Vorrichtung zum Einsetzen von Spikes in vorbereitete Löcher des Laufbelages geheizter Fahrzeugreifen
Zum Erhöhen des Rutschwiderstandes von Fahrzeugreifen wurden bereits sogenannte Spikes bei dem Heizen des Reifens in dessen Laufbelag miteinvulkanisiert. Diese Art der Befestigung von Spikes bewährte sich nicht, und zwar unter anderem deshalb, weil die auf diese Weise gegebenen Haltekräfte den jeweiligen Spike nicht genügend lange festzuhalten vermögen. Bekanntgeworden ist auch das Einsetzen von Spikes in in dem Reifenlaufbelag vorgebohrte bzw. vorgeheizte Löcher durch Handwerkzeuge. In solcher Weise im Reifenlaufbelag befestigte Spikes halten sich in dem Laufbelag gut, verlangen jedoch zum Einbringen einen hohen Zeitaufwand.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bisherigen Spikeeinbringverfahren durch Mechanisierung derselben zu vermeiden. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss gelöst durch einen die Spikes nacheinander zu einem Einsetzwerkzeug bringenden und als Vibrator arbeitenden Förderer, dessen Vibratorauslauf am Ende eine Spikeschleuse trägt, an die ein biegsamer Schlauch mit glatter Innenwandung angeschlossen ist, der in einem formfesten Kniestück endet, das an ein Verstell- und Tragglied zum Auffangen und Einführen einzelner Spikes in einem vakuumbeeinflussten lös- oder unlösbaren Spikesetzstempel des Einsetzwerk- zeuges angearbeitet ist,
welches um den Querschnittkrümmungsmittelpunkt der Lauffläche des auf einer Felge einer ortsfest gelagerten Welle aufgepumpt sitzenden Reifens nach der Anzeige eines an ihm angearbeiteten Lichtpeilers zu dem spikeaufnehmenden Loch verfahr- und feststellbar ist, derart, dass unmittelbar nach dem Einfangen eines Spike durch den Spikesetzstempel das Einsetzen dieses Spike in ein Loch des Laufbelages des Reifens, dieses mit dem Spikekopf aufweitend, unterstützt durch ein wässriges Gleitmittel, durch den Spikesetzstempel, je nach dessen Ausbildung unterschiedlich tief, in Abhängigkeit von einem Bedienungsorgan ausgelöst wird. Die Spikeschleuse kann auch aus einer Haltezange mit einer dieser übergeordneten Zangenlös- und Spikefördervorrichtung bestehen.
Die Spikeschleuse kann vorteilhaft ein den Spike aufnehmendes Schieberpaar sein. Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann weiter so gestaltet sein, dass von einem am Einsetzwerkzeug angearbeiteten Anschlag die Einsetztiefe des jeweiligen Spike im spikeaufnehmenden Loch des Reifenaufbelages abhängt. Weiterhin kann der Spike mit Spikesetzstempel die Wirksamkeit der Vakuumanlage bestimmen. Ferner kann der Reifen auf der ihn tragenden Felge in Abhängigkeit von einem an einen Druckluftbehälter angeschlossenen Handventil und einem Reifendruckregler je nach Reifenart und -grösse durch Druckluft von 1,00 bis 6,00 atü gehaltert sein. Ein zusätzlicher Vorteil kann dadurch gegeben sein, dass der Aussendurchmesser des Spikesetzstempels kleiner als der Kopfdurchmesser des Spike ist und der Schaft des Spike im Spikesetzstempel zentriert gehaltert ist.
Schliesslich kann die Vorrichtung ein Wasserbad bzw. eine Sprühanlage aufweisen, womit der Reifen mit ob erflächfenentspanntem Wasser benutzt wird.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung im Grundzuge dargestellt, und zwar zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht der Spikesetzvorrichtung mit einigen im Schnitt dargestellten Teilen,
Fig. la einen Elektrovakuumschalter nach Fig. 1 in einer anderen Schaltlage,
Fig. 2 eine Förderschleuse für einzelne Spikes nach Fig. 1 im vergrösserten Massstab,
Fig. 2a und 2b je eine gegenüber derjenigen nach Fig. 2 abgeänderte Förderschleuse für Spikes,
Fig. 3 eine Draufsicht auf das Spikeeinsetzwerkzeug und den mit Spikes zu besetzenden Reifen nach Fig. 1,
Fig. 4 eine im Längsmittelschnitt gezeigte Einzelheit des Spikeeinsetzwerkzeuges nach den Fig. 1 und 3,
Fig. 5 die Arretier- und Spikefangzange zum Spike einsetzwerkzeug nach Fig. 4,
Fig.
6 ein Schaltschema einer luftgesteuerten Spikeeinsetzvorrichtung nach den Fig. 1 bis 5 und
Fig. 7 ein Schaltschema einer elektrisch gesteuerten Spikesetzvorrichtung nach den Fig. 1 bis 5.
Der mit Spikes 8 (Fig. 1 bis 7) zu versehende Reifen 1 ist auf einer nicht weiter gezeigten Felge montiert und aufgepumpt gehaltert. Diese Felge ist mit an sich bekannten Mitteln auf einer Welle 41 befestigt, die in axialer Richtung unverschiebbar in einem Lagerbock drehbar gelagert ist. Parallel zur Laufflächenkontur 3 (Fig. 3) des Reifens 1 sind in einem gewissen radialen Abstand zu dieser Segmentschienen 4 auf dem nicht weiter gezeigten Gestell der Spikeeinsetzvorrichtung festgelegt. Auf diesen Segmentschienen ist ein Einsetzwerkzeug 43 mit bekannten Mitteln verfahr- und festlegbar angeordnet. Das Spikeeinsetzwerkzeug 43 besteht aus einem Zylinder 44, in dem ein Kolben 5 sitzt.
