DE102018125123A1

DE102018125123A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Zentrierung eines Speichenlaufrades für Zweiräder

Info

Publication number: DE102018125123A1
Application number: DE102018125123.8A
Authority: DE
Inventors: Michael Grätz
Original assignee: Mg Components & Co KG GmbH
Current assignee: Mg Components & Co KG GmbH
Priority date: 2018-10-11
Filing date: 2018-10-11
Publication date: 2020-04-16
Anticipated expiration: 2038-10-12
Also published as: DE102018125123B4

Abstract

Ein Verfahren zur Zentrierung eines Speichenlaufrades (1) für Zweiräder zwecks Beseitigung des Seiten- und Höhenschlages das Speichenlaufrades (1), das aus einer umlaufenden, geschlossenen Felge (3) besteht, in der gleichmässig am Umfang verteilt angeordnete Speichennippel (4) verankert sind und jeder Speichennippel (4) mit einer Gewindeschraubverbindung (30) mit dem einen Ende einesr Speiche (5-7) verbunden ist, deren gegenüber liegendes Ende mit einer zentralen Nabe (9) verbunden ist,wobei Einstellmotoren (16a-d) in Eingriff mit dem jeweils zugeordneten Speichennippel (4) gebracht werden undin Abhängigkeit vom Messergebnis jeder Messuhr (10, 11) der jeweilige Einstellmotor (16a-d) zwecks Erhöhung oder Verminderung der Speichenspannung um einen bestimmten Drehwinkel drehend angetrieben wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Zentrierung eines Speichenlaufrades für Zweiräder nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Eine für die Ausführung des Verfahrens notwendige Vorrichtung wird durch den unabhängigen Patentanspruch 5 geschützt.
Ein Speichenlaufrad für Zweiräder besteht in der Regel aus einer umlaufend geschlossenen Felge, in deren Felgenboden eine Anzahl von gleichmäßig am Umfang der Felge verteilt angeordneten Nippellöchern angeordnet sind, durch welche jeweils ein Speichennippel hindurchgreift und im Nippelloch verankert ist.
Der Speichennippel weist in an sich bekannter Weise ein Innengewinde auf, welches auf das zugeordnete Außengewinde der Speiche aufgeschraubt ist.
Das andere Ende der Speiche ist jeweils mit der innenliegenden, zentralen Nabe der Felge verbunden, wobei die Nabe selbst mit einer Befestigungsachse verbunden ist. Die Befestigungsachse ist über an sich bekannte Nabenlager drehbar mit der umlaufend auf der Befestigungsachse angeordneten Nabe verbunden.
Bei derartigen Speichenlaufrädern besteht das Problem, dass es einen Höhen- und einen Seitenschlag gibt.
Der Seitenschlag entsteht dadurch, dass die Felgenflanke ein horizontales Spiel aufweist, wenn man davon ausgeht, dass die gesamte Felge fluchtend in einer vertikalen Ebene eingespannt ist und die Längserstreckung der Befestigungsachse in einer horizontalen Richtung gerichtet ist. Die Nabe ist umlaufend angetrieben, so dass die gesamte Felge um die in horizontaler Ebene oder in einer horizontalen Achse liegenden Befestigungsachse drehend gelagert ist.
Ein bekanntes Verfahren zur Beseitigung des Höhen- und Seitenschlags sieht vor, dass lediglich zwei Messuhren zur Abtastung eines einzigen Bereichs der Felge vorhanden sind, wobei die eine Messuhr den Seitenschlag und die andere Messuhr den Höhenschlag in nur diesem einen Bereich erfasst.
Wenn das Rad mit seiner Speichenanordnung stehend in der vertikalen Ebene über die Nabe bei festgesetzter Befestigungsachse gedreht wird, kann somit an den beiden, dicht nebeneinander angeordneten Messuhren der Seiten- und der Höhenschlag an genau dieser einen Messstelle abgelesen werden. Beispielsweise zeigt die eine Messuhr einen Seitenschlag von 2 mm und die andere Messuhr einen Höhenschlag von 4 mm als Abweichung von der kalibrierten Normallage an der einzigen Messstelle an.
Eine zur Beseitigung des Höhen- und Seitenschlags bekannte Zentriermaschine sieht zwei voneinander getrennte Einstellmotoren vor, wobei jeweils ein Einstellmotor zur Einstellung der Spannung einer Speiche verwendet wird und der eine Einstellmotor zur Einstellung der Spannung der einen und der andere Einstellmotor zur Einstellung der Spannung der benachbarten Speiche vorgesehen ist.
Ein solches Verfahren, bei dem lediglich zwei benachbarte Messuhren und zwei benachbarte Einstellmotoren vorgesehen sind, ist mit schwerwiegenden Nachteilen behaftet.
Bei nicht in Eingriff mit den Speichennippeln befindlichen Einstellmotoren wird das Speichenlaufrad in einem ersten Arbeitsschritt um mindestens einen Drehwinkel von 360° einmal gedreht, damit mit den beiden Messuhren der Seiten- und Höhenschlag erfasst werden kann. Der Bereich mit dem größten Seiten- und Höhenschlag wird dann identifiziert.
