und weg von einer Mittellinie 140 des
Fördervorrichtungsmechanismus 140 bewegbar,
um Reifen verschiedener Breiten aufzunehmen. Der Fördervorrichtungsmechanismus
wird vertikal von einer unteren Position zu einer fördernden
Betriebsposition durch ein pneumatisches Betätigungselement 142 (am
besten in 2 gezeigt) bewegt.
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Eine
stationäre „Allrollen"-Fördervorrichtung („omni-roll" conveyor) ist zwischen
den Fördervorrichtungsschienen 120, 122 an
der Zentrierstation montiert und allgemein durch die Bezugszahl 100a in 1 bezeichnet.
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Im
Betrieb wird ein Reifen an die Zentrierstation durch die Schwungrolle
(kick roller) 108 geliefert. Der angelieferte Reifen wird dann mit
Bezug auf eine durch die Bezugszahl 154 bezeichnete Achse
zentriert. In der bevorzugten Ausführungsform ist die Zentrierachse 154 in
einem festen Abstand von einer Prüfstationsachse 156 (1 und 2)
angeordnet, welche in der bevorzugten Ausführungsform die Rotationsachse
der Spindelanordnung 30 ist. Entsprechend liefert, nachdem
ein Reifen an der Zentrierstation 100 zentriert ist, eine
vorbestimmte Bewegung in den Förderbändern 124 den
Reifen in Ausrichtung mit der Spindelanordnung ab. Bei dieser Anordnung
ist die Strecke, über
welche der Reifen von der Zentrierstation zu der Prüfstation
bewegt wird, für alle
Reifen ungeachtet des Durchmessers derselbe.
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Wie
am besten in 1 zu sehen ist, wird ein in
der Zentrierstation 100 positionierter Reifen durch einen
Mechanismus zentriert, welcher Paare schwenkbar montierter Arme 170, 172 beinhaltet, welche
an dem Fördervorrichtungstragrahmen
an jeder Seite der Mittellinie 140 montiert sind. Mit Bezug auch
auf 2 montiert jeder Arm eines Paares eine vertikal
ausgerichtete Rolle 176. Es gibt vier Arme und vier Rollen,
welche Bestandteil des Zentriermechanismus sind. Die einzelnen Arme, welche
ein Paar bilden, sind betriebsmäßig durch
ein Paar kämmender
(Zahn-)Räder 180, 182 verbunden.
Ein Verbindungsarm erstreckt sich über die Rahmenstruktur von
einem Zahnradpaar zu dem anderen Zahnradpaar (nicht gezeigt). Das
Zahnradpaar an einer Seite der Maschine wird durch ein pneumatisch
betätigtes Betätigungselement
angetrieben, welches mit den Zahnrädern verbunden ist, und dreht
das eine Zahnrad um einen festen Winkel. Die Rotation eines Zahnrads
ruft eine Schwenkbewegung der Arme 170, 172 hin
zu und weg von dem in der Zentrierstation 100 angeordneten
Reifen hervor. Die Arme auf der gegenüberliegenden Seite des Rahmens
bewegen sich durch die Wirkung der zusammenschaltenden Verbindung
zu dem Reifen hin.
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Optional
wird eine der Zentrierrollen, z.B. 176a in 2, durch
eine motorgetriebene Rolle ersetzt, welche betätigt werden kann, um den Reifen
in der Zentrierstation zu drehen, um ein Schmiermittel an dem Reifen 20 aufzubringen.
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In
der bevorzugten und veranschaulichten Ausführungsform, werden die Fördervorrichtungsantriebsbänder durch
ein pneumatisch betriebenes Zahnstangen-/Ritzelbetätigungselement (rack/pinion
actuator) vorgetrieben, welches allgemein durch die Bezugszahl 190 bezeichnet
ist, welches eine Parkhann 350° Drehpneumatik
(Modell PTR 252-350-4-FPAB2IM) sein kann. Wenn Luftdruck an das
Betätigungselement 190 angelegt
wird, wird eine Rotation in einer Antriebsrolle 130 (1)
ausgelöst, welche
mit der Fördervorrichtungsantriebswelle 134 über Zahnriemen
verbunden ist. Das Ausmaß der Drehbewegung,
welche in der Antriebsrolle 130 bewirkt wird, wird durch
Anschläge
bestimmt, die einen Teil des Zahnstangen-Ritzelbetätigungselementes bilden. Mit
dem offenbarten Betätigungselement kann
ein präziser
Vortrieb in den Förderbändern 124 jedes
Mal, wenn das Betätigungselement
mit Druck beaufschlagt wird, erreicht werden. Es sollte bemerkt werden,
dass, weil ein lineares Betätigungselement, welches
einen begrenzten Lauf (stroke) aufweist, zum Auslösen der
Drehbewegung verwendet wird, das Betätigungselement vor dem nachfolgenden
Vortrieb der Fördervorrichtung
zurückgestellt
(reversed) werden muss. Diese umgekehrte Betätigung erfolgt, wenn sich die
Fördervorrichtung
in ihrer unteren Position befindet.
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Die
Einlassfördervorrichtung
arbeitet wie folgt. Vor der Aufnahme eines Reifens an der Zentrierstation
wird die Fördervorrichtungseinheit
durch das Betätigungselement 142 abgesenkt.
Ein Reifen wird durch die Einlasszufuhrrolle 108 auf die „Allrollen"-Fördervorrichtung
getrieben. Sobald er in der Zentrierstation 100 ist, wird
das Zentrierarm-Betätigungselement
(nicht gezeigt) betätigt,
um die Zentrierarme 170, 172 zu dem Reifen hin
zu führen,
bis die Rollen 176, 176a den Reifenumfang in Eingriff bringen.
Wenn eine Schmiervorrichtung (luber) gegenwärtig ist, wird eine der Zentrierrollen 176a gedreht,
um den Reifen an der Zentrierstation zu drehen und somit den Schmierstoffgeber
in die Lage zu versetzen, ein Schmiermittel an dem Reifen 20 anzubringen.
Zum Abschluss des Zentrierschrittes wird die Fördervorrichtungseinheit durch
das Betätigungselement 142 gehoben,
wobei sie den Reifen tatsächlich
aufnimmt, und ihn über
die „Allrollen"-Tragfördervorrichtung
hebt. Jede Rolle 176, 176a ist so montiert, dass
sie vertikal um eine vorbestimmte Distanz bewegt werden kann, um
eine relative Bewegung zwischen dem Reifen und den Zentrierarmen 170, 172 aufzunehmen,
wenn die Fördervorrichtungsanordnung
den Reifen in Eingriff bringt und hebt.
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Die
Zentrierarme werden dann nach außen zu ihren eingefahrenen
Positionen bewegt. Der zu prüfende
Reifen wird jetzt durch die Fördervorrichtungseinheit
getragen, ist mit Bezug auf die Achse 154 zentriert und
befindet sich in einem vorbestimmten Abstand von der Achse 156 der
Spindel 30. Das Fördervorrichtungsbetätigungselement 190 wird dann
betätigt,
um den Reifen um eine vorbestimmte Distanz vorzutreiben, was den
Reifen in Übereinstimmung
mit der Achse 156 der Spindel 30 anordnet.