Durch Drehen des Reifens 1 mit seiner Welle 41 und seitliches Verfahren des Spikeeinsetzwerkzeuges 43 auf den Segmentschienen 4 kann die Stange des Kolbens 5 mit der Achse eines vorgeheizten, zur Aufnahme eines Spike vorgesehenen Loches 6 des Laufbelages des Reifens 1 in Übereinstimmung gebracht werden. Als Hilfsmittel zu dieser Einstellbewegung ist an dem Gehäuse des Spikeeinsetzwerkzeuges 43 ein Lichtpunktwerfer 7 fest angeordnet, dessen Lichtstrahl sich jeweils mit der verlängert gedachten Achse des Kolbens 5 auf der Lauffläche des Reifens trifft. Erfasst der Lichtstrahl dabei ein Loch des Laufbelages, dann ist dieses Loch richtig auf das Einsetzen eines Spike 8 durch das Spikeeinsetzwerkzeug 43 eingestellt.
Die Spikes 8 kommen zu dem Spikeeinsetzwerkzeug 43 von einem an sich bekannten Teileförderer 9, der aus einem in ihm vorhandenen Vorrat Spikes 8 mit Hilfe eines Vibrators auf eine schraubenlinienförmig gestaltete Führung bringt, durch an sich bekannte unterschiedliche Schienenführungen sortiert, ausrichtet und über eine Auslaufführung 10 zu einem zangenförmigen Blattfedernpaar 11 (Fig. 1 und 2) schiebt, das unter dem Stempel 12 eines Elektromagneten 13 fest angeordnet ist. Die Vorwärtsbewegung eines jeden in das Blattfedernpaar 11 gelangenden Spike 8 wird durch einen Anschlag 14 begrenzt. Der Stempel 12 des Elektromagneten 13 kann in Achsenrichtung auf den jeweils im zangenförmigen Blattfedernpaar 11 sitzenden Spike aufschlagen und diesen Spike aus der Halterung des Blattfedernpaares 11 herausstossen und -lösen.
Abändernd kann an die Stelle des zangenförmigen Blattfedernpaares 11 mit einem elektromagnetbetätigten Stempel 12 ein zweiteiliger, von einem Elektromagneten 13 betätigter Fang- und Förderschieber 50 (Fig. 2a) gesetzt werden, dessen Teil 51 den Spike in eine erwünschte neue Förderrichtung bringt und dessen Teil 52 den Spike in diese Förderrichtung freigibt.
Beide Teile 51, 52 des Fang- und Förderschiebers 50 sind miteinander kraftschlüssig verbunden. An dem Teil 52 greift der Elektromagnet 13 an. Eine weitere Ausführungsform des Fang- und Förderschiebers 50 zeigt die Fig. 2b. Der Fang- und Förderschieber 50a hat hier etwa in einem Spikeabstand voneinander angeordnete miteinander verbundene Teilschieber 51 a, 52a, von denen der eine (51a) aus dem Strom der auf dem U-förmigen Auslauf ankommenden Spikes 8 den vordersten freigibt und der andere (52a) diesen Spike in den Schlauch 15 befördert bzw. anschliessend den Nachschub eines weiteren Spike zu dem Teilschieber 51 vermittelt.
Der aus dem zangenförmigen Blattfedernpaar 11 herausgeschlagene bzw. von dem zweiteiligen Fang- und Förderschieber 50 freigegebene Spike 8 kann in einen Schlauch 15 mit glatter Innenwandung, z. B. einen durchsichtigen Kunststoffschlauch, eintreten und durch diesen hindurchfallen bis er - mit dem Schaft voran - in einen Krümmer 16 gelangt, der an dem dem Elektromagneten 13 entgegengesetzten Ende des Schlauches angearbeitet ist.
In die Fassung des Schlauches 15 kann in der Nähe des zangenförmigen Blattfedernpaares 11 bzw. des Fang- und Förderschiebers 50 ein in der Bewegungsrichtung des Spike innerhalb des Schlauches wirkender nicht weiter gezeigter Druckluftinjektor 63 eingearbeitet sein, der - vorzugsweise stän- dig wirkend - den gerade von dem Blattfedernpaar bzw. Fang- und Förderschieber freigegebenen Spike auszurichten und zu beschleunigen vermag. Mit seinem vom Schlauch 15 abweisenden Ende ist der Krümmer 16 in einem Hebel oder Schieber 17 unlösbar befestigt, wobei die Bohrung des Krümmers 16 auf der dem Spikeeinsetzwerkzeug 43 benachbarten Flanke des Hebels oder Schiebers 17 mündet.
Dieser auslaufenden Bohrung des Krümmers 16 liegt - genau zentriert eine trichterförmig ausgebildete Aussparung der Zangenbacken 45, 46 einer Zange 18 (Fig. 4 und 5) gegen über. Die Zangenbacken 45, 46 bilden koaxial zu ihrer trichterförmigen Öffnung, aber entgegengesetzt zu dieser, eine Zentrierbohrung 1 8a, mit der sich beide Zangenbacken um das Ende eines Hohlstempels 19 des Spikeeinsetzwerkzeuges 43 zu legen vermögen. Der Hohlstempel 19 ist in einem Stosskopf 47 fest eingearbeitet oder lösbar befestigt und kann durch einen Seitenkanal dieses Stosskopfes mit einem nicht gezeigten Vakuumerzeuger, z. B. einer Saugpumpe 53 (Fig. 1 und 6), in Verbindung stehen, deren Wirkung durch ein Ventil unterbrechbar ist. Der Stosskopf 47 sitzt fest auf der Stange des Kolbens 5 des Spikeeinsetzwerkzeuges 43.
Die Zangenbacken 45, 46 der Zange 18 werden um ihre Lagerzapfen 48, 49 (Fig. 5) herum durch eine Zugfeder 50 gegeneinlandergezogen.