In einem zweiten Arbeitsschritt wird nun jeweils ein Einstellmotor mit seinem daran drehfest angesetzten Drehwerkzeug in Eingriff mit dem am identifizierten Ort der Felge angeordneten Speichennippel gebracht und der Speichennippel wird entweder im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn gedreht.
Wird er im Uhrzeigersinn gedreht, erhöht sich die Längsspannung auf die Speiche, wohingegen er im Gegenuhrzeigersinn gedreht wird, die Speichenspannung nachlässt.
Nach erfolgter einmaliger testweiser Umdrehung von zwei nebeneinander liegenden Speichen werden die Drehwerkzeuge wieder außer Eingriff mit dem Speichennippel gebracht.
Danach wird das Speichenlaufrad um beispielsweise einen Drehwinkel von 10 oder 20° weitergedreht, um beispielsweise die benachbarten Speichen ebenfalls in den Eingriffsbereich der Einstellmotoren zu bringen, um dort mit den Speichennippeln dieser benachbarten Speichen ebenfalls eine Veränderung der Speichenspannung zu versuchen.
Es handelt sich also um ein vielfach wiederholtes Eingreifen und Ausfahren der Drehwerkzeuge der beiden Einstellmotoren in zugeordnete Speichennippel an unterschiedlichen Stellen der Felge, wobei in vielfacher Weise, z. B. 30 oder 40 unterschiedliche Eingriffe an den Speichen notwendig sind, um mit vielfachen Umdrehungen und Versuchen den Seiten- und Höhenschlag an allen Stellen am Umfang der Felge zu beseitigen.
Daraus ergibt sich, dass es einer beträchtlichen Erfahrung bedarf, die Speichenspannung mit zwei nebeneinander angeordneten Einstellmotoren und daran angetriebenen Drehwerkzeugen so zu verändern, dass schließlich insgesamt der Seiten- und Höhenschlag am gesamten Umfang der Felge minimiert wird.
Neben einer erforderlichen, langjährigen Erfahrung eines Bedieners einer solchen Zentriermaschine muss auch eine sehr lange Einstellzeit in Kauf genommen werden, um alle Speichen mit der jeweils individuell erforderlichen Speichenspannung zu versehen, um schließlich dann den Seiten- und den Höhenschlag des Speichenlaufrades zu minimieren.
Hier setzt die Erfindung ein, die sich die Aufgabe gestellt hat, ein Verfahren zum Betrieb einer Zentriermaschine und eine hierzu verwendete Zentriermaschine der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass mit wesentlich geringerem Arbeits- und Zeitaufwand bei geringerem Erfahrungsschatz des Bedieners eine einwandfreie, schnelle Zentrierung erreicht wird.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung durch die technische Lehre des Anspruches 1 gekennzeichnet.
Vorteilhaftes Verfahrensmerkmal ist, dass zur Beseitigung des Seiten- und Höhenschlages das Speichenlaufrad in einem ersten Arbeitsschritt drehfest blockiert wird, dass in einem zweiten Arbeitsschritt jeder einzelnen Speiche des Speichenlaufrades eine individuelle Messuhr zur Erfassung des Seiten- und des Höhenschlages zugeordnet wird und mit der Felge in Messeingriff gebracht wird und dass jedem Speichennippel jeder Speiche ein individueller Einstellmotor zugeordnet ist und dass in einem dritten Arbeitsschritt alle Einstellmotoren in Eingriff mit dem zugeordneten Speichennippel gebracht werden und in einem vierten Arbeitsschritt in Abhängigkeit vom Messergebnis jeder Messuhr der jeweilige Einstellmotor zwecks Erhöhung oder Verminderung der Speichenspannung drehend angetrieben wird.
Merkmal des Verfahrens ist demnach, dass auf eine umlaufende Drehung des Speichenlaufrades zwecks Erfassung des Höhen- und Seitenschlages der Felge verzichtet wird, sondern dass ausgehend von einer Referenzebene, die z. B. durch eine Referenzscheibe festgelegt wird, alle Messuhren, die der jeweiligen Speiche zugeordnet sind, zunächst in einer Grundstellung geeicht werden, um so einen idealen Zustand der Felge ohne Seiten- und Höhenschlag an einer Referenzscheibe einstellen zu können.
Nach der Entfernung der Referenzscheibe werden die Messuhren für den Seiten- und den Höhenschlag auf null gestellt, und es wird danach die Referenzscheibe entfernt und stattdessen an deren Ort das zu kompensierende, einzustellende Speichenlaufrad eingesetzt.
