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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch
1. Solche Vorrichtungen sind bekannt, unter anderem aus
EP 0476749 desselben Anmelders.
Der Nachteil der bekannten Vorrichtung besteht darin, dass unterschiedliche
Typen von Rädern üblicherweise
unterschiedliche Einstellungen der Zentriermaschine erfordern und
dass die Zentriermaschine rückgesetzt
werden muss, wenn ein unterschiedlicher Typ Rad zentriert werden soll.
Wenn sie nicht zurückgesetzt
wird, werden alle Räder
entsprechend derselben Einstellung zentriert, was dazu führt, dass,
wenn eine Mischung von unterschiedlichen Rädertypen zentriert wird, die
Qualität der
zentrierten Räder
nicht optimal ist.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Verbesserung in dieser
Beziehung zu erzielen, und zu diesem Ziele ist die Vorrichtung gemäß dem kennzeichnenden
Teil des Anspruchs 1 gestaltet. Dies stellt sicher, dass eine Mischung
von unterschiedlichen Rädertypen
zentriert werden können, wobei
es möglich
ist, jeden Typ Rad mit optimalen Einstellungen für diesen Typ Rad zu zentrieren. Wenn
erforderlich, sind die Einstellungen nicht pro Typ Rad festgelegt,
sondern unterschiedliche Radtypen sind zu Gruppen zusammengefasst
und solch einer Gruppe von Rädern
sind die gleichen Einstellungen der Zentriermaschine zugewiesen.
Auf diese Weise wird die Zeit zum Erkennen eines Radtyps verkürzt und
die Rücksetzzeit
der Zentriermaschine wird ebenfalls möglichst verringert. Das Ergebnis
davon besteht darin, dass die Geschwindigkeit und die Qualität des Zentrierens
verbessert werden.
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Gemäß einer
Ausführungsform
ist die Vorrichtung gemäß dem Anspruch
2 gestaltet. Das bedeutet, dass der Typ, zu dem das zu zentrierende Rad gehört, in der
Vorrichtung bestimmt werden kann. Durch Vergleichen erfasster Daten
mit Daten in einer Tabelle ist die schnelle Bestimmung des Radtyps
möglich.
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Gemäß einer
verbesserten Ausführungsform ist
die Vorrichtung gemäß Anspruch
3 gestaltet. Durch den Einsatz eines Sensors zum Bestimmen der Breite
und/oder des Durchmessers der Felge ist eine Auswahl durch einfache
Mittel aller möglichen Typen
von Rädern
möglich.
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Gemäß einer
verbesserten Ausführungsform ist
die Vorrichtung gemäß Anspruch
4 gestaltet. Durch Messen des Radgewichts kann eine Unterscheidung
zwischen unterschiedlichen Rädertypen auf
eine einfache Weise durchgeführt
werden, wobei die unterschiedlichen Nabentypen insbesondere zu einem
Unterschied im Gewicht führen.
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Gemäß einer
verbesserten Ausführungsform ist
die Vorrichtung gemäß Anspruch
5 gestaltet. Eine weitere Unterscheidung zwischen den unterschiedlichen
Rädertypen
ist durch Bestimmen der Anzahl der Speichen möglich.
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Gemäß einer
verbesserten Ausführungsform ist
die Vorrichtung gemäß Anspruch
6 gestaltet. Dies macht das Bestimmen detaillierterer Unterschiede zwischen
den unterschiedlichen Rädertypen
möglich,
so dass auch stärker
qualitative Unterschiede zwischen den unterschiedlichen Rädertypen
möglich sind.
Daraus ergibt sich, dass das Zentrieren in einer Anzahl von Fällen schneller
vor sich gehen kann.
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Gemäß einer
Ausführungsform
ist die Vorrichtung gemäß Anspruch
7 gestaltet. Die ermöglicht es,
einen Code, welcher auf dem Rad angeordnet ist, zu erkennen, so
dass der Typ Rad und/oder die Qualitätserfordernisse, welche für dieses
Rad Anwendung finden, schneller in der Zentriermaschine erkannt
werden.
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Gemäß einer
Verbesserung ist die Vorrichtung gemäß Anspruch 8 gestaltet. Dies
bedeutet, dass der Code schnell angebracht werden kann und auch
wiederum auf einfache Weise entfernt werden kann.