-
Das
Betätigungselement 142 wird
nun mit Energie beaufschlagt, um die Fördervorrichtungseinheit abzusenken,
welche in der Folge den Reifen auf die Spindel 30 absenkt.
Normalerweise würde
die Fördervorrichtung
dann umgekehrt angetrieben, um die Antriebsbänder zu ihrer Ausgangsposition
zurückzuführen. Während sich
die Fördervorrichtungseinheit
in der unteren Position befindet, kann ein weiterer Reifen in die
Zentrierstation gebracht werden und nachfolgend während der
Zeit, in welcher ein Reifen an der Reifenprüfstation 12 geprüft wird,
geschmiert und zentriert werden.
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In
der bevorzugten Ausführungsform
ist die Distanz, um welche der Reifen durch die Fördervorrichtungseinheit
vorgetrieben wird, dieselbe für
alle Reifengrößen. Das
ist möglich,
weil sich die Ausrichtachse 154 der Zentrierstation in
einem festen Abstand von der Rotationsachse 156 der Prüfstation befindet.
Folglich ist die Strecke, die ein Reifen zurücklegen muss (wenn von seiner
Rotationsachse aus gemessen) dieselbe für alle Reifen.
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Die
offenbarte Einlassfördervorrichtung
bietet ein effektives Mittel zur Lieferung von Reifen an die Prüfstation.
In der bevorzugten Einheit gibt es keine direkte mechanische Kopplung
zwischen dem Einlassfördervorrichtungssystem
und der Prüfstation selbst.
Nur elektrische und Datenverbindungen werden zwischen der Fördervorrichtung
und der Prüfstation
hergestellt. Durch Ausschluss einer mechanischen Verbindung zwischen
der Einlassfördervorrichtung
und der Prüfeinheit,
werden Vibrationen, Stöße, usw.,
welche in dem Einlassfördervorrichtungssystem
(z.B. während
der Zentrierfunktion) auftreten, nicht in die Prüfstation eingekoppelt.
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Die Spannfutteranordnung
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Wie
oben angedeutet, wird ein zu prüfender Reifen
an der Prüfstation 12 zwischen
einer Spindelanordnung 30, welche an dem Rahmen 60 befestigt ist,
und einer hin- und
herbewegbaren Spannfutteranordnung 32, welche an einem
Querträger 64 des Rahmens 60 montiert
ist, gehalten.
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Insbesondere
Bezug auf 3 nehmend, ist die Spannfutteranordnung 32 an
dem Ende eines hydraulischen Kolbens (ram) 202, weicher
einen Teil eines hydraulischen Betätigungselements 204 bildet, montiert.
Das Betätigungselement
ist an dem Rahmenquerträger 64 durch
geeignete Befestigungselemente (nicht gezeigt) befestigt. Wie in 4 am
besten zu sehen ist, erstreckt sich das Ende des Betätigungselements
durch eine Öffnung 220,
welche in dem Querträger 64 gebildet
und durch eine Platte 224 verstärkt ist. Wenn ein Reifen an
der Prüfstation zu
prüfen
und zu positionieren ist, fährt
das Betätigungselement 204 den
Kolben 202 aus, um die Spannfutteranordnung 32 zu
der Spindelanordnung 30 zu bewegen. Die Spannfutteranordnung 32,
welche die obere Reifenfelge 26 einspannt bzw. aufnimmt,
beinhaltet auch ein zentral positioniertes Ausrichtelement 228,
welches eine konische Öffnung
beinhaltet, welche konfiguriert ist, ein Konuselement 30a (2)
aufzunehmen, welches einen Teil der Spindelanordnung 30 bildet.
Das Ausrichtelement 228 kann als „Nasenkonus" bezeichnet werden.
Der Eingriff zwischen dem Ausrichtelement 228 und dem Konuselement 30a hält die präzise Ausrichtung
zwischen der Spannfutteranordnung 32 und der Spindelanordnung 30 aufrecht,
und ist, zusammen mit dem zwischen die Anordnungen geklemmten Reifen,
das Mittel, durch welches die Rotation der Spindelanordnung 30 auf
die obere Felge 26 der Spannfutteranordnung übertragen
wird, wobei veranlasst wird, dass die oberen und unteren Felgen 26, 24 übereinstimmend
rotieren, wenn ein Reifen zwischen die Spannfutteranordnung 32 und
die Spindel 30 geklemmt ist.
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Das Maschinenausgangs-Teilsystem
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Nachdem
ein Reifen 20 an der Prüfstation 12 geprüft wurde,
wird er an eine Markierstation 14a und/oder eine Sortierstation 14b durch
eine Transferfördervorrichtung 300 geliefert.
Mit Bezug auf die 1 und 2 wird bei
Beendigung des Prüfzyklus die
Einlassfördervorrichtung
durch das Betätigungselement 142 aufwärts gehoben
(zu der in 2 gezeigten Position hin). Die
Förderbänder 124 werden wie
oben beschrieben vorgetrieben, um einen Reifen von der Zentrierstation 100 an
die Prüfposition
zu liefern, deren Rotationsachse durch die Bezugszahl 156 gekennzeichnet
ist. Eine Bewegung der Bänder 124 der
Einlassfördervorrichtung 10 bewegt
auch den an der Prüfstation
befindlichen Reifen 20 zu der Transferfördervorrichtung 300.
Wie in 1 zu sehen ist, beinhaltet die Transferfördervorrichtung
ein Paar Endlosbänder 304,
welche um Rollen bzw. Scheiben 306 geschlungen (reeved)
sind, welche an einer Welle 308 montiert sind. Wie in 1 am
besten zu sehen ist, sind die an der Welle 308 montierten Rollen
zwischen den Umlenkrollen 126, 125 der Einlassfördervorrichtung
positioniert, sodass ein Reifen, wenn er die Einlassfördervorrichtung
verlässt,
sofort durch die Transferfördervorrichtung 300 in
Eingriff gebracht wird. In der veranschaulichten Ausführungsform
ist die Transferfördervorrichtung 300 schwenkbar
bewegbar entlang einer Schwenkachse 312 (in 2 gezeigt),
welche auch eine Rotationsachse für einen weiteren Satz von Rollen, um
welche die Transferbänder
geschlungen (reeved) sind, ist. Eine Verstrebung 314 (in 2 gezeigt)
hält die Transferfördervorrichtung 300 in
ihrer mit der Einlassfördervorrichtung
ausgerichteten Position. Wenn Zugang zu der Fördervorrichtung oder der Prüfstation
erforderlich wird, wird die Verstrebung abgeklappt (collapsed),
um die Transferfördervorrichtung 300 in die
Lage zu versetzen, nach unten um die Schwenkachse 312 zu
rotieren.
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In
der veranschaulichten Ausführungsform liefert
die Transferfördervorrichtung 300 den
geprüften
Reifen an die Markierstation 14a. Auf herkömmliche
Weise kann die Markierstation zum Markieren eines besonderen Bereichs
des Reifens, als ein besonderes Kennzeichen aufweisend, verwendet
werden. Zum Beispiel kann eine Markierstation 14a verwendet
werden, um die Stelle auf dem Reifen zu markieren, die dem höchsten Punkt
der Kraftänderung
entspricht, so dass er mit einer bestimmten Ausrichtung mit Bezug
auf ein Rad angeordnet werden kann, um diesen Zustand auszugleichen.