Sobald das Speichenlaufrad fest in die Zentriermaschine eingesetzt ist, wird es nicht gedreht und auch nicht mehr bewegt. Alle Messuhren werden in Messeingriff mit der jeweiligen Stelle an der Felge gebracht, vorzugsweise dort, wo sich eine Speiche befindet. Somit wird an jedem Ort der Speiche der Seitenschlag und der Höhenschlag von jeder dort angeordneten Messuhr individuell erfasst und abgelesen. Der Begriff „in Messeingriff gebracht“ beinhaltet eine berührend und/oder eine berührungslose Abtastung der jeweiligen Felgenstelle am Umfang der Felge.
In Abhängigkeit von diesem Messergebnis werden nun nacheinander folgend oder gleichzeitig oder partiell gleichzeitig die entsprechenden Einstellmotoren angetrieben, wobei z. B. ein Einstellmotor den Speichennippel fester hineindreht, um die Speichenspannung zu erhöhen, während ein anderer Einstellmotor, der an einer völlig anderen Speiche ansetzt, beispielsweise die Speichenspannung dieser Speiche verringern kann.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass eine Vorrichtung zur Zentrierung eines Speichenlaufrades für Zweiräder zwecks Beseitigung des Seiten- und Höhenschlages des Speichenlaufrades, welches aus einer umlaufenden, geschlossenen Felge besteht, in der gleichmässig am Umfang verteilt angeordnete Speichennippel verankert sind und jeder Speichennippel mit einer Gewindeschraubverbindung mit dem einen Ende eines Speiche verbunden ist, deren gegenüber liegendes Ende mit einer zentralen Nabe verbunden ist, dadurch gekennzeichnet ist, dass das Speichenlaufrad mindestens während der Zentrierung blockierbar ist,
dass jeder einzelnen Speiche des Speichenlaufrades eine individuelle Messuhr zur Erfassung des Seiten- und des Höhenschlages zugeordnet ist und mit der Felge in Messeingriff gebracht ist,
dass jedem Speichennippel jeder Speiche ein individueller Einstellmotor zugeordnet ist,
dass die Einstellmotoren in Eingriff mit dem jeweils zugeordneten Speichennippel bringbar sind,
und dass in Abhängigkeit vom Messergebnis jeder Messuhr der jeweilige Einstellmotor zwecks Erhöhung oder Verminderung der Speichenspannung um einen bestimmten Drehwinkel drehend antreibbar ist
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die erfindungsgemäße Zentriermaschine auch automatisiert arbeitet, denn es können die von den Messuhren erfassten Seiten- und Höhenschläge digital erfasst werden und zum individuellen Antrieb des jeweiligen Einstellmotors verwendet werden. Hierzu wird ein Mikrocomputer verwendet, der in Abhängigkeit von den erfassten Seiten- und Höhenschlägen an den individuellen Stellen am Umfang der Felge, die dort jeweils angeordnete Messuhr ausliest und den jeweilig dort angeordneten Einstellmotor in Drehrichtung oder in Gegenrichtung antreibt, um somit jeden einzelnen Speichennippel drehend anzutreiben, um die Speichenspannung zu erhöhen oder zu erniedrigen.
Eine solche automatisierte Zentriervorrichtung sieht nach einer bevorzugten Ausgestaltung vor, dass die im Eingriff mit dem Speichenlaufrad befindlichen Messuhren digital auslesbar und deren jeweiliger Messwert als Ist-Wert in einen mikroprozessor-gesteuerten Regler eingebbar ist, dass dem digitalen Regler die von den Messungen an einer Referenzscheibe erfassten Messuhr-Werte als Sollwerte eingebbar sind
und dass die Regelabweichung (=Differenz) zwischen dem Ist- und dem Sollwert an jedem Speichennippel am Ausgang des Reglers auf den jeweiligen Einstellmotor aufschaltbar ist, welcher das Drehwerkzeug um ein bestimmtes Winkelmass drehend antreibt.
Bei Speichenlaufrädern mit z. B. 28 Speichen ist es demnach vorgesehen, dass an jedem Ort des Speichennippels, mit dem die Speiche an dem Felgenboden festgelegt ist, ein Einstellmotor mit einem drehfest damit verbundenen Drehwerkzeug angeordnet ist und ebenso an jedem Ort, wo die Speiche über den Speichennippel mit der Felge verbunden ist, eine Messuhr für den Seitenschlag und eine Messuhr für den Höhenschlag angeordnet ist.
Es werden also - um bei diesem Beispiel zu bleiben - 28 Einstellmotoren und zweimal 28 Messuhren verwendet.
Die Erfindung ist nicht auf eine berührende Messung bei Messuhren für die Erfassung des Seitenschlages und des Höhenschlages begrenzt. Es kann auch eine berührungslose Messung erfolgen, z. B. mit einem Lasermessgerät, wobei das Lasermessgerät bevorzugt geeignet ist, in einem Arbeitsgang sowohl den Seiten- als auch den Höhenschlag zu erfassen.
Statt der Verwendung von 56 Messuhren kann deshalb ein Laser mit 28 Messpunkten verwendet werden, wobei jeder Messpunkt pro Speiche sowohl den Höhen- als auch den Seitenschlag berührungslos erfassen kann.