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Die
Erfindung wird unten mit Bezugnahme auf eine Anzahl von beispielhaften
Ausführungsformen
mit Hilfe einer Zeichnung erklärt,
wobei:
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1 ein
eingespeichtes Rad zeigt, welches zentriert werden soll,
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2 ein
diagrammartiges Layout einer Fahrradfabrik mit Radfertigungsmaschinen
und einer Zentriermaschine zeigt,
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3 ein
Diagramm zeigt, welches den Einfluss kennzeichnet, welchen das Spannen
einer Speiche auf den Seitenschlag besitzt.
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1 zeigt
ein eingespeichtes Rad 1, wie es ein Fahrradlaufrad ist.
Das Rad 1 ist aus einer Nabe 2 und einer Felge 3 aufgebaut,
wobei die Felge 3 mit einer Anzahl von Speichen 4 an
der Nabe 2 angebracht ist. Die Speichen 4 sind
in der Felge 3 mit einem Nippel 5 befestigt, welcher
auf die Speiche 4 aufgeschraubt ist.
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Die
Speichen 4 sind in regelmäßigen Abständen um den Umfang der Felge 3 verteilt.
Die Position der Felge 3 relativ zur Nabe 2 ist
durch die Ausgangsform der Nabe 2 und der Felge 3 und
durch das Gleichgewicht zwischen den Spannungen in den einzelnen
Speichen und den inneren Spannungen in der Felge 3 nach
dem Zusammenbau des Rades 1 bestimmt.
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Während der
Drehung der Felge um die Rotationsachse des Rades 1 kann
die Felge 3 parallel zur Rotationsachse mit einem seitlichen
Ausschlag h taumeln und die Felge 3 kann auch auf solche
Weise taumeln, dass der Abstand von der Rotationsachse sich mit
einem radialen Ausschlag v verändert.
Der Seitenschlag h und der Hochschlag v sind unerwünscht, da
während
zum Beispiel des Fahrens der Fahrer dieses Taumeln merkt. Um dieses
Taumeln zu verringern, werden die Räder in einer Zentriermaschine,
wie unter anderem in Anmeldung EP-A-0476749 beschrieben, zentriert.
Während
des Zentrierens werden der Seitenschlag h und der Hochschlag v durch
Anziehen oder Lockern der Nippel 5 verringert, bis sie
in einer eingestellten Toleranz liegen.
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Das
Layout einer Fahrradfabrik wird in 2 gezeigt,
wobei die Räder 1 aus
Nabe, Speichen und Felge an der Laufradfertigungsmaschine 6 zusammengebaut
werden und anschließend
mittels eines Fördersystems 7 zur
automatischen Zentriermaschine 8 gebracht werden.
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Viele
Typen von Fahrrädern
werden in einer Fahrradfabrik hergestellt und daher werden auch
viele Typen von Rädern 1 hergestellt,
wobei diese Räder in
immer wieder geringeren Stückzahlen
hergestellt werden. Die Räder 1 unterscheiden
sich zum Beispiel im Durchmesser der Felge 3, in Gestalt
und Größe des Profils
der Felge 3, in der Anzahl der Speichen 4, in
Länge,
Gewicht und/oder Farbe der Speichen 4 und im Typ der Nabe 2.
Die unterschiedlichen Typen der Räder 1 können auch
unterschiedliche Toleranzen aufweisen, so dass die Zentriermaschine 8 mit Mitteln
zum Erkennen eines bestimmten Typs Rad 1 ausgestattet ist.
Die Zentriermaschine 8 ist mit Sensoren für diesen
Zweck ausgestattet.
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Der
Durchmesser des Rades 1 oder seiner Felge 3 wird
hier gemessen, zum Beispiel durch eine Durchmessermessung, wenn
das Rad 1 sich in der Zentriermaschine 8 dreht.
Gleichzeitig kann auch das Gewicht des Rades 1 mit einem
Gewichtssensor in der Walzenbahn gemessen werden. Die Breite der Felge 3 und
die Breite der Nabe 2 werden durch Klemmen der Felge 3 beziehungsweise
der Nabe 2 zwischen zwei linearen, beweglichen Gleitstücken und
dem Messen der Positionen der Gleitstücke mit Codiereinrichtungen
nach dem Klemmen gemessen. Die Abmessungen können auch durch ein elektromagnetisches
oder optisches Abtasten des Rades 1 erzielt werden. Wenn
gewünscht,
kann auch die Höhe des
Profils der Felge 3 auf vergleichbarem Weg vermessen werden.