Der Hebel oder Schieber 17 (Fig. 4, 5, 6, hier um 900 geschwenkt gezeigt) wird durch einen Druckluftzylinder 22 in der in den Fig. 4, 5 dargestellten Lage gehalten. Ein elektromagnetisches Ventil 21 schaltet die Druckluft zum Druckluftzylinder 22 ein oder ab.
Wird der Druckluftzylinder 22 druckluftlos, so schwenkt er den Hebel oder Schieber 17 mit seiner Zange 18 und dem Krümmer 16 aus dem Bereich des Hohlstempels 19 des Spikeeinsetzwerkzeuges 43 heraus, wobei zugleich ein Endschalter 23 betätigt wird. Dieser beeinflusst ein Vierwegmagnetventil 24, das seinerseits die Wirksamkeit des Kolbens 5 des Spikeeinsetzwerkzeuges 43 steuert. Eine Fusstaste 20 wirkt auf den Elektromagneten über einen Elektrovakuumschalter 54 ein, der in die Vakuumleitung 55 (Fig. 4) eingesetzt ist, die in diesem Falle vorgesehen sein muss. Der Elektrovakuumschalter 54 ist in den Fig. 1, 1 a genauer dargestellt und besteht aus einem an die Vakuumleitung angeschlossenen Gehäuse 57, in dem sich eine unter Unterdruck stehende Membrane 58 befindet.
Steht die Membrane 58 unter dem Einfluss eines Vakuums der Vakuumleitung 55, dann nimmt die Membrane die Lage nach Fig. la ein. Ist das Vakuum zusammengebrochen, so überwiegt die Kraft einer die Membrane belastenden Feder 59, die über einen Kolben 60 einen Endschalter 61 (vgl. auch Fig. 6) umschalten kann, um die Membrane in die Stellung nach Fig. 1 zu bringen.
Abändernd zu der Ausführung nach Fig. 6 kann die Spikeeinsetzvorrichtung auch in der in Fig. 7 dargestellten Weise gesteuert werden.
Der Hebel oder Schieber 17 (Fig. 4, 5, 7, hier um 900 geschwenkt gezeigt) wird durch den Druckluftzylinder 22 in der in den Fig. 4, 5 dargestellten Lage gehalten. Ein elektromagnetisches Ventil 21 schaltet die Druckluft zum Druckluftzylinder 22 ein und zieht die Zange 18 von dem Hohlstempel 19 weg. Wird der Druckluftzylinder 22 druckluftlos, so schwenkt er den Hebel oder Schieber 17 mit seiner Zange 18 und dem Krümmer 16 in den Bereich des Hohlstempels 19, wobei ein Endschalter 23 geöffnet wird. Dieser beeinflusst das Vierwegmagnetventil 24, das wiederum die Wirksamkeit des Kolbens 5 des Spikeeinsetzwerkzeuges steuert.
Die Fusstaste 20 wirkt über Kontakte 56 über das elektromagnetische Ventil 21 auf den Druckluftzylinder 22 ein, so dass dieser Druckluft erhält und der Hebel oder Schieber 17 von dem Hohlstempel 19 abgezogen und der Endschalter 23 geschlossen wird.
Der Endschalter 23 beeinflusst das Vierwegmagnetventil 24 so, dass der Kolben 5 des Spikeeinsetzwerkzeuges 43 in Richtung zum Reifen 1 hin Druckluft erhält und der Spike 8 mit dem Hohlstempel 19 zusammen in ein Loch 6 des Reifens eingeschlagen wird. Ein am Druckkopf 47 zum Hohlstempel 19 angearbeitetes Kurvenstück kann einen Endschalter 62 öffnen, in dessen Stromkreis das Dreiwegelektromagnetventil 21 liegt.
Über einen von Hand verstellbaren Reifendruckreg ler und ein Dreiwegventil ist eine Druckluftleitung an die den Reifen 1 tragende Felge und damit an den Reifenhohlraum angeschlossen. Der Reifen 1 durchläuft bei seinem Umlauf eine Reifenwanne, die mit einem mit einem Entspannungsmittel versetzten Wasser gefüllt ist. Dadurch wird das Abperlen des Wassers vom Reifen bei dessen Austritt aus diesem verhindert und damit ein leichteres Einsetzen der Spikes in die Löcher 6 des Reifens 1 vermittelt. Von dem Dreiwegventil zum Aufpumpen des Reifens führt eine Abzweigung zu einem Hebezylinder für die Reifenwanne. Diese wird in der das Aufpumpen bewirkenden Stellung a des Dreiwegventils hochgehoben, so dass der Reifen zum Teil im Wasser steht.
Wird das Dreiwegventil auf seine Stellung b gebracht, dann entweicht die Druckluft aus dem Reifen und dem Hebezylinder für die Reifenwanne.
Die Reifenwanne wird gesenkt und der Reifen tritt aus dem Wasser heraus. Anstelle des Benet ns des Reifens durch in der Reifenwanne enthaltenes Wasser kann der Reifen auch kontinuierlich bzw. diskontinuierlich durch eine nicht weiter gezeigte an sich bekannte
Sprühanlage mit geeigneten Gleitmitteln, z. B. entspann tem Wasser, Alkohol oder dergleichen, benetzt werden.
Die Wirkungsweise der erfindungsgemässen Vorrich tung ist folgende:
Bei der Ausgangsstellung der Vorrichtung zum Ein setzen von Spikes befindet sich ein Spike 8 gleichzeitig in der Zange 18 und dem Hohlstempel 19 (Fig. 4).
