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Vorrichtung zum Zentrieren von mittels Nippel spannbaren Drahtspeichenrädern
Die Erfindung betrifft Vorrichtungen zum Zentrieren von Speichenrädern, d. h. von
Rädern mit einer Felge und einer Nabe, welche durch eine Reihe von Speichen miteinander
verbunden sind, wobei diese an der Felge mit Hilfe von Schraubnippeln befestigt
sind. Die Erfindung betrifft im besonderen, wenn auch nicht ausschließlich, derartige
Vorrichtungen zum Zentrieren von Rädern für Fahrräder, insbesondere für Fahrräder
mit Hilfsmotor.
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Bekanntlich besteht das Zentrieren eines Speichenrades darin, eine
axiale Abmessung und eine radiale Abmessung auf dem ganzen Umfang des Rades zwischen
gegebene Toleranzgrenzen zu bringen. Es ist ferner bekannt, daß beim Festziehen
oder Lösen eines jeden Schraubnippels gleichzeitig die axiale und die radiale Abmessung
des Rades in der Nähe des betreffenden Nippels in einem ganz bestimmten Sinn beeinfiußt
wird.
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Der Zentriervorgang wird im allgemeinen von Hand vorgenommen und erfordert
Facharbeiter, was ihn teuer macht.
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Es sind auch schon Vorrichtungen bekanntgeworden, die das Spannen
solcher Speichenräder selbsttätig vornehmen. Hierbei werden Fühler, die die axiale
Ausrichtung der Felge abtasten, verwendet. Diese bestimmen den Drehsinn der Spannwelle,
die wiederum die Spannwerkzeuge antreibt, und zwar mittels eines Achsräderpaares
und Kupplungsarme. Diese bekannten Vorrichtungen haben jedoch den Nachteil, daß
sie nicht gleichzeitig ein volles Ausgleichen der Spannung in allen Richtungen zusammen
mit axialer und radialer Ausrichtung der Felge vornehmen können. Durch die Arbeitsweise
einer solchen Maschine ist es weiterhin bedingt, daß zum Erreichen festgesetzter
Grenzen für den Axialschlag der Felge diese gleichzeitig in radialer Richtung in
unzulässiger Weise verformt werden kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen,
die Zentnervorgänge bei Speichenrädern im wesentlichen selbsttätig vornimmt und
von wenig oder nicht ausgebildeten Arbeitern betrieben werden kann. Darüber hinaus
soll dabei ein Spannen der Speichen und ein Ausrichten in radialer und axialer Richtung
vorgenommen werden, ohne daß die Felge in jeweils der anderen Richtung unzulässig
verbogen wird.
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Die Erfindung besteht darin, daß jeder der Speichen ein mittels eines
umsteuerbaren Elektromotors angetriebenes Spannwerkzeug zugeordnet ist und daß die
Elektromotoren durch je zwei auf bestimmte Toleranzüber- bzw. -unterschreitungen
des Axial-und des Radialschlages der Radfelge ansprechende, an sich bekannte pneumatische
Mikrometer gesteuert werden. Vorteilhaft sind die Mikrometer für die radiale Abmessung
gegenüber dem Gestell radial einstellbar gelagert.
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Besondere Sicherheit wird vorteilhaft dadurch gewährleistet, daß für
jeden Motor eine Einrichtung zum Begrenzen des Anzugsmoments vorgesehen ist.
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Die Erfindung ist unter Bezugnahme auf das in der Zeichnung dargestellte
Ausführungsbeispiel näher erläutert.
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F i g. 1 ist eine schematische Teilansicht einer erfindungsgemäß aufgebauten
Zentriervorrichtung mit einem durch eine Axialebene geschnittenen zu zentrierenden
Rad; F i g. 2 zeigt noch schematischer eine Gesamtseitenansicht der Vorrichtung.
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Die Vorrichtung nach der Erfindung dient zum Zentrieren von Rädern
mit einer Felge 1 und einer Nabe 2, welche durch eine Reihe von Speichen 3 und 4
miteinander vereinigt sind, welche abwechselnd auf der einen und der anderen Seite
der Nabe eingehängt und an der Felge mit Hilfe von auf das mit Gewinde versehene
Ende der Speichen aufgesetzten Schraubnippeln 5 und 6 (F i g. 1) befestigt sind.
Die
axiale Ausladung der Felge kann durch den Abstand v einer Seitenwand 7 der Felge
1 von einer Bezugsebene P definiert werden, welche die Quersymmetrieebene des Rades
sein kann, während die radiale Abmessung der Felge durch den Abstand s des Felgenbettes
8 von der Drehachse X-X des Rades bestimmt ist. Das Zentrieren des Rades besteht
darin, den Wert der axialen Ausladung v zwischen zwei nahe beieinanderliegende Grenzwerte
und den Wert der radialen Abmessung s ebenfalls zwischen zwei nahe beieinanderliegende
Grenzwerte zu bringen, wobei der Unterschied zwischen den Werten eines Grenzwertpaares
z. B. 0,4 mm betragen soll. Infolge der Schräglage, z. B. der Speiche 3, wird offenbar
bei Anzug des entsprechenden Nippels 5 gleichzeitig die axiale (in der in F i g.