Außerdem
können
die Anzahl der Speichen und der Abstand zwischen den einzelnen Speichen
durch Drehen des Rades 1 bestimmt werden. Es gibt dann
einen Sensor zum Erfassen des Durchgangs der Speichen, wobei eine
volle Umdrehung aus dem bereits bestimmten Durchmesser und einer
bekannten Umfangsgeschwindigkeit bestimmt wird.
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Die
Daten, welche durch die Sensoren bestimmt werden, werden mit den
Daten auf den unterschiedlichen Rädern 1 verglichen,
die in einer Datenbank gespeichert sind. Die Messungen der Merkmale des
Rades 1 werden in der Zentriermaschine 8 in einer
sehr kurzen Zeit unter Produktionsbedingungen durchgeführt, so
dass man annehmen kann, dass es oft Abweichungen geben kann. Daher
gibt es, um trotzdem in der Lage zu sein, den Radtyp auf verlässliche
Weise zu bestimmen, ein Identifikationsprogramm, welches die gemessenen
Daten mit den Daten in der Datenbank vergleicht. Die gemessenen Daten
in diesem Falle werden zuerst mit einer Toleranz bereitgestellt,
und es wird nachfolgend geprüft, welche
Typen, die in der Datenbank gespeichert sind, in die gemessenen
Daten plus der Toleranz für
alle Merkmale fallen. Die Anzahl der Typen, welche diesem Erfordernis
entsprechen, ist begrenzt. Die Toleranzen werden nachfolgend verringert,
möglicherweise
unterschiedlich für
die unterschiedlichen Abmessungen, und es wird geprüft, welcher
Typ nun am ehesten den gemessenen Daten entspricht.
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In
der gezeigten, beispielhaften Ausführungsform bilden die Sensoren,
welche zum Erkennen des Radtyps verwendet werden, einen Teil der Zentriermaschine 8.
Es versteht sich für
einen Fachmann auf diesem Gebiet der Technik von selbst, dass diese
Sensoren auch einen Teil des Fördersystems 7 bilden
können.
Dies wird besonders dann der Fall sein, wenn mehrere Zentriermaschinen 8 mit
dem Fördersystem 7 verbunden
sind.
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Nachdem
der Typ des Rades 1, welches in der Zentriermaschine 8 vorhanden
ist, erkannt wurde, werden die relevanten Daten für diesen
Typ des Rades 1 eingelesen und der Zentriervorgang kann beginnen.
Auf Grund der Tatsache, dass sich die Toleranzen für unterschiedliche
Typen von Rädern ebenfalls
unterscheiden können,
wird das Zentrieren für
Räder,
für welche
größere Toleranzen
eingestellt wurden, schneller abgeschlossen sein, so dass die durchschnittliche
Kapazität
der Zentriermaschine 8 erhöht wird. Unter den Daten, welche
aus der Datenbank in der Zentriermaschine verfügbar werden, sind unter anderen
die Zentrierparameter des Rades 1. Die Zentrierparameter
sind die Daten, mit denen das Zentrierprogramm der Zentriermaschine 8 arbeitet.
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Die
Zentrierparameter werden für
jeden Typ des Rades 1 bestimmt. Während dieses Bestimmungsvorgangs
wird ein Rad 1, dessen Seitenschlag h und dessen Hochschlag
v minimal sind, durch Anziehen und Lockern einer Speiche 4 absichtlich
verformt. Jene Speiche kann zum Beispiel eine Speiche 4 sein,
welche in einem Winkel von ungefähr
90° zum Radius
des Ventillochs in der Felge 3 angeordnet ist. Das bedeutet,
dass der Einfluss des Ventillochs minimal ist. Wenn in einem Rad
mit 36 Speichen die Speiche, die am nächsten dem Ventilloch liegt,
die Speiche 1 ist, dann wird Speiche 22 zum Beispiel angezogen
oder gelockert. 3 zeigt den Seitenschlag h, welcher
in dem Fall in unterschiedlichen Speichen auftritt, wenn Speiche 22 fünf volle
Umdrehungen stärker
angezogen wird. Dies ist für
jede Speiche durch Punkt m gekennzeichnet. Unter Verwendung von
arithmetischen Verfahren wird die Verformung durch eine mathematische
Formel angenähert,
gekennzeichnet durch Linie 1. Die mathematische Formel
beschreibt das Verhalten des Rades 1 und insbesondere des
Seitenschlags, wenn der Nippel 5 angezogen wird. Vergleichbare
Formeln existieren für
den Seitenschlag, wenn der Nippel 5 gelockert wird, und für den Hochschlag
v beim Anziehen und Lockern des Nippels 5.