Neben der berührungslosen Erfassung mittels Laser können auch andere Entfernungs- oder Abstandsmesseinrichtungen verwendet werden, wie z. B. kapazitive, induktive oder auch elektromagnetische Messeinrichtungen.
Für die Ausbildung des Einstellmotors gibt es unterschiedliche Möglichkeiten. Ein solcher Einstellmotor kann als Elektromotor ausgebildet sein, der mit einem geeigneten Untersetzungsgetriebe in der Lage ist, das mit ihm drehfest verbundene Drehwerkzeug mit einem bestimmten Drehmoment zu drehen, wobei das Drehmoment ebenfalls elektronisch erfasst werden kann, um so indirekt die Speichenspannung zu erfassen.
In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass die Speichenspannung der Speiche unmittelbar über ein sogenanntes Tensiometer erfasst wird, welches Tensiometer zwei voneinander entfernte Befestigungspunkte an der Speiche und einen dazwischen einen Durchbiegungspunkt definiert, so dass die Durchbiegung des mittleren Durchbiegungspunktes zwischen den beiden seitlich angeordneten Befestigungspunkten ein Maß für die Spannung in der Speiche ist.
Alle diese Messergebnisse (Tensiometer und/oder elektronische Drehmomentenerfassung) können in einen zentralen Mikroprozessor eingegeben werden und für einen automatisierten Betrieb der Zentriermaschine verwendet werden. Ein hierfür geeigneter elektronischer Regler bestimmt dann in Abhängigkeit vom erfassten Istwert des Höhen- und Seitenschlages eine Regelabweichung im Vergleich zum Sollwert und regelt die Stromzufuhr zum Einstellmotor solange bis die Regelabweichung gegen Null geht. Somit wird eine computergestützte, automatische Vorrichtung zur Zentrierung verwirklicht.
Besonderer Vorteil des Verfahrens ist, dass das Speichenlauf mindestens während der Messung blockiert ist, d.h. es wird während der Messung nicht gedreht. Damit wird die Messung wesentlich beschleunigt, denn in einem einzigen Messdurchgang können sämtliche Höhen- und Seitenschläge an allen Stellen der Felge in einem Arbeitsgang auf einmal erfasst und korrigiert werden. Demzufolge ist es auch nicht mehr erforderlich, die Drehwerkzeuge der Einstellmotoren in Längsrichtung (Hubrichtung) wechselweise in Eingriff und außer Eingriff mit den Speichennippeln zu bringen, wie es beim Stand der Technik notwendig war. Damit erfolgt die Einstellarbeit auch wesentlich schneller.
Beim Stand der Technik musste fortlaufend wiederholt und schrittweise gemessen werden, wobei das Speichenlaufrad um bestimmte Winkelgrade gedreht wurde, um eine Messung durchzuführen, dann erfolgte die individuelle Einstellung an einer Speiche, worauf dann die Messung wiederholt wurde. Davor mussten die Drehwerkzeuge außer Eingriff mit dem Speichennippel gebracht werden, um das Speichenlaufrad drehen zu können. Damit war die Gefahr der Beschädigung der Speichennippel verbunden. Dies entfällt bei der vorliegenden Erfindung
Es wird bevorzugt, wenn jeder Einstellmotor wird mit seinem Drehwerkzeug in Eingriff mit dem Speichennippel gebracht wird und mit diesem drehfest verbunden bleibt. Dies erfolgt nur einmal während des gesamten Zentriervorganges.
Erfindungsgemäß ist deshalb das Beschädigungsrisiko an der Felge und den Speichennippeln wesentlich geringer, weil auf wiederholtes Ein- und Ausfahren der Drehwerkzeuge auf die Speichennippel verzichtet werden kann.
Beim Stand der Technik bestand hingegen der Nachteil, dass durch das wiederholte Ein- und Ausfahren des Drehwerkzeuges auf den Speichennippel die Gefahr bestand, dass der Speichennippel oder sogar der Felgengrund neben dem Speichennippel beschädigt wurde.
Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander.
Alle in den Unterlagen, einschließlich der Zusammenfassung offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung, könnten als erfindungswesentlich beansprucht werden, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
Die Verwendung der Begriffe „wesentlich“ oder „erfindungsgemäß“ oder „erfindungswesentlich“ ist subjektiv und impliziert nicht, dass die so benannten Merkmale zwangsläufig Bestandteil eines oder mehrerer Patentansprüche sein müssen.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.