Dadurch hat sich ein Vakuum in der Vakuumleitung 55 gebildet und der Endschalter 61 hat die Stellung I (Fig. 1 a) eingenommen. In dieser Stellung wird das Elektromagnetventil 21 abgeschaltet, die in dem Druck luftzylinder 22 enthaltene Druckluft entweicht und die in diesem Druckluftzylinder enthaltene Feder bewirkt das Ausschwenken des Hebels 17 und der mit diesem verbundenen Zange aus dem Bereich des Hohlstempels
19. Es ist klar, dass nur auf diese Weise das Spikeeinsetzwerkzeug 43 zum Einschlagen eines Spike in ein Loch 6 des Reifens 1 in der Lage ist.
Soll ein Spike 8 in ein Loch 6 des Reifens 1 eingeschlagen werden, so wird die Fusstaste 20 betätigt.
Wäre hierbei in dem Hohlstempel 19 kein Spike 8 enthalten, dann befände sich der Endschalter 61 in der Stellung II, und das Elektromagnetventil 21 würde ein Ausschwenken der Zange 18 durch den Hebel 17 von dem Hohlstempel 19 hinweg nicht zulassen und damit ein Einschlagen des Hohlstempels 19 allein in den Reifen verhindern. Durch die betätigte Fusstaste 20 erhält das Elektromagnetventil 24 Strom, das nun den Eintritt von Druckluft hinter den Kolben 5 des Spikeeinsetzwerkzeuges 43 zulässt. Der Kolben 5 wird in Richtung zum Reifen 1 hin bewegt und veranlasst dadurch das Einschlagen des Spike 8 zusammen mit dem Hohlstempel 19 in das durch den Lichtpunktwerfer 7 ausgewählte Loch 6 des Reifens 1.
Es ist klar, dass vor dem Betätigen der Fusstaste 20 die Bedienung der Spikeeinsetzvorrichtung den Lichtpunktwerfer 7 und damit das Spikeeinsetzwerkzeug 43 auf das mit einem Spike zu besetzende Loch 6 einstellen musste. Die Fusstaste 20 wird so lange betätigt, wie es zum Einschlagen des jeweiligen Spike 8 erforderlich ist.
Durch Freigabe der Fusstaste 20 nimmt das Vierwegventil 24 seine vorherige Stellung wieder ein, wodurch nunmehr die Druckluft von der Kolbenstangenseite her den Kolben 5 beaufschlagt und diesen zusammen mit dem Hohlstempel 19 wieder aus dem Reifenloch 6 unter Zurücklassung des eingeschlagenen Spike 8 herauszieht und in die Ausgangsstellung zurückbringt. In den nunmehr offenen Hohlstempel 19 tritt Luft ein, das Vakuum in der Vakuumleitung 55 bricht zusammen, die Feder 59 wirkt nunmehr auf die Membrane 58 ein und bringt diese in die in Fig. 1 dargestellte Lage, so dass der Endschalter 61 die Stellung II einnimmt.
Der Elektromagnet 13 wird nunmehr erregt und stösst mit seinem Stössel 12 den im zangenförmigen Blattfedernpaar 11 rastenden Spike in den Schlauch 15 hinein. Gleichzeitig erhält über die Stellung II des Endschalters 61 das Elektromagnetventil 21 Strom.
Der Druckluftzylinder 22 erhält auf der seiner Feder abgewandten Seite Druckluft und schwenkt den Hebel
17 mit der Zange 18 über den Hohlstempel 19 hinweg.
Da unterdessen der Spike 8 von dem Blattfedernpaar 11 aus kommend in den Schlauch 15 hineingestossen wurde, kann nun dieser Spike durch den Krümmer 16, die Zange 18 und zum Teil in den Hohlstempel 19 mit seinem Schaft eintreten. Jetzt nimmt die Spikeeinsetzvorrichtung wieder dieselbe Ausgangsstellung ein, die eingangs bereits erläutert wurde. Wird nun wiederum die Fusstaste 20 betätigt, so wird abermals ein Spike in ein anderes unterdessen ausgewähltes Loch des Reifens
1 - wie oben erläutert - eingeschlagen.
Durch die abgeänderte Ausführungsform der Spikeeinsetzvorrichtung nach Fig. 7 wird deren Wirkungsweise wie folgt abgewandelt: Befindet sich ein Spike 8 in dem Hohlstempel 19 des Spikeeinsetzwerkzeuges 43 und wird die Fusstaste 20 (Fig. 7) betätigt, so erhält das Dreiwegelektromagnetventil 21 Strom, der Kolbendruckluftzylinder 22 wird auf der seiner Feder entgegen gesetzten Seite mit Druckluft beaufschlagt und der Hebel 17 wird ausgeschwenkt, so dass er mit seiner Zange 18 von dem Hohlstempel 19 entfernt wird und den Endschalter 23 schliesst. Bei noch betätigter Fuss taste erhält nunmehr das Vierwegelektromagnetventil 24
Strom, wodurch der Kolben 5 des Spikeeinsetzwerkzeu ges 43 auf seiner Rückseite mit Druckluft beaufschlagt wird und den Hohlstempel 19 zusammen mit dem Spike 8 in das von dem Lichtpunktwerfer 7 ausgewählte Loch 6 des Reifens 1 einschlägt.
Wird die Fusstaste 20 wieder freigegeben, so wird das Vierwegelektromagnetventil 24 wieder stromlos und veranlasst durch entgegengesetzte Druckluftzufuhr zum Spikeeinsetzwerkzeug 43 die Rückkehr des Kolbens 5 und des zugehörigen Hohlstempels 19 aus dem gerade mit einem Spike versehenen Loch 6 des Reifens 1 in die in Fig. 7 dargestellte Lage. Dabei wirkt das Kurvenstück des Druckkopfes 47 auf den Endschalter 62 ein, öffnet dessen Stellung I und schliesst dessen Stellung II. Das Dreiwegelektromagnetventil 21 fällt ab, der Hebel 17 tritt der Federkraft des Druckluftzylinders 22 folgend mit seiner Zange 18 über den Hohlstempel 19 und der Endschalter 23 wird geöffnet.