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Da
der Seitenschlag h und der Hochschlag v von allen Speichen nach
dem Anziehen und/oder Lockern des Nippels 5 der Speiche 22 gemessen
werden muss, ist dies zeitraubend und müsste es während des Zentrierens ausgeführt werden,
würde die Kapazität der Zentriermaschine 8 negativ
beeinflusst werden. Aus diesem Grund wird diese Bestimmung der Merkmale
des Rades 1 vorweg durchgeführt und die Ergebnisse werden
als Zentrierparameter in einer Datenbank gespeichert, auf die zugegriffen
werden kann, wenn der Typ des Rades 1 bekannt ist.
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Während des
Zentrierens eines Rades 1 in der Zentriermaschine 8 wird
der Typ des Rades 1 zuerst einmal auf die oben beschriebene
Weise bestimmt. Die Zentrierparameter werden dann aus der Datenbank
abgerufen und der Seitenschlag h und der Hochschlag v des Rades 1 werden
gemessen. Die Spannung der Speichen 4 kann ebenfalls gemessen
werden, zum Beispiel durch Messen der Vibrationsfrequenz der Speichen 4,
nachdem sie angeschlagen worden sind. Mittels der Zentrierparameter und
der gemessenen Werte berechnet das Zentrierprogramm die Korrekturen,
die am Rad 1 vorgenommen werden müssen. Diese Korrekturen bestehen aus
Anziehen und/oder Lockern einer Anzahl von Nippel 5. Die
Zentriermaschine 8 führt
diese Korrekturen ohne Zwischenmessungen durch und das gesamte Rad 1 wird
im Anschluss daran wiederum vermessen und es wird geprüft, ob es
in den Toleranzen liegt. Wenn erwünscht, kann das Zentrierprogramm wiederum
auf der Grundlage der gemessenen Werte die Korrekturen berechnen,
die vorgenommen werden müssen,
bis das Rad 1 innerhalb der Toleranzen liegt.
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Es
versteht sich von selbst, dass das Zentrierprogramm auch durch eine
Vorrichtung ausgeführt
werden kann, mittels welcher der Seitenschlag h und der Hochschlag
v gemessen werden kann und wobei in dem Fall das Zentrieren durch
einen Arbeiter ausgeführt
wird. Das Rad 1 wird in jenem Fall in die Vorrichtung durch
den Arbeiter eingesetzt und der Arbeiter gibt den Typ des Rades 1 in
die Steuerung der Vorrichtung ein. Die Abweichungen werden dann
gemessen und die Zentrierparameter werden aus der Datenbank abgerufen.
Nachdem das Zentrierprogramm die Korrekturen, die vorgenommen werden müssen, berechnet
hat, werden diese auf dem Schirm angezeigt und werden nachfolgend
im Rad durch den Arbeiter ausgeführt.
Nachdem alle Korrekturen durchgeführt wurden, kann möglicherweise eine
neue Messung als Überprüfung vorgenommen werden.
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In
der gezeigten, beispielhaften Ausführungsform werden die Einstellungen
der Zentriermaschine 8 mit Hilfe der Merkmale des Rades 1,
welches zentriert werden soll, bestimmt, wobei die Merkmale durch
einen oder mehrere Sensoren festgestellt werden. In einer anderen
Ausführungsform
gemäß der Erfindung
wird jedem zusammengebauten Rad ein Code gegeben, welcher für das Rad
einzigartig ist, für
das Fahrrad, welches mit dem Rad hergestellt wird, einzigartig ist
oder für
den Typ des Rades einzigartig ist. Dieser Code kann mittels eines
Scanners elektronisch abgetastet werden und während oder nach dem Zusammenbau
des Rades auf der Felge 3 oder auf einem Aufkleber, welcher
an einer Speiche 4 befestigt wird, angebracht werden. Ein
bekannter Code ist ein Streifencode. Der Code wird in die Zentriermaschine 8 eingelesen
und die Zentriermaschine 8 wird eingestellt, wobei sie
die Information, die mit dem Code in Verbindung steht, verwendet.