Es zeigen:

1: perspektivische Darstellung eines Speichenlaufrades mit zwei Messuhren zur Erfassung des Seiten- und Höhenschlages nach dem Stand der Technik
2: die gleiche Darstellung wie 1 mit der Anbringung von Einstellmotoren nach dem Stand der Technik
3: eine perspektivische Darstellung des Speichenlaufrades mit einer Zentriermaschine nach der Erfindung
4: die gleiche Darstellung wie 3, wobei nun zusätzlich die Einstellmotoren dargestellt sind
5: die gleiche Darstellung wie 3 und 4, wobei zusätzlich Tensiometer zur Erfassung der Speichenspannung dargestellt sind
6: Schnitt durch ein Speichenlaufrad in schematisierter Anordnung in idealer Darstellung ohne Seiten- und Höhenschlag
7: eine gegenüber 6 veränderte Darstellung, wo ein Speichen- und Höhenschlag vorhanden ist
8: ein Schnitt durch eine Referenzscheibe, mit der die erfindungsgemäße Zentriermaschine geeicht wird
9: ein vereinfachter Schnitt durch eine Messanordnung mit einem Drehwerkzeug an einem Speichennippel

Entsprechend der allgemeinen Beschreibung zeigen die 1 und 2 eine Zentriermaschine nach dem Stand der Technik, wobei davon ausgegangen wird, dass die Befestigungsachse 8 in ihrer Längsachse horizontal ausgerichtet ist und das Speichenlaufrad 1 in einer vertikalen Ebene drehbar ist.
Es wird demnach in den Drehrichtungen 15 zusammen mit der Nabe 9 um die feststehende Befestigungsachse 8 gedreht.
Zur Erfassung des Seitenschlages ist eine erste Messuhr 10 angeordnet, die mit ihrem Messtaster 12 auf der Felgenflanke 13 aufsetzt, während zur Erfassung des Höhenschlages eine zweite Messuhr 11 vorhanden ist, die mit ihrem Messtaster 12 auf dem Felgenrand 14 aufsetzt.
Die innere Nabe 9 ist über eine Vielzahl von Speichen 5, 6, 7 mit der Felge 3 verbunden, wobei die Verbindung durch die Speichennippel 4 erfolgt, die im Felgenboden 40 (siehe 9) verankert sind.
In 2 ist nach dem Stand der Technik vorgesehen, dass lediglich zwei Einstellmotoren 16, 17 vorhanden sind, die mit ihren Drehwerkzeugen 33 in Dreheingriff mit dem jeweiligen Speichennippel 4 sind, um so bei einem Eingriff an einer einzigen Stelle am Umfang der Felge die Spannung in der Speiche 5, 6, 7 zu erhöhen oder zu vermindern.
Damit eine Messung und eine Einstellung mit den Einstellmotoren 16, 17 geschehen kann, ist es zunächst erforderlich, dass gemessen wird, wobei die Drehwerkzeuge 33 in Pfeilrichtung 41b außer Eingriff mit den Speichennippeln gebracht werden, um zunächst den Höhen- und Seitenschlag an den Messuhren 10, 11 festzustellen.
An einer bestimmten Speiche 5, 6 wird die Drehung in Pfeilrichtung 15 angehalten und das Drehwerkzeug 33 wird in Pfeilrichtung 41a in Eingriff mit dem Speichennippel 4 gebracht und dabei wird es entweder im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn gedreht, um die Spannung in der Speiche 5, 6, 7 zu erhöhen oder zu vermindern.
Danach wird das Drehwerkzeug 33 in Pfeilrichtung 41b außer Eingriff mit dem Speichennippel 4 gebracht, und das Speichenlaufrad 1 wird an eine andere Drehposition gedreht, wobei gleichzeitig der Seiten- und der Höhenschlag 10, 11 erfasst wird. Die Einstellmotoren 16, 17 werden mit ihren Drehwerkzeugen 33 erneut in Eingriff mit dem jeweiligen neuen Speichennippel 4 gebracht, um dort die Spannung in der jeweiligen Speiche 5, 6, 7 zu erhöhen oder zu vermindern.
Es liegt auf der Hand, dass ein solches Ausrichtverfahren mit einer Zentriermaschine nach dem Stand der Technik aufwendig ist, schwerwiegende Nachteile hat und einer großen Erfahrung bedarf, um einen Seiten- und Höhenschlag über den gesamten Umfang der Felge zu vermindern.
Hier setzt die Erfindung ein, die in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß den 3 bis 5 vorsieht, dass das Speichenlaufrad 1 mit seiner Nabe 9 festgesetzt ist, d. h. die Nabe 9 ist blockiert und bleibt während des gesamten Ausrichtvorganges blockiert. Dies wird durch die Blockierung 18 symbolisch in den Zeichnungen dargestellt.
Es wird bevorzugt, wenn jeder Speiche 5, 6, 7 eine individuelle Messuhr 10, 11 für die Erfassung des Seiten- und des Höhenschlages an genau diesem Montageort der Speiche in der Felge 3 zugeordnet ist, d. h. die Messuhren 10, 11 sind etwa nächstliegend dem jeweiligen Speichennippel 4 an einer zugeordneten Zentriervorrichtung befestigt.
Sie greifen deshalb jeweils mit ihren zugeordneten Messtastern 12 ortsfest (stationär) an der Felge 3 an.