Gleichzeitig geht über die Stellung II des Endschalters 62 Strom zu dem Elektromagneten 13, der nunmehr - gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines sogenannten Wischrelais - den im zangenförmigen Blattfedernpaar 11 (Fig. 1, 7) bzw. im Fang- und Förderschieber 50 gehalterten Spike 8 in den Schlauch 15 hineinbefördert. In diesem von dem Injektor 63 ausätzlich getrieben, gelangt der Spike 8 durch den Krümmer 16 mit seinem Schaft in die Zange 18 des Hebels 17 und in den Hohlstempel 19. Jetzt kann von neuem die Fusstaste 20 zum Einschlagen des neu vorbereiteten Spike 8 in ein weiteres Loch 6 des Reifens 1 betätigt werden.
Ist der Hohlstempel 19 nach vorn geneigt angeordnet, so ist es zweckmässig, die in den Fig. 4 und 6 angedeutete Vakuumleitung 55 an dem Druckkopf 47 angeschlossen zu lassen und die Saugpumpe 53 beizubehalten. Auf diese Weise wird ein Herausgleiten eines in den Hohlstempel 19 eingesetzten Spike 8 aus diesem wirksam verhindert. Diese Anlage hat noch den Vorteil, dass der Spike 8 nach der Entfernung der Zange 18 von dem Hohlstempel 19 von dem Vakuum mit seinem Kopf bis an die Stirnfläche des Hohlstempels 19 gezogen wird. Das ordnungsmässige Haltern und Einsetzen des jeweiligen Spike 8 in den Hohlstempel 19 kann in an sich bekannter Weise auch durch eine elektromagnetische Vorrichtung vermittelt werden.
Bei jeder der oben erwähnten Ausführungsform ist der Aussendurchmesser des Hohlstempels 19 kleiner als der Durchmesser des Kopfes des jeweils in ihm gehalterten Spike 8. Dadurch wird erreicht, dass das im Reifenlaufbelag eingeheizte Loch 6 beim Einsetzen eines Spike nur so viel aufgeweitet wird, wie es die Grösse des Spikekopfes bedingt. Diese Einbringweise eines Spike in den Reifenlaufbelag ist sehr vorteilhaft, weil moderne Reifenlaufbelälge nicht sehr dehnungsfreudig sind. Demgegenüber sind andere Spikeeinsetzvorrichtungen bekanntgeworden, die in das in dem Laufbelag eingeheizte Loch eine zylindrische Hülse einbringen, in deren Hohlraum ein Spike sodann koaxial eingeführt wird. Wird anschliessend die Hülse aus dem eingeheizten Loch herausgezogen, so schliesst sich die Masse des Laufbelages um den Spike.
Diese Einbringweise verlangt während des Herausziehens der Hülse aus dem Loch des Reifenlaufbelages zusätzliche von aussen her durch die Hülse hindurch wirkende Halteorgane zum Festhalten des Spike in seiner vorgesehenen Einbringtiefe. Eine andere bekanntgewordene Spikeeinbringvorrichtung ist durch eine drei- oder mehrbackige, im geschlossenen Zustand schlankkegelig wirkende Zange gegeben, die in das geheizte Loch eingeführt und dort durch einen zwischen ihre Backen und konzentrisch zu diesen gepressten Spike gespeizt werden, wodurch der Spike seine vorgesehene Lage im Loch des Laufbelages erhält. Auch hier wird der Spike durch in der Zange wirksame Halteorgane in dieser Lage gehalten, wenn die Zange aus dem Spikeloch herausgezogen werden soll.
Durch beide vorerwähnte Spikeeinsetzvorrichtungen (Hülse und Zange) wird die das jeweilige Spikeloch des Reifenlaufbelages umgebende elastische vulkanisierte Masse ausserordentlich weit gedehnt bzw. überdehnt. Dadurch bilden sich in der Wandung des geweiteten Loches Risse. Die für die Lebensdauer des Reifenlaufbelages entscheidende Festhaltespannung (Randspannung) der den eingebrachten Spike umgebenden elastischen Masse sinkt ab bzw. wird ganz aufgehoben. Mit dem gegenüber der Kopfgrösse des Spike 8 im Durchmesser kleineren Hohlstempels 19 werden diese ausserordentlich schädlichen Mängel vermieden. Dazu kommt noch der Vorteil, dass der Hohl- stempel 19 mit dem Spike 8 immer mit hoher Geschwindigkeit, unterstützt durch den durch seinen Innendruck gespannten Reifen, praktisch geschossartig in den Reifenlaufbelag eindringt.
Da der eingebrachte Spike 8 mit seinem Kopf über den Hohlstempel 19 radial hinausragt, wird er sofort von der ihn umgebenden elastischen Masse des Reifenlaufbelages umfasst, wodurch bei dem Herausziehen des Hohlstempels aus dem Reifenlaufbelag keine Halteorgane für den Spike mehr erforderlich sind.
Device for inserting spikes into prepared holes in the tread of heated vehicle tires
In order to increase the slip resistance of vehicle tires, so-called spikes have already been vulcanized into the tread when the tire is heated. This type of fastening of spikes has not proven itself, among other things because the holding forces given in this way are not able to hold the respective spike for a long enough time. The insertion of spikes into holes pre-drilled or preheated in the tire tread using hand tools has also become known. Spikes fastened in such a way in the tire tread hold themselves well in the tread, but require a great deal of time for their introduction.