1 angegebenen Weise gemessene) Ausladung vergrößert und die radiale Abmessung verkleinert,
während beim Lösen des Nippels das Umgekehrte der Fall ist.
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Die erfindungsgemäß gestaltete Zentriervorrichtung weist folgende
wesentliche Teile auf: ein Gestell zur Aufnahme der Radnabe; vorzugsweise elektrisch
angetriebene rotierende Schraubvorrichtungen, deren Zahl der Zahl der Speichen des
zu zentrierenden Rades entspricht, wobei jede Vorrichtung einen Speichennippel erfassen
und je nach seinem Drehsinn festziehen oder lösen kann; Einrichtungen, welche zwei
verschiedene Signale liefern, deren jedes einen in den Speisestromkreis der entsprechenden
Antriebsvorrichtung eingeschalteten elektrischen Umschalter betätigt, je nachdem,
ob die axiale Ausladung des Rades in der Nähe des betreffenden Nippels über oder
unter bestimmten Toleranzgrenzen liegt, wobei kein Signal abgegeben wird, wenn die
axiale Ausladung in diesen Grenzen liegt; den obigen Einrichtungen ähnliche Einrichtungen,
welche zwei verschiedene Signale liefern, je nachdem, ob die axiale Abmessung des
Rades in der Nähe des betreffenden Nippels über oder unter ebenfalls bestimmten
Toleranzgrenzen liegt, wobei kein Signal abgegeben wird, wenn die radiale Abmessung
in diesen Grenzen liegt.
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Diese Anordnung und insbesondere die elektrische Schaltung sind so
ausgebildet, daß sich jede Schraubvorrichtung in dem gewünschten Sinn in Betrieb
setzt, wenn die entsprechenden Einrichtungen entweder nur ein Signal für die axiale
Ausladung oder nur ein Signal für die radiale Abmessung oder übereinstimmende Signale
für die axiale Ausladung und die radiale Abmessung liefern, daß die Schraubvorrichtung
jedoch nicht betätigt wird, wenn diese Einrichtungen kein Signal oder verschiedene
Signale liefern.
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Das Signal für die axiale Ausladung und das Signal für die radiale
Abmessung der Felge stimmen definitionsgemäß überein, wenn sie beide ein Anziehen
oder beide ein Lösen des betreffenden Nippels erfordern, während sie in dem entgegengesetzten
Fall nicht übereinstimmen.
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Das Gestell der Zentriervorrichtung ist mit zwei Backen 9 und 10 oder
ähnlichen Einrichtungen versehen, welche die Nabe 2 des Rades in einer genau bestimmten
Stellung halten.
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Die umsteuerbare Schraubvorrichtung für jeden Speichennippel wird
durch einen Elektromotor 11 gebildet, dessen Welle durch einen Schraubenzieher 12
verlängert ist, der in einen Schlitz im Kopf des Nippels 5 eintreten kann. Statt
des Schraubenziehers kann auch ein auf den Kopf des Nippels aufsteckbarer Steckschlüssel
verwendet werden. Außerdem sind vier Klemmen 13, 14, 15 und 16 am Motor 11 vorgesehen,
die aus zwei Leitungen 17 und 18 gespeist werden, wobei die Ausbildung so getroffen
ist, daß der Motor in der einen oder der anderen Richtung läuft, je nachdem, ob
die Klemmen 13 und 14 oder die Klemmen 15 und 16 mit den Leitungen 17 und 18 verbunden
sind. Nachstehend ist angenommen, daß die Speisung der Klemmen 13 und 14 das Anziehen
des Nippels 5 und die Speisung der Klemmen 15 und 16 das Lösen desselben bewirkt.
Zur Erleichterung des Verständnisses der Zeichnung sind in F i g. 1 die Festziehklemmen
13 und 14 von den Löseklemmen 15 und 16 durch einen Strich getrennt.
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Die Einrichtungen zur Erzeugung der Signale für die axiale Ausladung
werden vorteilhaft durch ein pneumatisches Mikrometer 19 bekannter Bauart gebildet.
Dieses Mikrometer ist gegenüber der Wand 7 des Rades angeordnet, dessen Nabe von
den Bakken 9 und 10 gehalten wird. Das Mikrometer enthält einen Umschalter, der
eine durch die Leitung 17 gespeiste Eingangsleitung 20 mit der einen oder der anderen
von zwei Ausgangsleitungen 21 und 22 verbindet, je nachdem, ob die axiale Ausladung
über oder unter den Toleranzgrenzen liegt, d. h. je nachdem ob der Nippel 5 angezogen
oder gelöst werden muß, oder der die Eingangsleitung 20 isoliert, wenn die axiale
Ausladung in diesen Grenzen liegt.