Zur Erfassung des Seiten- und des Höhenschlages ist somit bevorzugt jedem Speichennippel 4 eine Messanordnung zur Erfassung des Seiten- und des Höhenschlages zugeordnet, wobei im Ausführungsbeispiel zwei Messuhren 11, 12 verwendet werden, die im Winkel von 90° mit ihren Messtastern 12 versetzt zueinander angeordnet sind.
Wie eingangs beschrieben, kann die Erfassung des Seiten- und des Höhenschlages jedoch auch durch andere Messvorrichtungen erfolgen, wie z. B. eine berührungslose Lasermessvorrichtung oder induktive oder kapazitive Messeinrichtungen.
Bei einer Anzahl von insgesamt 28 am Umfang angeordneten Speichen sind deshalb 56 Messuhren 10, 11 vorgesehen, wie es in den Zeichnungen 3 bis 5 schematisiert dargestellt ist.
Die 4 zeigt beispielsweise, dass jedem Speichennippel 4 auch ein Einstellmotor 16a, 16b, 16c, 16d zugeordnet ist, wobei symbolisch nur eine Anzahl von vier Einstellmotoren dargestellt ist, wohingegen insgesamt bei einer Speichenanzahl von 28 bevorzugt auch 28 Einstellmotoren 16 vorhanden sind.
Vorteilhaft ist es demnach, dass jedem Speichennippel 4 ein individueller Einstellmotor 16 zugeordnet ist.
Die 5 zeigt im Vergleich zur 4, dass es in einer Weiterbildung der Erfindung möglich ist, dass zusätzlich die Spannung in der Speiche über ein an der Speiche angeklammertes Tensiometer 19 erfasst wird.
Die Werte des Tensiometers 19 werden digital abgeleitet und in eine zentrale Messeinrichtung eingeleitet, wo beispielsweise das Drehmoment des jeweiligen Drehwerkzeuges 33 in Abhängigkeit von der Speichenspannung und/oder dem Seiten- und Höhenschlag geregelt werden kann.
Es ist somit eine automatisierte Zentriermaschine gegeben, bei der die entsprechenden Messeinrichtungen über Regler das Drehmoment der jeweiligen Drehwerkzeuge 33 regeln, um in Abhängigkeit vom Seiten- und Höhenschlag diese beiden Istwert-Abweichungen zu minimieren.
Die 6 zeigt ein ideales Speichenlaufrad 1 im Schnitt, wo erkennbar ist, dass die Mittenebene 22 genau mittig auch durch den Felgengrund 2 der Felge 3 hindurchgeht und in diesem Bereich auch der Speichennippel 4 angeordnet ist.
Es ist lediglich schematisiert dargestellt, dass die Messuhren 10, 11 jeweils den Seiten- und den Höhenschlag erfassen.
Es ist erkennbar, dass sich die Speichen 5, 6 ausgehend von der Mittenebene 22 schräg von der feststehend und blockierten Nabe 9 in Richtung auf den jeweiligen zentralen Speichennippel 4 erstrecken. Demnach ist jeder Speiche 5, 6 ein eigener Speichennippel 4 zugeordnet.
Die 7 zeigt den Ausgangszustand vor der automatisierten Zentrierung des Speichenlaufrades, wo erkennbar ist, dass sich die Speichenebene 20 bezüglich der Mittenebene 22 in den Pfeilrichtungen 21, 21' verschoben hat, wodurch ein beträchtlicher Seitenschlag 23 und gegebenenfalls auch ein Höhenschlag 24 entstanden ist.
Der Höhenschlag 24 ergibt sich durch die Versatzlinie 25 in Richtung zur zentralen Mittenlinie 26, die sich durch die Nabe 9 erstreckt.
Der Seitenschlag 23 ergibt sich durch den vertikalen Versatz der Mittenebene 22.
Die 8 zeigt eine Referenzscheibe 27, mit der die gesamte Zentriermaschine geeicht werden kann. Hierzu ist es vorgesehen, dass es sich um eine glatte, ebene und verzugsfreie Referenzscheibe, z. B. aus einem Metallmaterial, handelt, die mit ihrer Nabe 9 entweder wahlweise mit einer Blockierung 18 festgelegt wird oder auch wahlweise über einen Drehantrieb 28 gedreht wird.
Am Außenumfang der Referenzscheibe 27 setzen die Messuhren 10, 11 mit ihren Messtastern 12 an, und durch die einmalige Drehung des Drehantriebes 28 wird die Scheibenebene 29 erfasst und auf die Messuhren werden auf Null gesetzt.
Die Drehung der Referenzscheibe 27 ist allerdings nicht unbedingt notwendig, sie dient nur zur Sicherstellung, dass die Messuhren 10, 11 auch alle in Eingriff sind und das gleiche Messergebnis zeigen.
Die 9 zeigt schematisiert die Anordnung des Drehwerkzeuges 33 an einem Speichennippel 4, wobei dargestellt ist, dass das Drehwerkzeug 33 an seinem unteren freien Ende eine Aufnahmeöffnung 34 für den drehfesten Angriff an einem Vierkant 31 des Speichennippels 4 aufweist.