The invention is based on the object of avoiding the disadvantages of previous stud insertion methods by mechanizing them. According to the invention, this object is achieved by a conveyor that brings the spikes one after the other to an insertion tool and works as a vibrator, the vibrator outlet of which carries a spike lock at the end to which a flexible hose with a smooth inner wall is connected, which ends in a rigid elbow that is connected to an adjustment - and support member for catching and inserting individual spikes is incorporated in a vacuum-influenced, detachable or non-detachable spike setting die of the insertion tool,
which can be moved and fixed around the cross-sectional curvature center of the running surface of the tire inflated on a rim of a stationary shaft after the display of a light direction finder attached to it for the spike-receiving hole, in such a way that it is inserted immediately after a spike has been captured by the spike setting punch Spike into a hole in the tread of the tire, widening it with the spike head, supported by an aqueous lubricant, triggered by the spike setting punch, depending on its design, at different depths, depending on an operating element. The spike lock can also consist of holding tongs with one of these superordinate tong release and spike conveying devices.
The spike lock can advantageously be a pair of slides receiving the spike. The device according to the invention can furthermore be designed in such a way that the insertion depth of the respective spike in the spike-receiving hole of the tire pad depends on a stop worked on the insertion tool. Furthermore, the spike with the spike setting punch can determine the effectiveness of the vacuum system. Furthermore, the tire can be held on the rim carrying it, depending on a manual valve connected to a compressed air tank and a tire pressure regulator, depending on the type and size of the tire, by means of compressed air from 1.00 to 6.00 atmospheres. An additional advantage can be that the outside diameter of the spike setting punch is smaller than the head diameter of the spike and the shaft of the spike is held in the center of the spike setting punch.
Finally, the device can have a water bath or a spray system, with which the tire is used with water that has been relaxed on the surface.
In the drawing, two exemplary embodiments of the invention are shown in general, namely show:
Fig. 1 is a side view of the spike setting device with some parts shown in section,
Fig. La shows an electric vacuum switch according to Fig. 1 in a different switching position,
FIG. 2 shows a conveyor lock for individual spikes according to FIG. 1 on an enlarged scale,
FIGS. 2a and 2b each show a conveyor lock for spikes that is modified compared to that according to FIG.
3 shows a plan view of the stud insertion tool and the studded tire according to FIG. 1;
4 shows a detail of the stud insertion tool according to FIGS. 1 and 3, shown in longitudinal center section,
FIG. 5 shows the locking and spike catching pliers for the spike insertion tool according to FIG. 4,
Fig.
6 is a circuit diagram of an air-controlled stud insertion device according to FIGS. 1 to 5 and
7 shows a circuit diagram of an electrically controlled stud setting device according to FIGS. 1 to 5.
The tire 1 to be provided with spikes 8 (FIGS. 1 to 7) is mounted on a rim, not shown, and is held inflated. This rim is fastened by means known per se on a shaft 41 which is mounted in a bearing block so as to be non-displaceable in the axial direction. Parallel to the tread contour 3 (FIG. 3) of the tire 1, segment rails 4 are fixed at a certain radial distance from this on the frame of the stud inserting device, not shown further. An insertion tool 43 is arranged on these segment rails so that it can be moved and fixed by known means. The spike insertion tool 43 consists of a cylinder 44 in which a piston 5 is seated.
By rotating the tire 1 with its shaft 41 and moving the spike insertion tool 43 sideways on the segment rails 4, the rod of the piston 5 can be brought into line with the axis of a preheated hole 6 in the tread of the tire 1 intended for receiving a spike. As an aid to this setting movement, a light spot projector 7 is fixedly arranged on the housing of the spike insertion tool 43, the light beam of which strikes the tread of the tire with the elongated axis of the piston 5. If the light beam detects a hole in the tread, then this hole is correctly set for the insertion of a spike 8 by the spike insertion tool 43.
The spikes 8 come to the spike insertion tool 43 from a parts conveyor 9 known per se, which uses a vibrator to bring spikes 8 from a supply in it to a helical guide, sorts them using different rail guides known per se, aligns them and uses an outlet guide 10 to a pair of pliers-shaped leaf springs 11 (FIGS. 1 and 2) which is fixedly arranged under the punch 12 of an electromagnet 13. The forward movement of each spike 8 reaching the leaf spring pair 11 is limited by a stop 14. The plunger 12 of the electromagnet 13 can strike in the axial direction on the spike seated in the pincer-shaped leaf spring pair 11 and push this spike out of the holder of the leaf spring pair 11 and release it.
Alternatively, a two-part catch and conveying slide 50 (Fig. 2a) operated by an electromagnet 13 can be placed in the place of the pincer-shaped leaf spring pair 11 with a solenoid-operated punch 12, the part 51 of which brings the spike in a desired new conveying direction and the part 52 of which releases the spike in this conveying direction.
Both parts 51, 52 of the catch and delivery slide 50 are non-positively connected to one another. The electromagnet 13 acts on the part 52. Another embodiment of the catch and conveying slide 50 is shown in FIG. 2b. The catching and conveying slide 50a here has interconnected partial slides 51a, 52a arranged approximately at a spike distance from one another, of which one (51a) releases the foremost from the stream of spikes 8 arriving at the U-shaped outlet and the other (52a ) this spike is conveyed into the hose 15 or then the supply of a further spike is conveyed to the partial slide 51.
The spike 8 knocked out of the pincer-shaped leaf spring pair 11 or released by the two-part catch and conveying slide 50 can be inserted into a hose 15 with a smooth inner wall, e.g. B. a transparent plastic hose, enter and fall through it until it - with the shaft first - reaches a bend 16, which is attached to the end of the hose opposite the electromagnet 13.
A compressed air injector 63 (not shown) that acts in the direction of movement of the spike inside the tube and which - preferably acting continuously - can be incorporated into the socket of the hose 15 near the pair of pliers-shaped leaf springs 11 or the catch and delivery slide 50 can be incorporated into the hose 15 is able to align and accelerate the spike released by the leaf spring pair or catch and delivery slide. With its end facing away from the hose 15, the elbow 16 is permanently fixed in a lever or slide 17, the bore of the elbow 16 opening out on the flank of the lever or slide 17 adjacent to the spike insertion tool 43.