In der bevorzugten Arbeitsweise wird der zu markierende Bereich
an der Prüfstation
bestimmt. Bei der Beendigung des Prüfzyklus wird die Spindel-/Spannfutteranordnung
betrieben, um den Reifen in einer vorbestimmten Position zu orientieren,
sodass der zu markierende Bereich sich an einer vorbestimmten Position
mit Bezug auf den an der Markierstation befindlichen Markiermechanismus
befindet. Der Reifen wird von der oberen Felgenhälfte abgezogen. Das Fördervorrichtungssystem
gelangt dann in Eingriff, zieht den Reifen von der unteren Felgenhälfte ab
und transportiert den Reifen zu der Markierstation. Da sich die
Drehposition des Reifens während
er befördert
wird nicht ändert,
kann, sobald er mit der Markierstation ausgerichtet ist, ein stationärer Markiermechanismus, schematisch
mit der Bezugszahl 320 bezeichnet, betätigt werden, um eine gewünschte Markierung
auf dem ausgewählten
Bereich des Reifens anzubringen. Der stationäre Markiermechanismus kann
zum Beispiel ein Markierelement beinhalten, welches hin zu und weg
von einem an der Markierstation befindlichen Reifen hin- und herbewegbar
ist; eine Bewegung in dem Markierelement würde durch ein fluiddruckbetriebenes
Betätigungselement
ausgelöst.
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In
der bevorzugten Ausführungsform
wird, um den Reifen an der Markierstation so anzuordnen, dass das
Markieren des Reifens mit Präzision
ausgeführt
wird, die Distanz, die der Reifen zurücklegt, der die Prüfstation
verlässt,
sorgfältig überwacht.
Um die Überwachung
zu erreichen, beinhaltet die Fördervorrichtung 300 eine
Kodiereinrichtung, um die Distanz, um die sich die Förderbänder 304 bewegt
haben, zu überwachen.
Die Gesamtstrecke, die von dem Reifen entlang der Fördervorrichtung
zurückgelegt
wurde, kann sorgfältig überwacht
werden, um sicherzustellen, dass der Reifen präzise an der Markierstation positioniert
wird.
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Falls
gewünscht
kann das Reifenprüfsystem einen
Sortiermechanismus beinhalten, welcher schematisch durch das Bezugszeichen 14b bezeichnet ist,
welcher stromabwärts
von der Markierstation 14a angeordnet ist. Die Sortierstation 14b beinhaltet
einen Hebemechanismus, welcher genutzt wird, um den Reifen an einer
einer Vielzahl von Ausgangspositionen zu positionieren. Jede Ausgangsposition kann
mit einer Fördervorrichtung
verbunden sein, um einen Reifen zu einer vorbestimmten Stelle zu
befördern,
auf Grundlage der Parameter, nach welchen der Reifen sortiert wird.
Der Sortiermechanismus könnte
zum Beispiel die Reifen nach der Güteklasse (grade) sortieren
und der Hebemechanismus würde alle
Reifen einer Güteklasse
an eine bereitgestellte Fördervorrichtung
liefern. Alternativ können
die Reifen nach gemessenen Eigenschaften sortiert werden, sodass
die Reifen, welche eine gemeinsame Eigenschaft aufweisen, durch
die Sortiervorrichtung an eine vorbestimmte Stelle geliefert würden.
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Die Lastradanordnung
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Wie
oben angedeutet, wird die Lastradanordnung 40, welche das
Lastrad 42 beinhaltet, benutzt, um die Reifengleichförmigkeit
zu messen. Das Lastrad 42 wird drehbar von einem C-förmigen Schlitten
(carriage) getragen, welcher allgemein durch die Bezugszahl 400 bezeichnet
ist. Der Schlitten trägt
die oberen und unteren Kraftmesszellen 46, 48,
welche das Lastrad 42 zur Rotation um eine Achse 402 lagern,
welche, wie in 3 zu sehen ist, vertikal durch die
Kraftmesszellen 46, 48 verläuft. Die Kraftmesszellen überwachen
die Kräfte,
die an das Lastrad durch den Reifen, wenn er rotiert, angelegt werden. Die
Winkelposition des Reifens wird ebenfalls durch eine Kodiereinrichtung 403 überwacht
und so wird der Bereich eines Reifens, welcher die detektierte Kraft
erzeugt, bestimmt. Die während
des Prüfzyklus erfasste
Reifeninformation kann genutzt werden, um Reifen für Qualitätskontrollzwecke
zu kennzeichnen und/oder um korrigierende Maßnahmen auszuführen, wie
zum Beispiel Schleifen des Reifens, um die Reifengleichförmigkeit
zu optimieren.
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Die
Datenerfassungssysteme können
herkömmliche
sein, wie z.B. die Systeme, die in dem US-Patent No. 4,805,125 mit
dem Titel „Apparatus And
Methods For Improving Uniformity Measurements" offenbart sind, dessen Gegenstand hierin durch
Bezugnahme eingeschlossen ist.
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In
der bevorzugten und veranschaulichten Ausführungsform ist der C-förmige Schlitten 400 ein geschweißtes Bauteil
und aus Stahlrohr hergestellt. Der C-förmige Schlitten ist montiert
zur seitlichen, Hin- und Herbewegung hin zu und weg von der Rotationsachse 156 der
Prüfstation.
Der Pfad der Bewegung für
den Schlitten ist vorzugsweise linear und definiert einen Vektor,
welcher, wenn ausgefahren, durch die Rotationsachsen 402, 156 sowohl
des Lastrads als auch der Prüfstation
verläuft.
Insbesondere mit Bezug auf 3 wird der
Lastradschlitten 400 zur Seitwärtsbewegung durch eine Führungsanordnung
getragen, welche allgemein durch die Bezugszahl 410 bezeichnet
ist. In der veranschaulichten Ausführungsform wird ein herkömmlicher
Gleitmechanismus verwendet, welcher ein bewegbares Gleitelement 410a beinhaltet,
welches an dem Unterteil des Schlittens befestigt ist, und einen
stationären Teil 410b,
welcher an der Basis 62 des Rahmens 60 befestigt
ist. Auch auf 4 Bezug nehmend, wird eine Montageplatte 420,
welche als Halterung für
den stationären
Teil 410b der Gleitanordnung dient, an einem mit einer
Aussparung versehenen Teil des Querträgers 62 befestigt,
sodass sich das Lastrad auf einem relativ niedrigen Niveau befindet
und durch einen Bediener erreicht, gewartet, eingestellt, usw. werden
kann, ohne den Bedarf an Leitern, etc.
