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