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Ebenso werden die Einrichtungen zur Erzeugung der Signale für die
radiale Abmessung durch ein Mikrometer 23 gebildet, welches gegenüber der Unterseite
des Felgenbettes 8 des in der obigen Weise befestigten Rades angeordnet ist, wobei
dieses Mikrometer einen Umschalter enthält, der eine parallel zu der Eingangsleitung
20 an die Leitung 17 angeschlossene Eingangsleitung 24 mit der einen oder der anderen
von zwei Ausgangsleitungen 25 und 26 verbindet, je nachdem, ob die radiale Abmessung
über oder unter den Toleranzgrenzen liegt, d. h. je nachdem, ob der Nippel 5 angezogen
oder gelöst werden muß, oder der die Eingangsleitung 24 isoliert, wenn die radiale
Abmessung in diesen Grenzen liegt. Ferner sind die dem Anzug des Nippels 5 dienenden
Leitungen 21 und 25 mit der gleichen Leitung 27 und die dem Lösen des Nippels dienenden
Leitungen 22 und 26 mit der gleichen Leitung 28 verbunden.
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Zwischen den Leitungen 17 und 18 und dem Motor 11 liegen ein Anzugsumschalter
29 und ein Löseumschalter 30, welche durch Spulen 31 bzw. 32 betätigt werden, deren
eines Ende dauernd mit der Leitung 18 und deren anderes Ende mit den Leitungen 27
bzw. 28 verbunden ist. Der Anzugsumschalter 29 verbindet die Leitung 18 entweder
mit der Löseklemme 16 des Motors, wenn er in Ruhe ist (vollausgezogene Stellung),
oder mit der Löseklemme 14 des Motors, wenn er arbeitet (gestrichelte Stellung),
während der Löseumschalter 30 die andere Leitung 17 entweder mit der anderen Anzugsklemme
13 des Motors verbindet, wenn er in Ruhe ist (vollausgezogene Stellung), oder mit
der anderen Löseklemme 15 des Motors, wenn er arbeitet (gestrichelte Stellung).
Die Umschalter 29 und 30 befinden sich
definitionsgemäß in Ruhe
oder arbeiten, je nachdem, ob ihre Spulen 31 bzw. 32 nicht erregt oder erregt sind.
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Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist in der nachstehenden Tabelle
zusammengefaßt. In der Kolonne »Speisung - Spulen« ist in Klammern angegeben, durch
welche aus den Mikrometern kommende Leitungen die Spulen 31 oder 32 gespeist werden,
und in der Kolonne »Speisung - Motor«, welche Klemm-en des Motors dann gespeist
werden. Es können die neun folgenden Fälle auftreten, wobei die Zeichen »+« und
»-« »zu groß« bzw. »zu klein« bedeuten und die Zahlen und Buchstaben die
betreffenden Teile der Zeichnung bezeichnen.
| Axiale Radiale Speisung |
| Aus- Ab- Wirkung |
| Ladung messung Spulen Motor |
| - gut 31(21) 13,14 Anzug |
| gut + 31(25) 13,14 d° |
| - + 31(21, 25) 13,14 d- |
| + gut 32(22) 15,16 Lösung |
| gut - 32(26) 15,16 d° |
| + - 32 (22, 26) 15,16 d° |
| gut gut keine 13,16 keine |
| + + 31(25), 32 (22) 14,15 d° |
| - - 31(21), 32 (26) , 14,15 d° |
Die Vorrichtung nimmt somit die erforderliche Berichtigung eines bestimmten Nippels
in dem gewünschten Sinn vor. In F i g. 2 ist die gesamte Vorrichtung schematisch
dargestellt, wobei die Anordnung der F i g. 1 durch ein Rechteck A schematisiert
ist. Entsprechende Anordnungen
B, C, D usw. sind natürlich für jede der anderen
Speichen vorgesehen.
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Es ist möglich, daß in einer bestimmten Herstellungsreihe die Verschiedenheiten
der Umfänge der einzelnen Folgen so groß sind, daß es unmöglich ist, allen Felgen
den gleichen Wert für die radiale Abmessung zu geben. Um dieser Möglichkeit Rechnung
zu tragen, werden die Mikrometer 23 für die radiale Abmessung zweckmäßig so angeordnet,
daß sie gegenüber dem Gestell der Vorrichtung z. B. in ihrer Gesamtheit radial eingestellt
werden können. Zweckmäßig wird außerdem für jeden Motor 11 eine Einrichtung
zur Begrenzung des Anzugsmoments vorgesehen.