Statt einem Vierkant 31 kann auch jede andere drehfeste und lösbare Verbindung zwischen dem Drehwerkzeug 33 und dem Speichennippel 4 verwendet werden.
Der Speichennippel 4 greift durch ein Nippelloch 38 im Felgenboden 40 hindurch und weist ein Nippelgewinde 30 auf, in das die Speiche 5, 6, 7 mit einem zugeordneten Außengewinde eingreift.
Es ist ferner dargestellt, dass im Bereich des Felgengrundes 2 eine Montagebohrung 37 für den Einsatz des Speichennippels 4 im Felgenboden 40 vorgesehen sein kann.
In anderen Ausführungsformen kann es vorgesehen sein, dass der Felgengrund geschlossen ist, wodurch dann das Drehwerkzeug 33 nicht von oben an dem Speichennippel 4 an dem Vierkant 31 angreift, sondern vielmehr seitlich an einer zugeordneten Schlüsselweite 32.
In dem erst genannten Ausführungsbeispiel kann somit das Drehwerkzeug 33 in den Antriebsrichtungen 35 im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn gedreht werden, wodurch der Speichennippel 4 drehbar angetrieben wird und somit die Spannung in der Speiche 5, 6, 7 erhöht oder vermindert wird.
Es ist noch beispielhaft dargestellt, dass die Speichenachse 39 gerade in die Felge 3 einläuft.
In anderen Ausgestaltungen ist es vorgesehen, dass die Speichenachse 39 schräg im Winkel in die Felge 3 einläuft. Dies ist an und für sich der Normalfall.
Ferner ist dargestellt, dass die Messuhr 10 für die Erfassung des Seitenschlages an der Felgenflanke 13 angreift, während die Messuhr 11 für die Erfassung des Höhenschlages am Felgenrand 14 angreift.
Statt der hier beispielhaft dargestellten berührenden Messungen können - wie oben dargestellt - auch berührungslose Messvorrichtungen vorgesehen sein.
Anstatt von Messtastern 12 können auch berührend arbeitend Abtaststifte 36 verwendet werden, wie sie für die hochpräzise Abtastung von Werkstücken auf Drehmaschinen und Bearbeitungszentren verwendet werden.
Bezugszeichenliste

1: Speichenlaufrad
2: Felgengrund
3: Felge
4: Speichennippel
5: Speiche
6: Speiche
7: Speiche
8: Befestigungsachse
9: Nabe
10: Messuhr (Seitenschlag)
11: Messuhr (Höhenschlag)
12: Messtaster
13: Felgenflanke
14: Felgenrand
15: Drehrichtung
16: Einstellmotor a, b, c, d
17: Einstellmotor
18: Blockierung
19: Tensiometer
20: Speichenebene
21: Pfeilrichtung 21'
22: Mittenebene
23: Seitenschlag
24: Höhenschlag
25: Versatzlinie
26: Mittenlinie
27: Referenzscheibe
28: Drehantrieb
29: Scheibenebene
30: Nippelgewinde
31: Vierkant
32: Schlüsselweite
33: Drehwerkzeug
34: Aufnahmeöffnung
35: Antriebsrichtung
36: Abtaststift
37: Montagebohrung
38: Nippelloch
39: Speichenachse
40: Felgenboden
41: Pfeilrichtung a, b

Claims

Verfahren zur Zentrierung eines Speichenlaufrades (1) für Zweiräder zwecks Beseitigung des Seiten- und Höhenschlages das Speichenlaufrades (1), das aus einer umlaufenden, geschlossenen Felge (3) besteht, in der gleichmässig am Umfang verteilt angeordnete Speichennippel (4) verankert sind und jeder Speichennippel (4) mit einer Gewindeschraubverbindung (30) mit dem einen Ende einer Speiche (5-7) verbunden ist, deren gegenüber liegendes Ende mit einer zentralen Nabe (9) verbunden ist, 1. wobei in einem ersten Arbeitsgang am Umfang der Felge mindestens ein Messuhr (10) zur Erfassung des Seitenschlages und mindestens eine weitere Messuhr zur Erfassung des Höhenschlages der Felge (3) angeordnet wird und 2. in einem zweiten Arbeitsgang mindestens ein Einstellmotor (16, 17) mit einem Drehwerkzeug (33) in Dreheingriff mit mindestens einem Speichennippel (4) gebracht wird, und 3. in einem dritten Arbeitsgang nach Ablesung der jeweiligen Messuhr (10, 11) 4. in einem vierten Arbeitsschritt das Drehwerkzeug des Einstellmotors (16, 17) den Speichennippel (4) um ein vorgegebenes Maß dreht, dadurch gekennzeichnet, dass das Speichenlaufrad (1) im ersten Arbeitsschritt drehfest blockiert wird, dass im zweiten Arbeitsschritt jeder einzelnen Speiche (5-7) des Speichenlaufrades (1) eine individuelle Messuhr (10, 11) zur Erfassung des Seiten- und des Höhenschlages zugeordnet wird und mit der Felge (3) in Messeingriff gebracht wird, dass jedem Speichennippel (4) jeder Speiche (5-7) ein individueller Einstellmotor (16a-d) zugeordnet ist und dass im dritten Arbeitsschritt die Einstellmotoren (16a-d) in Eingriff mit dem jeweils zugeordneten Speichennippel (4) gebracht werden und im vierten Arbeitsschritt in Abhängigkeit vom Messergebnis jeder Messuhr (10, 11) der jeweilige Einstellmotor (16a-d) zwecks Erhöhung oder Verminderung der Speichenspannung um einen bestimmten Drehwinkel drehend angetrieben wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Eichung der Messuhren (10, 11) mit einer Referenzscheibe (27) erfolgt, deren Abmessungen und Speichenanzahl denen des Speichenlaufrades (1) entsprechen.