-
Der
Schlitten beinhaltet eine Basisplatte 424, an welcher das
bewegbare Gleitelement 410a befestigt ist. Ein ähnliches
Basiselement 426 ist an dem oberen Bein des Schlittens
befestigt und versetzt die Lastradanordnung in die Lage, um 180° gedreht
zu werden, um den Lastradschlitten 400 so auszurichten,
dass die Kraftmesszellen 46, 48 von der gegenüberliegenden
Seite der Maschine, wie in 3 zu sehen,
zugänglich
sind. Diese „Umkehrbarkeit" ermöglicht,
dass die Zufuhrrichtung für
die Maschine einfach geändert
werden kann. Insbesondere ist, wie in 1 zu sehen
ist, die Zufuhrrichtung der zu prüfenden Reifen von rechts nach
links. In dieser Konfiguration kann gesehen werden, dass die Kraftmesszellen 46, 48 von
der Ausgangsseite der Prüfstation zugänglich sind.
Die Ausrüstung
und andere Komponenten würden
es schwierig gestalten, wenn nicht gar unmöglich, Zugang zu den Kraftmesszellen
von der Eingangsseite der Maschine zu erreichen. Wenn es eine Installation
erforderlich macht, dass die Reifen von links nach rechts transportiert
werden müssen,
um sich an existierende Fördersysteme
an einem Fabrikort anzupassen, kann diese Änderung in der Reifenlaufrichtung
einfach angepasst werden. Die Prüfstation 12,
wie in 1 zu sehen, bliebe im Wesentlichen unverändert. Die
Einlassfördervorrichtung 10 und
die Markier- und Sortierstationen 14a, 14b würden jedoch
umgekehrt. Fehlte die Fähigkeit, den
Lastradschlitten 400 umzukehren, würde es dann sehr schwierig,
Zugang zu den Kraftmesszellen zu Servicearbeiten, Ersatz, etc. zu
erhalten. Diese Schwierigkeit wird gemindert durch Umkehren der Position
des Lastradschlittens 400, sodass die obere Basisplatte 426 (wie
in 3 zu sehen) die untere Basisplatte würde, an
welcher das Gleitelement 410a befestigt würde.
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Die
Bewegung des Lastradschlittens 400 hin zu und weg von der
Prüfstation
wird durch eine Kugelumlaufspindel- (ball screw) und Getriebekastenanordnung
(gear box arrangement) geleistet, welche allgemein durch die Bezugszahl 440 in 1 und 3 bezeichnet
ist. Der Getriebekasten ist an den vertikalen I-Trägern 68a, 68b unter
Nutzung der Montageplatten 442, 444 befestigt.
Die Kugelumlaufspindel, welche durch den Getriebekasten gefangen
ist, ist an einem Ende mit dem Schlitten 400 verbunden, sodass
eine Rotation eines Antriebsgetriebes, welches einen Teil des Getriebekastens,
durch welchen sich die Kugelumlaufspindel erstreckt und in Schraubeingriff
gebracht ist, bildet, eine Seitwärtsbewegung
in der Kugelumlaufspindel erzeugt, um eine begleitende Bewegung
in dem Lastradschlitten 400 zu erzeugen. Ein geeigneter
Sensor wie zum Beispiel ein lineares Drahtpotentiometer (string
pot) wird verwendet, um das Ausmaß des Verfahrens des Lastradschlittens
zu überwachen.
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Bei
der bevorzugten Verfahrensweise, wird das Lastrad 42 in
den Kontakt mit dem an der Prüfstation
befindlichen Reifen bewegt, bevor der Spindelantriebsmotor 36 betätigt wird.
In Gleichförmigkeitsprüfmaschinen
nach dem Stand der Technik wird die Rotation des Reifens in der
Prüfstation
vor dem Kontakt mit dem Lastrad begonnen. Der anfängliche
Kontakt zwischen dem rotierenden Reifen und dem Lastrad kann Abrieb
an dem Reifen und/oder Markieren (marking) am Lastrad erzeugen.
In zumindest einigen Maschinen nach dem Stand der Technik, ist eine
Lastradreinigungsvorrichtung vorgesehen, um Reifenrückstände, welche
sich an der Oberfläche des
Lastrades aufgrund des Schlupfes ansammeln, welcher zwischen dem
nicht rotierenden Lastrad und dem rotierenden Reifen zum Zeitpunkt
des anfänglichen
Kontakts auftritt, zu entfernen.
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Bei
der offenbarten Maschine, wird Abreib zwischen dem Reifen und dem
Lastrad eliminiert oder zumindest wesentlich reduziert. Bei der
bevorzugten Verfahrensweise wird der Spindelantriebsmotor 36 nicht
mit Energie versorgt, bis das Lastrad 42 mit einem Reifen 20 durch
den Lastradschlittenantriebsmotor 440 in Kontakt bewegt
wurde. Sobald der Kontakt zwischen dem Lastrad 42 und dem
Reifen 20 hergestellt wurde, wird der Spindelantriebsmotor
mit Energie versorgt, um den Reifen zu drehen. Bei einer bevorzugteren
Ausführungsform
wird der Spindelantriebsmotor 36 beim anfänglichen
Kontakt zwischen dem Reifen und dem Lastrad 42 mit Energie
versorgt. Der Lastradschlitten 400 wird dann ferner durch
die Antriebsmotoranordnung 440 betätigt, bis die gewünschte Last
zwischen dem Lastrad und dem Reifen erreicht wird. Ein Beispiel
eines Mechanismus zur Einstellung einer gewünschten Last an dem Reifen ist
in dem US-Patent Nr. 4,704,900 mit dem Titel „Apparatus And Method For
Imposing A Desired Average Radial Force On A Tire" offenbart, welches
hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen ist. Sobald die geeignete
Belastung erreicht wurde, werden die Gleichförmigkeitskräfte an dem Reifen durch das Lastrad
gemessen. Nach der Vollendung des Tests wird das Lastrad zurückgezogen
und gelangt mit dem Reifen außer
Eingriff.
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Das
Lastrad 42 kann auf herkömmliche Weise konstruiert sein
und kann eine Gußkomponente sein,
welche präzise
maschinell gefertigt ist. Alternativ kann das Lastrad eine vorgefertigte
Komponente umfassen.
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Der integrale
Kran
-
Mit
Bezug auf die 3, 4, 4a und 6 ist
ein integraler Kran (allgemein durch die Bezugszahl 500 in 3 bezeichnet)
vorgesehen, um die Entfernung, die Reparatur und die Wiedereinrichtung
der Hauptkomponenten der Reifenprüfmaschine zu erleichtern. Wie
am besten in 3 und 4a zu
sehen ist, beinhaltet der Kran einen vertikalen Träger 502,
von welchem sich ein horizontaler Hubarm 504 erstreckt.
Der vertikale Träger 502 ist gelenkig
mit der vertikalen Säule 66b durch
ein Paar Gelenkanordnungen 506 verbunden. Wie am besten in 3 zu
sehen ist, überspannt
der horizontale Hubarm 504 im Wesentlichen den Abstand
zwischen den vertikalen Tragsäulen 66, 68.
Insbesondere kann ein distales Ende 508 des horizontalen
Armes 504 in unmittelbarer Nachbarschaft des inneren Flansches der
vertikalen Säule 68 positioniert
sein.