This running out bore of the bend 16 is - exactly centered a funnel-shaped recess of the jaws 45, 46 of a pair of pliers 18 (Fig. 4 and 5) opposite. The pincer jaws 45, 46 form, coaxially to their funnel-shaped opening, but opposite to this, a centering bore 18a, with which the two pincer jaws are able to place around the end of a hollow punch 19 of the spike inserting tool 43. The hollow punch 19 is permanently incorporated or releasably attached in a pusher head 47 and can be connected to a vacuum generator, not shown, through a side channel of this pusher head. B. a suction pump 53 (Fig. 1 and 6), are connected, the effect of which can be interrupted by a valve. The pusher head 47 is firmly seated on the rod of the piston 5 of the stud insertion tool 43.
The pliers jaws 45, 46 of the pliers 18 are pulled against one another around their bearing journals 48, 49 (FIG. 5) by a tension spring 50.
The lever or slide 17 (FIGS. 4, 5, 6, shown here pivoted by 900) is held in the position shown in FIGS. 4, 5 by a compressed air cylinder 22. An electromagnetic valve 21 switches the compressed air to the compressed air cylinder 22 on or off.
If the compressed air cylinder 22 is depressurized, it pivots the lever or slide 17 with its pliers 18 and the elbow 16 out of the area of the hollow punch 19 of the stud inserting tool 43, a limit switch 23 being actuated at the same time. This influences a four-way solenoid valve 24, which in turn controls the effectiveness of the piston 5 of the spike insertion tool 43. A foot switch 20 acts on the electromagnet via an electro-vacuum switch 54 which is inserted into the vacuum line 55 (FIG. 4), which must be provided in this case. The electric vacuum switch 54 is shown in more detail in FIGS. 1, 1a and consists of a housing 57 connected to the vacuum line, in which there is a membrane 58 under negative pressure.
If the membrane 58 is under the influence of a vacuum in the vacuum line 55, then the membrane assumes the position according to FIG. If the vacuum has collapsed, the force of a spring 59 which loads the diaphragm and which can switch over a limit switch 61 (see also FIG. 6) via a piston 60 in order to bring the diaphragm into the position according to FIG. 1 prevails.
In a modification of the embodiment according to FIG. 6, the spike insertion device can also be controlled in the manner shown in FIG.
The lever or slide 17 (FIGS. 4, 5, 7, shown here pivoted by 900) is held in the position shown in FIGS. 4, 5 by the compressed air cylinder 22. An electromagnetic valve 21 switches on the compressed air to the compressed air cylinder 22 and pulls the pliers 18 away from the hollow punch 19. If the compressed air cylinder 22 is depressurized, it pivots the lever or slide 17 with its pliers 18 and the elbow 16 in the area of the hollow punch 19, whereby a limit switch 23 is opened. This influences the four-way solenoid valve 24, which in turn controls the effectiveness of the piston 5 of the spike insertion tool.
The foot switch 20 acts via contacts 56 via the electromagnetic valve 21 on the compressed air cylinder 22, so that it receives compressed air and the lever or slide 17 is pulled off the hollow plunger 19 and the limit switch 23 is closed.
The limit switch 23 influences the four-way solenoid valve 24 so that the piston 5 of the stud insertion tool 43 receives compressed air in the direction of the tire 1 and the stud 8 is hammered together with the hollow punch 19 into a hole 6 of the tire. A curve piece worked on the print head 47 to form the hollow punch 19 can open a limit switch 62, in whose circuit the three-way solenoid valve 21 is located.
A compressed air line is connected to the rim carrying the tire 1 and thus to the tire cavity via a manually adjustable tire pressure regulator and a three-way valve. The tire 1 runs through a tire tub as it rotates, which is filled with water mixed with a relaxant. This prevents the water from beading off the tire when it emerges from the tire and thus facilitates the insertion of the spikes into the holes 6 of the tire 1. From the three-way valve for inflating the tire, a branch leads to a lifting cylinder for the tire pan. This is raised in the inflation effecting position a of the three-way valve so that the tire is partly in the water.
If the three-way valve is brought to its position b, the compressed air escapes from the tire and the lifting cylinder for the tire pan.
The tire tray is lowered and the tire comes out of the water. Instead of the benet ns of the tire by water contained in the tire tub, the tire can also continuously or discontinuously by a not shown in itself known
Spray system with suitable lubricants, e.g. B. Relaxed system water, alcohol or the like, are wetted.
The operation of the device according to the invention is as follows:
In the starting position of the device for a set of spikes is a spike 8 at the same time in the pliers 18 and the hollow punch 19 (Fig. 4).
As a result, a vacuum has formed in the vacuum line 55 and the limit switch 61 has assumed position I (FIG. 1 a). In this position, the solenoid valve 21 is switched off, the compressed air contained in the pressure air cylinder 22 escapes and the spring contained in this compressed air cylinder causes the lever 17 and the pliers connected to it to pivot out of the area of the hollow punch
19. It is clear that only in this way is the stud insertion tool 43 capable of driving a stud into a hole 6 of the tire 1.
If a spike 8 is to be driven into a hole 6 in the tire 1, the foot button 20 is actuated.
If there were no spike 8 in the hollow punch 19, the limit switch 61 would be in position II, and the solenoid valve 21 would not allow the pliers 18 to be pivoted out by the lever 17 away from the hollow punch 19 and thus the hollow punch 19 would not be knocked in prevent it in the tire alone. When the foot switch 20 is actuated, the solenoid valve 24 receives current, which now allows compressed air to enter behind the piston 5 of the stud insertion tool 43. The piston 5 is moved in the direction of the tire 1 and thereby causes the spike 8, together with the hollow punch 19, to be hammered into the hole 6 of the tire 1 selected by the light spot projector 7.