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Messuhren (10, 11) in Eingriff mit der Referenzscheibe (27) gebracht werden und dann auf Null gestellt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren dadurch automatisiert abläuft, dass die im Eingriff mit dem Speichenlaufrad (1) befindlichen Messuhren (10, 11) digital ausgelesen und deren Messwert als Ist-Wert in einen mikroprozessor-gesteuerten Regler eingegeben werden, dass dem digitalen Regler die von den Messungen an der Referenzscheibe (27) erfassten Messuhr-Werte als Sollwerte eingegeben werden und dass eine Regelabweichung zwischen dem Ist- und dem Sollwert an jedem Speichennippel (4) am Ausgang des Reglers auf den jeweiligen Einstellmotor (16) aufgeschaltet wird, welcher das Drehwerkzeug (33) um ein bestimmtes Winkelmass solange drehend antreibt bis die Regelabweichung beseitigt ist.
Vorrichtung zur Zentrierung eines Speichenlaufrades (1) für Zweiräder zwecks Beseitigung des Seiten- und Höhenschlages des Speichenlaufrades (1), das aus einer umlaufenden, geschlossenen Felge (3) besteht, in der gleichmässig am Umfang verteilt angeordnete Speichennippel (4) verankert sind und jeder Speichennippel (4) mit einer Gewindeschraubverbindung (30) mit dem einen Ende eines Speiche (5-7) verbunden ist, deren gegenüber liegendes Ende mit einer zentralen Nabe (9) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Speichenlaufrad (1) mindestens während der Zentrierung blockierbar ist, dass jeder Speiche (5-7) des Speichenlaufrades (1) eine individuelle Messuhr (10, 11) zur Erfassung des Seiten- und des Höhenschlages zugeordnet ist und mit der Felge (3) in Messeingriff gebracht ist, dass jedem Speichennippel (4) jeder Speiche (5-7) ein individueller Einstellmotor (16a-d) zugeordnet ist, dass die Einstellmotoren (16a-d) in Eingriff mit dem jeweils zugeordneten Speichennippel (4) bringbar sind, und dass in Abhängigkeit vom Messergebnis jeder Messuhr (10, 11) der jeweilige Einstellmotor (16a-d) zwecks Erhöhung oder Verminderung der Speichenspannung um einen bestimmten Drehwinkel drehend antreibbar ist
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung dadurch automatisiert arbeitet, dass die im Eingriff mit dem Speichenlaufrad (1) befindlichen Messuhren (10, 11) digital auslesbar sind und deren jeweiliger Messwert als Ist-Wert in einen mikroprozessor-gesteuerten Regler eingebbar ist, dass dem digitalen Regler die von den Messungen an einer Referenzscheibe (27) erfassten Messuhr-Werte als Sollwerte eingebbar sind und dass die Regelabweichung (=Differenz) zwischen dem Ist- und dem Sollwert an jedem Speichennippel (4) am Ausgang des Reglers auf den jeweiligen Einstellmotor (16) aufschaltbar ist, welcher das Drehwerkzeug (33) um ein bestimmtes Winkelmass drehend antreibt.
Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mit Messtastern (12) verbundenen Messuhren (10, 11) 2) berührend auf der Felge (3) aufsetzen oder die Messung an der Felge (3) berührungslos ausführen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannung der Speiche (5-6) mit einem Tensiometer erfassbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannung der Speiche (5-6) aus dem Drehmoment des Drehwerkzeuges (33) beim Drehangriff am Speichennippel (4) erfassbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer beispielhaften Anzahl von 28 Speichen (5-7) und Speichennippeln (4) insgesamt 28 Einstellmotoren (17) mit ihren Drehwerkzeugen (33) an den Speichennippeln (4) i Dreheingriff sind.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer beispielhaften Anzahl von 28 Speichen (5-7) und Speichennippeln (4) insgesamt 56 Messuhren (10, 11) vorhanden sind, und dass jeweils zwei Messuhren (10, 11) an der etwa gleichen Stelle der Felge (3) vorzugsweise an der Stelle eines Speichennippels (4) den Seiten- und Höhenschlag erfasst.