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Wie
in 4a am besten zu sehen ist, beinhaltet der horizontale
Arm 504 einen I-Träger, welcher
ein Hubseil oder eine Hubkette trägt, welches) an den an der
Basis 62 der Maschinenrahmenstruktur montierten Komponenten
befestigbar ist. In der bevorzugten und veranschaulichten Ausführungsform
trägt der
horizontale Träger
einen Flaschenzug oder Kettenzug (chain fall) 510. Der
Kettenzug ist gleitend entlang eines unteren Flansches 504a des horizontalen
Trägerarms 504 bewegbar.
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Bei
der bevorzugten und veranschaulichten Konstruktion, erleichtert
der Kran das Heben und Bewegen von Maschinenkomponenten von ihren
Betriebspositionen zu einer von der Maschinenstruktur beabstandeten
Position. Für
einige Vorgänge
kann eine Transportvorrichtung an der entfernten Stelle angeordnet
sein, um die Komponenten, welche von der Maschinenbasis 62 abgehoben
wurden, aufzunehmen.
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Mit
Bezug auf 6 sind die Montageorte der durch
den Kran in Eingriff bringbaren Komponenten veranschaulicht. Insbesondere
befestigt die Basis 62 des Rahmens die zuvor beschriebene
Spindel- und Spannfutteranordnung, welche eine Rotationsachse 156 aufweist.
Die Basis 62 definiert eine längsgerichtete Mittellinie 514.
Bei der bevorzugten Ausführungsform
befindet sich die Rotationsachse 156 der Spindel- und Spannfutteranordnung
an der Mittellinie 514.
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Wie
ebenfalls in 6 zu sehen ist, ist der Lastradschlitten 400 radial,
wie durch den Pfeil 516 angedeutet, bewegbar. Der Schlitten 400 definiert auch
die Rotationsachse 402 des Lastrads 42. In der bevorzugten
Ausführungsform
sind sowohl der Weg der Bewegung 516 des Schlittens 400 als
auch die Rotationsachse 402 des Lastrads 42 mit
der längsgerichteten
Mittellinie 514 der Basis ausgerichtet.
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Auch
Bezug auf 1 nehmend, ist der Spindelantriebsmotor 36 an
einer Seite der längsgerichteten
Mittellinie 514 der Basis 62 montiert. In der veranschaulichten
Ausführungsform,
und wie in 6 zu sehen ist, ist der Spindelantriebsmotor
an der linken Seite der Basis angeordnet. Eine Rotationsachse für dessen
Antriebskettenrad (drive sprocket) ist durch die Bezugszahl 36a bezeichnet.
In einer bevorzugten und veranschaulichten Ausführungsform sind die durch den
Kranträgerarm 504 in Eingriff
bringbaren Komponenten alle an einer oder zu einer Seite der längsgerichteten
Mittellinie 514 der Basis 62 hin angeordnet. Mit
dieser Konfiguration kann der integrale Kran 500 genutzt
werden, um alle der Hauptunterbaugruppen der Maschine zu heben und
sie zu einer von der Basis beabstandeten Stelle zu bewegen, wo sie
gewartet oder an anderen Transportvorrichtungen angeordnet werden
können,
um sie zu einem Servicestandort zu bewegen. Nur sehr wenig, wenn überhaupt,
Demontage der Vorrichtung ist notwendig, um Zugang zu den Komponenten
zu erhalten, welche eine Entfernung erfordern. Mit der offenbarten
Anordnung sind praktisch alle Komponenten leicht von einer Seite
der Maschine zugänglich,
und in der veranschaulichten Ausführungsform sind sie von der „Eingangs„-Seite
der Maschine zugänglich.
Die Eingangsseite der Maschine ist links von der Mittellinie 514,
wie in 6 zu sehen ist.
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Das Sondensystem
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Insbesondere
mit Bezug auf 3 und 7 bis 12 werden
Details des Sondensystems 56 veranschaulicht. In einer
bevorzugten und veranschaulichten Ausführungsform, werden fünf Sonden
gezeigt, von denen drei einen Teil einer ersten Sondenunterbaugruppe 600 (am
besten in 8 zu sehen) bilden, welche an
einem der vertikalen I-Träger
befestigt ist, wobei die anderen zwei derselben einen Teil einer
zweiten Sondenunterbaugruppe 602 bilden, welche an dem
anderen vertikalen I-Träger (am
besten in 5 zu sehen) befestigt ist. Die Sondenunterbaugruppe 600,
wie am besten in 9 zu sehen ist, ist starr an
dem vertikalen I-Träger 68b durch
Bügel bzw.
Träger
(brackets) 604 (nur eines ist gezeigt) befestigt. Insbesondere
befestigt der in 8 gezeigte Bügel 604 ein oberes
Ende einer Sondentrag- und Montageplatte 606 an dem I-Träger (siehe 7 und 8);
die Sonden sind bewegbar an der Platte 606 montiert. Ein
weiterer Bügel 604 befestigt
ein unteres Ende der Platte 606 an dem I-Träger (siehe 9).
Wie in 8 zu sehen ist, beinhaltet die Montageplatte 606 einen
ebenen Teil 606a, der sich längs in der vertikalen Richtung
erstreckt und parallel zur Längsausdehnung
des I-Trägers 68b ist. Die
Montageplatte 600 weist obere und untere Winkellaschen
(angle tabs) 600b (siehe 8 und 9)
auf, welche an den komplementär
geformten Laschen 604b befestigt werden, welche in dem
Bügel 604 gebildet
sind. Wie in 8 zu sehen ist, sind die Bügel 604 an
dem I-Träger 66b durch
die Befestigungselemente 607 verschraubt.
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Die
Sondenunterbaugruppe 600 beinhaltet obere und untere Seitenwandsonden 54a, 54b und eine
Laufflächensonde 58.
Die oberen und unteren Seitenwandsonden befestigen jeweils obere
und untere Seitenwandsensoranordnungen 610, 612 an
ihren distalen Enden, während
die Laufflächensonde einen
Laufflächensensor 614 befestigt.
Jede Sonde ist geradlinig entlang zweier zueinander orthogonaler Achsen
bewegbar. Insbesondere ist jede Sonde 54a, 54b hin
zu und weg von dem Reifen in einer seitlichen Richtung bewegbar,
d.h. in einer Richtung senkrecht zu einer Rotationsachse der Prüfstation
oder alternativ in einer Richtung parallel zu einer radialen Ebene
des gerade zu testenden Reifens. Jede Sonde ist auch in einer vertikalen
Richtung bewegbar, d.h. in einer Richtung parallel zu der Rotationsachse
der Prüfstation
oder alternativ in einer Richtung senkrecht zu einer radialen Ebene des
Reifens, der geprüft
wird. Als ein Ergebnis können
die Sonden 54a, 54b sich an einen weiten Reifengrößenbereich
anpassen.
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Die
Laufflächensonde 58 ist
auch an der Montageplatte 606 montiert und ist geradlinig
bewegbar entlang zweier zueinander orthogonaler Achsen. Insbesondere
ist sie hin zu und weg von der Lauffläche des Reifens bewegbar (d.h.
bewegbar entlang eines Weges, welcher senkrecht zu einer Rotationsachse
der Prüfstation
ist, oder alternativ entlang eines Weges, welcher parallel zu einer
radialen Ebene des gerade getesteten Reifens ist. Sie ist ebenfalls vertikal
bewegbar (d.h., entlang eines Weges, welcher parallel zu der Rotationsachse
der Prüfstation
ist oder alternativ entlang eines Weges, welcher senkrecht zu einer
radialen Ebene des gerade getesteten Reifens ist.