It is clear that before the foot button 20 was actuated, the operator of the spike insertion device had to set the light point projector 7 and thus the spike insertion tool 43 to the hole 6 to be filled with a spike. The foot switch 20 is pressed for as long as is necessary to strike the respective spike 8.
By releasing the foot button 20, the four-way valve 24 resumes its previous position, as a result of which the compressed air now acts on the piston 5 from the piston rod side and pulls it back out of the tire hole 6 together with the hollow punch 19, leaving the spike 8 behind, and into the starting position brings back. Air enters the now open hollow plunger 19, the vacuum in the vacuum line 55 collapses, the spring 59 now acts on the diaphragm 58 and brings it into the position shown in FIG. 1, so that the limit switch 61 assumes position II .
The electromagnet 13 is now excited and, with its plunger 12, pushes the spike, which engages in the pincer-shaped leaf spring pair 11, into the hose 15. At the same time, the solenoid valve 21 receives current via position II of the limit switch 61.
The compressed air cylinder 22 receives compressed air on the side facing away from its spring and pivots the lever
17 with the pliers 18 over the hollow punch 19.
Since the spike 8 has meanwhile been pushed into the tube 15 coming from the leaf spring pair 11, this spike can now enter through the bend 16, the pliers 18 and in part into the hollow punch 19 with its shaft. Now the spike insertion device again assumes the same starting position that was already explained at the beginning. If the foot button 20 is now actuated again, a spike is once again made into another hole in the tire that has been selected in the meantime
1 - as explained above - taken.
The modified embodiment of the spike insertion device according to FIG. 7 changes its mode of operation as follows: If a spike 8 is located in the hollow punch 19 of the spike insertion tool 43 and the foot button 20 (FIG. 7) is actuated, the three-way solenoid valve 21 receives power, the piston compressed air cylinder 22 is acted upon with compressed air on the side opposite its spring and the lever 17 is swiveled out so that it is removed from the hollow punch 19 with its pliers 18 and the limit switch 23 closes. If the foot button is still actuated, the four-way solenoid valve 24 is now received
Current, whereby the piston 5 of the Spikeeinsetzwerkzeu sat 43 is acted upon on its back with compressed air and the hollow punch 19 together with the spike 8 in the hole 6 of the tire 1 selected by the light spot projector 7 strikes.
If the foot button 20 is released again, the four-way solenoid valve 24 is de-energized again and, by supplying compressed air in the opposite direction to the spike insertion tool 43, causes the piston 5 and the associated hollow punch 19 to return from the hole 6 of the tire 1 that has just been spiked into the hole shown in FIG. 7 location shown. The curve piece of the print head 47 acts on the limit switch 62, opens its position I and closes its position II. The three-way solenoid valve 21 drops, the lever 17, following the spring force of the compressed air cylinder 22, occurs with its pliers 18 over the hollow plunger 19 and the limit switch 23 will open.
At the same time, current goes through position II of the limit switch 62 to the electromagnet 13, which now - possibly with the interposition of a so-called wiping relay - the spike 8 held in the pincer-shaped leaf spring pair 11 (Fig. 1, 7) or in the catch and conveyor slide 50 into the Hose 15 conveyed in. In this, driven extensively by the injector 63, the spike 8 passes through the bend 16 with its shaft into the pliers 18 of the lever 17 and into the hollow punch 19. Now the foot button 20 can again be used to knock the newly prepared spike 8 into another Hole 6 of the tire 1 are actuated.
If the hollow plunger 19 is arranged inclined to the front, it is expedient to leave the vacuum line 55 indicated in FIGS. 4 and 6 connected to the print head 47 and to maintain the suction pump 53. In this way, a spike 8 inserted into the hollow punch 19 is effectively prevented from sliding out of it. This system also has the advantage that, after the pliers 18 have been removed from the hollow punch 19, the head of the spike 8 is pulled by the vacuum to the end face of the hollow punch 19. The proper holding and insertion of the respective spike 8 in the hollow punch 19 can also be conveyed in a manner known per se by an electromagnetic device.
In each of the above-mentioned embodiment, the outer diameter of the hollow punch 19 is smaller than the diameter of the head of the respective spike 8 held in it Size of the spike head conditional. This way of introducing a spike into the tire tread is very advantageous because modern tire treads are not very stretchy. In contrast, other spike insertion devices have become known which insert a cylindrical sleeve into the hole heated in the tread, into the cavity of which a spike is then inserted coaxially. If the sleeve is then pulled out of the heated hole, the mass of the tread closes around the spike.
During the pulling out of the sleeve from the hole in the tire tread, this method of insertion requires additional holding members acting from the outside through the sleeve to hold the spike in its intended insertion depth. Another spike insertion device that has become known is provided by three- or multi-jaw pliers that act in the closed state with a slender cone, which are inserted into the heated hole and fed there by a spike pressed between their jaws and concentrically to these, whereby the spike is in its intended position in the hole of the tread receives. Here, too, the spike is held in this position by holding organs effective in the forceps when the forceps are to be pulled out of the spike hole.
The elastic vulcanized mass surrounding the respective stud hole of the tire tread is stretched or overstretched to an extraordinarily high degree by the two aforementioned spike insertion devices (sleeve and pliers). This causes cracks to form in the wall of the widened hole. The holding tension (edge tension) of the elastic mass surrounding the inserted spike, which is decisive for the service life of the tire tread, drops or is completely eliminated. With the hollow punch 19, which is smaller in diameter than the head size of the spike 8, these extremely harmful defects are avoided. In addition, there is the advantage that the hollow punch 19 with the spike 8 always penetrates the tire tread like a bullet at high speed, supported by the tire tensioned by its internal pressure.
Since the inserted spike 8 protrudes radially with its head beyond the hollow punch 19, it is immediately encompassed by the elastic mass of the tire tread surrounding it, which means that when the hollow punch is pulled out of the tire tread, no holding elements for the spike are required.