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In
der bevorzugten Ausführungsform
beinhaltet jede der Sonden 54a, 54b, 58 einen
servomotorbetriebenen Gleitmechanismus zum Unterstützen und
Ermöglichen
der Hin- und Herbewegung in der Sonde. In der veranschaulichten
Ausführungsform werden
zylinderartige Schraubantrieb-Betätigungselemente (screw drive
actuators) verwendet und bilden den Hauptteil des Gleitmechanismus.
Diese Betätigungselementtypen
sind von Tol-O-Matic® erhältlich, die in Hamel, Minnesota
angesiedelt sind. Andere Arten von Gleitmechanismen werden durch
die gegenwärtige
Erfindung ins Auge gefasst.
-
Die
obere Seitenwandsonde 54a beinhaltet ein Gehäuse 620 und
eine Halteklammer (carrier bracket) 622. Ein Schraubantrieb
(nicht gezeigt), welcher funktionsmäßig mit einem Servomotor 624 verbunden
ist, bewirkt eine Bewegung in einem Gehäuse 620 relativ zu
der Halteklammer 622, immer wenn der Servomotor 624 angetrieben
wird, um die interne Schraube zu drehen. Die Richtung der relativen
Bewegung zwischen der Halteklammer 622 und dem Gehäuse 620 wird
durch die Drehrichtung der Schraube bestimmt. Eine Betätigung des
Servomotors 624 bewirkt eine Bewegung in der oberen Seitenwandsonde
entlang eines Weges, der parallel zu einer radialen Ebene des Reifens
ist.
-
Eine
vertikale Bewegung in der Sonde 54a wird durch einen weiteren
Gleitmechanismus geliefert. Dieser Gleitmechanismus beinhaltet ein
Gehäuse 640 und
eine zugehörige
Halteklammer 642. Ein Servomotor 644 dreht einen
internen Schraubantrieb 644a, welcher die Halteklammer 642 vertikal
bewegt, relativ zu dem Gehäuse 640.
-
Die
Halteklammer 622 ist starr an einer dreiecksförmigen Zwischenplatte 630 montiert,
welche wiederum an der Halteklammer 644 befestigt ist. Folglich
bewirkt eine Betätigung
des Servomotors 644 eine vertikale Bewegung der Zwischenplatte 630 und,
folglich, der Sonde 54a, wobei die Bewegungsrichtung durch
die Drehrichtung des Schraubantriebs 644a bestimmt wird.
-
Es
sollte hier bemerkt werden, dass sich in der bevorzugten Ausführungsform
das Gehäuse 620 und
der zugehörige
Servomotor 624 relativ zu ihrer zugehörigen Halteklammer 622 bewegen.
Mit anderen Worten verändert
sich die seitliche Position der Halteklammer 622 nicht,
wenn der Servomotor 624 betätigt wird. Der Gleitmechanismus,
der für
vertikale Bewegung in der Sonde sorgt, ist jedoch davon verschieden
montiert. Im Falle der vertikalen Gleitbewegung sind der Servomotor 644 und
das zugeordnete Gehäuse 640 starr
an der Montageplatte 606 befestigt und deren zugeordnete
Halteklammer 642 bewegt sich vertikal mit Bezug auf das
Gehäuse 640 bei Betätigung des
Servomotors 624. Die Kombination des lateralen Servomotors 624 und
des vertikalen Servomotors 644, versetzt den oberen Seitenwandsensor 610 in
die Lage, präzise
an einer vorbestimmten Stelle mit Bezug auf eine Reifenseitenwand
für praktisch
jede Reifengröße positioniert
zu werden.
-
Die
untere Seitenwandsonde 54b beinhaltet eine gleichartige
Anordnung. Insbesondere wird die Seitwärtsbewegung durch einen Gleitmechanismus geliefert,
welcher ein Gehäuse 650,
einen Servomotor 652 und eine zugeordnete Halteklammer 654 beinhaltet.
Die Halteklammer 654 ist starr an einer Zwischenmontageplatte 656 befestigt,
welche starr an einer Halteklammer 660 befestigt ist, die
einen Teil eines vertikalen Gleitmechanismus bildet. Der vertikale Gleitmechanismus
beinhaltet einen Servomotor 662 zum Drehen eines Schraubantriebs 662a und
eines zugeordneten Gehäuses 664.
Das Gehäuse 664 ist starr
an der Montageplatte 606 befestigt. In der bevorzugten
Ausführungsform
sind die vertikalen Gleitmechanismen für die oberen und unteren Seitenwandsonden
vertikal zueinander ausgerichtet, wie in 3 am besten
zu sehen ist, d.h. die Rotationsachsen der Schraubantriebe 644a, 662a fallen
zusammen.
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Die
zentrale Laufflächensonde 58 beinhaltet eine
gleichartige Gleitanordnung. Insbesondere beinhaltet die Sonde ein
Gehäuse 670 und
einen zugeordneten Servomotor 672. Die Betätigung des
Servomotors bewegt das Gehäuse
relativ zu seiner zugeordneten Halteklammer 676, welche
starr an einer dreieckförmigen
Zwischenmontageplatte 678 befestigt ist. Die Zwischenmontageplatte
ist wiederum starr mit einer Halteklammer 680 verbunden,
welche einen Teil eines vertikalen Gleitmechanismus bildet. Der
vertikale Gleitmechanismus beinhaltet ein Gehäuse 680 und den zugeordneten
Servomotor 682, welche an der Montageplatte 606 montiert
sind. Eine Betätigung
des Servomotors 682 dreht einen Schraubantrieb 682a und
bewegt die Zwischenmontageplatte 678 vertikal, was wiederum
die gesamte Laufflächensonde 58 in
der vertikalen Richtung bewegt.
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Gemäß einem
zusätzlichen
Merkmal der Erfindung, werden die vertikalen und lateralen Positionen
einer verfügbaren
Sonde auch überwacht.
In der bevorzugten Ausführungsform
wird dieses Merkmal erreicht, indem Drahtpotentiometer (string pots)
verwendet werden, welche mit den sich relativ bewegenden Teilen
der Sonde verbunden sind, um das Ausmaß der Bewegung zu überwachen.
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Insbesondere
mit Bezug auf 7 trägt die zentrale Laufflächensonde
den Laufflächensensor 614,
welcher ein Näherungssensor
sein kann, an einem distalen Ende des Sondengehäuses 670. Der Servomotor 672 bewirkt
eine Bewegung des Sensors 614 hin zu und weg von der Reifenlauffläche, entlang einer
Wirkungslinie parallel zu einer radialen Ebene des Reifens, wohingegen
der Servomotor 682 eine Bewegung des Sensors 614 in
der vertikalen Richtung bewirkt. Durch selektive Betätigung der
Servomotoren 672, 682, kann der Laufflächensensor
mit Bezug auf einen in der Prüfstation
angeordneten Reifen präzise
positioniert werden.
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Die
oberen und unteren Seitenwandsensoranordnungen 610, 612 sind
mit Bezug auf einen in der Prüfstation
gehaltenen Reifen präzise
durch ihre jeweiligen Servo-/Gleitmechanismen
angeordnet. Die Seitenwandsensoranordnungen 610, 612 können in der
Konstruktion ähnlich
dem Laufflächensensor 614 sein.
In der bevorzugten und veranschaulichten Ausführungsform beinhaltet jedoch
jede Seitenwandsensoranordnung einen Kippmechanismus zur Einstellung
des Winkels des Sensors mit Bezug auf die Reifenseitenwand, und
auch eine „Abbrech"-Eigenschaft zum Freigeben des Sensors
für den
Fall, dass ein Kontakt mit dem Reifen auftritt.
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In
der bevorzugten Ausführungsform
ist der obere Seitenwandsensor 610 mit Bezug auf die Reifenseitenwand
kipp- bzw. neigbar (tiltable). Mit Bezug auf die 10-12 wird
dies durch Verwendung, in der bevorzugten Ausführungsform, einer handelsüblichen
Taktmotor- (timing motor) und Getriebekastenanordnung 700 erreicht,
an welcher ein Seitenwandsensor 610a befestigt ist.
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Wie
in 12 am besten zu sehen ist, erstreckt sich die
Getriebekastenanordnung 700 lateral vom Ende der Sonde 54a.
Eine Antriebswelle 702 erstreckt sich seitlich von der
Anordnung 700 weg und ist bei Betätigung des Getriebekastenantriebsmotors 706 drehbar.
Der Seitenwandsensor 610a ist an der Antriebswelle 702 befestigt
und beinhaltet eine Sensorfläche 704,
welche durch den Servo-/Gleitmechanismus
der Sonde in einem vorbestimmten Abstand von einer Seitenwand des
gerade getesteten Reifens positioniert wird. Für präzise Messungen wird es bevorzugt,
dass die Sensorfläche 704 parallel
zu der vermessenen Seitenwandfläche
oder, für
gebogene Seitenwandoberflächen,
tangential zu der überwachten
Fläche
angeordnet wird. Die Getriebekasten-/Motoranordnung 700 wird
verwendet, um den Winkel der Sensorfläche 704 mit Bezug
auf die Seitenwand des Reifens einzustellen. Extreme Bewegungswinkel sind
mit dem offenbarten Mechanismus möglich, wie durch die in Durchsicht
dargestellten Positionen 710a, 710b gekennzeichnet
ist. Bei normaler Betriebsweise werden lediglich geringe Winkeländerungen
erwogen.
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In
der bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung enthält
der Seitenwandsensor 610a in sich einen Neigungssensor
(nicht gesondert gezeigt) zum Überwachen
des Neigungswinkels des Sensorkörpers 610a.
Als ein Ergebnis kann der Seitenwandsensor 610a durch Betätigung der
Getriebekastenanordnung 700 zu einer vorbestimmten Winkelposition bewegt
werden, ohne das Erfordernis einer visuellen Bestätigung des
Winkels durch den Bediener. Es wurde herausgefunden, dass ein „elektrolytischer Neigungssensor", welcher von Spectron
Glass and Electronics Incorporated, angesiedelt in Hauppauge, New
York, erhältlich
ist, für
diese Anwendung geeignet ist.
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Die
Seitenwandsensoranordnungen 610, 612 beinhalten
ebenfalls ein Abbrechmerkmal für den
Fall einer Fehlfunktion, welche verursacht, dass der Sensor (oder
das Sondenende) den gerade überwachten
Reifen kontaktiert. Wie in 12 am
besten zu sehen ist, ist die Sensoranordnung an dem Sondenarm unter
Verwendung einer magnetischen Kupplung, welche allgemein durch die
Bezugszahl 740 bezeichnet ist, befestigt. Ein Kabel 742 (in Durchsicht
angegeben) verbindet die Sensoranordnung 610 permanent
mit dem Ende des Sondenarms, ermöglicht
ihr jedoch, von ihrer Betriebsposition abzulassen, im Fall einer
Kollision zwischen dem Sensor und dem Reifen, wie durch die Bezugszahl 744 bezeichnet.
In der bevorzugten Ausführungsform,
ist ein Sensorstift 746 an dem Ende des Sondenarms angeordnet
und ermittelt die Trennung der Sensoranordnung von der Sonde und
liefert eine geeignete Signalgebung zu dem Steuersystem der Prüfmaschine.
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In
der veranschaulichten Ausführungsform beinhaltet
die Prüfmaschine
auch Reifenschultersensoren 760 (lediglich einer ist gezeigt,
siehe 5), welche einen Teil einer separaten Unterbaugruppe 602 bilden,
welche an dem anderen vertikalen Rahmenelement 68a befestigt
ist. Die Sondenanordnung 602 ist im Wesentlichen ähnlich dem
oben beschriebenen Sondensystem 600. Jede Sonde wird von
zueinander orthogonalen Gleitmechanismen getragen, welche die Sonde
in die Lage versetzen, hin zu und weg von der Mittelachse des Reifens
bewegt zu werden, ebenso wie hin zu und weg von einer radialen Ebene
des Reifens. Wie in 5 am besten zu sehen ist, wird
ein Bügel
(bracket) 770 genutzt, um eine Montageplatte 772 (welche
im Wesenatlichen ähnlich der
Montageplatte 606 ist) an dem I-Träger 68a zu montieren,
welche wiederum die Sonden und ihre zugehörigen Gleitmechanismen trägt.
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Bei
der bevorzugten Ausführungsform
sind die Schultersonden und die zugeordneten Gleitmechanismen praktisch
mit den Seitenwandsonden und den Gleitmechanismen, welche in 7 veranschaulicht
sind, identisch. Jede Schultersonde beinhaltet einen dualen Gleitmechanismus
zur Lieferung zweier zueinander orthogonaler Bewegungsachsen. Jede
Schultersonde befestigt eine Schultersensoranordnung 776 (nur
eine ist gezeigt), welche ähnlich
der Seitenwandsensoranordnung 610 sein kann und einen einstellbaren
Neigungsmechanismus zum Einstellen der Winkelposition des Sensors
mit Bezug auf eine Reifenschulter beinhaltet.
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In
der bevorzugten Ausführungsform
sind die Sonden, welche einen Teil der Unterbaugruppe 600 bilden,
räumlich
mit Bezug auf die Sonden, welche einen Teil der Unterbaugruppe 602 bilden,
so angeordnet, dass die Sonden in einer ineinandergreifenden Beziehung
angeordnet sind. In der bevorzugten Anordnung sind, wie in 5 am
besten zu sehen ist, alle fünf
Sonden im Wesentlichen vertikal ausgerichtet, wenn sie aus der Draufsicht
betrachtet werden.
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Wie
in 1, 4 und 5 am besten
zu sehen ist, erstrecken sich die Sensorenden der Sonden durch eine
Lücke (allgemein
durch die Bezugszahl 780 in 4 und 5 bezeichnet),
welche zwischen den abgewinkelten, vertikalen Trägersäulen 68a, 68b definiert
ist. Wie am besten in 5 zu sehen ist, sind die Hauptteile
der Sensoranordnung, welche die Servomotoren, die Gleitmechanismen, usw.
einschließen,
aber nicht darauf beschränkt
sind, von der Prüfstation
durch die vertikalen I-Träger 68a, 68b abgeschirmt
bzw. geschützt.
Im Betrieb sind lediglich die distalen Enden der veschiedenen Sonden in
der Prüfstation
angeordnet und dem Kontakt mit einem zu prüfenden Reifen oder anderen
Komponenten in der Prüfstation
ausgesetzt. Diese Eigenschaft reduziert in Kombination mit der magnetischen
Abbrechvorrichtung, durch welche die Sensoren an den Sondenarmen
befestigt sind, die Wahrscheinlichkeit von Schäden am Sondensystem.
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Das
Sondensystem fügt
der Reifenprüfstation
wesentliche Einsatzflexibilität
dadurch zu, dass die Sonden selbst unabhängig in zwei zueinander orthogonalen
Richtungen bewegbar sind. Diese Bewegung wird durch Servomotoren
unter der Steuerung des Steuersystems für die Reifenprüfmaschine
erreicht. Durch Nutzung von Seilzugwegaufnehmern (string pot) zur Überwachung
der Sondenpositionen und Winkelsensoren zur Überwachung des Einfallswinkels
(incident angle) der Seitenwandsensoren (und Schultersensoren),
kann auf einfache Weise ein Regelungssystem erreicht werden. Mit
den geeigneten Steuerungskomponenten wird kein Eingreifen des Bedieners
notwendig, um die Anordnung zu ändern
oder um irgendeine Sonde präzise
zu positionieren. Als ein Ergebnis wird, wenn Reifengrößen geändert werden,
keine Einrichtzeit benötigt,
um die Positionierung der Sonden zu ändern. Folglich können mit dem
offenbarten Reifenprüfsystem
Reifen verschiedener Größen nacheinander
der Maschine zugeführt werden,
ohne dass eine Außerbetriebnahme
des Systems zum Zwecke von Nachregelungen notwendig ist.
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Das
offenbarte Sondensystem weist etliche andere Einsatzmöglichkeiten
auf. Zum ersten kann es genutzt werden, um die Unrundheit der Felge,
welche einen Teil einer Reifenspannfutteranordnung bildet, zu messen.
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Zusätzlich kann
es einen integralen Teil des Reifenschleifsystems bilden und den
Bedarf an separaten Schleifvorrichtungssonden beseitigen, der oft bei
Anordnungen nach dem Stand der Technik zutage tritt. In Abhängigkeit
des Reifenteils, der gerade von den Schleifern modifiziert wird,
kann die zugeordnete Sonde sofort den Fortschritt der Schleifprozedur überwachen
und kann deshalb genutzt werden, die Bewegung und die Position des
Schleifers ebenso wie die Rotationsrichtung der Schleifelemente
zu steuern.
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Die
gegenwärtige
Erfindung erwägt
eine Verwendung des Sondensystems in Verbindung mit den Schleifern 50, 52,
sodass der Umfang des Reifens während
des Schleifprozesses überwacht
wird. In der Vergangenheit wurden oftmals separate, den Schleifern
zugeordnete Laufflächensensoren
verwendet. Zusätzlich
versetzen die Gleitmechanismen in der bevorzugten Ausführungsform
die Sonden in die Lage, die Reifenfelgen zu erreichen, zwischen welchen
der gerade geprüfte
Reifen montiert ist. Als ein Ergebnis kann das Sondensystem genutzt
werden, die Unrundheit der Felgen zu überwachen.
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Die
Verwendung von zwei separaten Sondenunterbaugruppen, welche an die
vertikalen I-Träger
montiert sind, ermöglicht
es Kunden, zu spezifizieren, was in der Vergangenheit ein kundenspezifisches
Sondensystem gewesen wäre.
Wenn ein Kunde nicht alle fünf
Sonden benötigt,
kann eine Zahl kleiner fünf
festgelegt und an einem der I-Träger montiert
werden. Zum Beispiel benötigen
einige Kunden nur Seitenwand- und zentrale Laufflächensensoren,
und für
diese Kunden wird die zweite Sondenunterbaugruppe, welche normalerweise
die Schultersensoren enthält,
weggelassen. Diese Modularität erhöht die Flexibilität des Reifensystems
und ermöglicht,
dass kundenspezifische Maschinenkonfigurationen ohne wesentliche
Ausgaben bereitgestellt werden können.
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Rahmenstellfläche und
Größenverhältnisse
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Die
offenbarte Rahmenkonfiguration und Komponentenanordnung erleichtert
die Zugänglichkeit
und somit die Wartungsfreundlichkeit der offenbarten Maschine erheblich.
Mit Bezug auf 6 ist die Basis 62 extrem
schmal in der Richtung der Reifenbewegung. Wie in 6 zu
sehen ist, definiert die linke Seite der Basis eine „Eingangsseite" 800 zu
der Prüfstation,
wogegen die rechte Seite der Basis eine „Ausgangsseite" 802 der
Maschine definiert. Der Abstand zwischen den Eingangs- und Ausgangsseiten wird
durch den Pfeil 806 angezeigt und für erläuternde Zwecke „Tiefe" der Maschine genannt.
Die Breite (die horizontale Richtung quer zu der „Tiefen"-Abmessung) der Maschinenöffnung ist
zwischen den vertikalen Trägersäulen 66, 68 definiert
und durch den Pfeil 810 bezeichnet. Wie offensichtlich
sein sollte, ist die „Tiefe" der Maschine, anders
als bei Maschinen nach dem Stand der Technik, wesentlich geringer
als die Breite der Maschine. Die Erfindung erwägt eine Breitenabmessung, die
mindestens 50% größer als
die Tiefenabmessung ist. Folglich ist die Breitenabmessung wesentlich
größer als
die Tiefenabmessung. Wie oben festgestellt, sind, im Fall der offenbarten
Konstruktion die Hauptkomponenten der Maschine leicht zugänglich und
eine wesentliche Demontage der Komponenten, mit dem Ziel, Zugang zu
Hauptkomponenten zu erhalten, ist im Wesentlichen durch die Rahmenkonfiguration
und die Komponentenmontageanordnung ausgeschlossen.
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Die
Erfindung wurde in Verbindung mit einem Verfahren und einer Vorrichtung
zum Prüfen
von nicht montierten Reifen, d.h. Reifen, welche in eine Prüfstation
vorgetrieben werden, wo sie zwischen Testfelgen festgeklemmt werden,
beschrieben. Es gilt jedoch zu verstehen, dass viele der Aspekte
dieser Erfindung direkt an Reifen-/Radprüfmaschinen anwendbar sind,
welche Reifen messen, die an Rädern
oder an Maschinen montiert sind, die die Räder selbst messen. Aspekte
dieser Erfindung sind auch anwendbar an manuell beladenen Reifen-
und Reifen-/Radprüfmaschinen.