DE10037944B4

DE10037944B4 - Verfahren und Vorrichtung zum Messen der Unwucht einer Metallseele in einer Gummischicht oder ähnlichem

Info

Publication number: DE10037944B4
Application number: DE10037944A
Authority: DE
Inventors: Francesco Traficante; Sergio Chiodini
Original assignee: Electronic Systems SpA
Current assignee: Electronic Systems SpA
Priority date: 1999-08-03
Filing date: 2000-08-03
Publication date: 2004-04-15
Anticipated expiration: 2020-08-04
Also published as: IT1313339B1; ITMI991735A1; ITMI991735A0; FR2797322B1; FR2797322A1; DE10037944A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Messen der Unwucht einer in einem Gummiblatt (gummierte Cordfläche) oder ähnlichem angebrachten Metalllitze (Cordfaden), dadurch gekennzeichnet, dass die folgenden Phasen vorgesehen sind: DOLLAR A - Messen des Abstands zu einer ersten Oberfläche des Gummiblatts mittels einem ersten Stellungsgeber; DOLLAR A - Messen des Abstands zu den Metalllitzen mittels eines ersten Magnetsensors, wobei der Magnetsensor in einem festen Abstand zu den Litzen gehalten wird; DOLLAR A - Messen des Abstands zu den Metalllitzen mittels eines zweiten Magnetsensors, der auf der anderen Seite des Gummiblatts angebracht ist und auf einem Träger montiert ist, mit dem auch ein zweiter Stellungsgeber, der analog zum ersten ist, eine Einheit bildet; DOLLAR A - Verschiebung des Trägers, bis der zweite Magnetsensor sich in einem Abstand zu den Metalllitzen befindet, der gleich dem vom ersten Magnetsensor ermittelten Abstand ist; DOLLAR A - Messen des Abstands zur zweiten Oberfläche des Gummiblatts durch den zweiten Stellungsgeber; DOLLAR A - Messen der Differenz der vom ersten und vom zweiten Stellungsgeber ermittelten Abstände; DOLLAR A - Berechnung der Unwucht in Abhängigkeit von dieser Differenz.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und die entsprechende Vorrichtung zum Messen der Unwucht einer Metallseele in einer Gummischicht oder ähnlichem.
Insbesondere betrifft sie ein System, das die Überprüfung der ordnungsgemäßen Positionierung von Verstärkungslitzen aus Stahl, auch "Cordfäden", "Stahlcord" oder "Stahlgürtel" genannt, im Inneren von Gummiblättern (gummierte Cordflächen) ermöglicht, wie sie insbesondere für die Reifenherstellung verwendet werden.
Zu diesem Zweck werden zwei Sensorenpaare verwendet, die auf der einen und der anderen Seite des Gummiblatts angebracht sind, wobei jedes Paar einen Magnetsensor, der die Entfernung der Metalllitzen feststellen kann, und einem pneumatischen Sensor, der die Entfernung der entsprechenden Oberfläche des Gummiblatts feststellen kann, enthält.
Während das Gummiblatt sich im Kontakt zu einem festen Anschlag bewegt, wird der Abstand der Litzen und einer ersten Oberfläche mittels eines ersten Sensorenpaars bestimmt, und es bewegt sich in einer Richtung, die zur Ebene des Gummiblatts senkrecht verläuft, das zweite Sensorenpaar, bis der zweite Magnetsensor einen Abstand feststellt, der dem vom ersten Magnetsensor gemessenen genau gleich ist. Die Hälfte der Differenz zwischen den von den pneumatischen Sensoren festgestellten Abständen wird als Maß der Ungleichheit (Unwuchtmaß) der Metallseele in Bezug auf die Mitte des Gummiblatts angenommen.
Mit diesem System können genaue Messungen erhalten werden, die von Temperatur-, Druckschwankungen usw. unabhängig sind.
Wie bekannt ist, ist in die Gummischicht, die den Reifenkörper bildet, eine Verstärkung (Cordfäden) eingefügt, die aus einer Vielzahl von Metalllitzen, insbesondere von Stahllitzen ausgebildet ist, die bei der Herstellung in das Gummiblatt eingebracht werden, aus der der Reifen hergestellt wird.
Diese Cordfäden müssen mit Präzision in der Mitte der Dicke des Gummiblatts angebracht werden, sowohl um optimale Leistungen des Reifens sicherzustellen, als auch um diesen leichter auszuwuchten.
Eines der auf diesem Gebiet existierenden Probleme ist folglich das Überprüfen der genauen Positionierung der Cordfäden während der Herstellung.
In der folgenden Beschreibung wird mit dem Begriff "Unwuchtmaß" das Ausmaß der Abweichung der Metalllitzen zur optimalen Position entsprechend der Symmetrieebene des Gummiblatts bezeichnet.
Vor Jahren wurde das Messen der Unwucht aufgrund der Schwierigkeiten bei der Reihenmessung im Labor mittels zerstörender Prüfung durchgeführt.
In manchen Fällen wurde die Position der Stahlllitze zur Symmetrieebene des Materials mit einem Mikroskop gemessen, nachdem ein Materialmuster zerlegt wurde.
In anderen Fällen wurde mit einem geeigneten Werkzeug die Gummischicht von den beiden Seiten des Cordfadens abgetragen, wobei man versuchte, diese nicht zu verformen, um dann die Dicke mittels einer Schieblehre zu messen.
In den letzten Jahren wurden ziemlich ausgefeilte Techniken angewandt, wobei Vorrichtungen mit Röntgen- oder Gammastrahlen eingesetzt wurden, mit denen die Position der Metalllitzen im Inneren des Gummis bestimmt werden kann, ohne dass dabei auf zerstörende Prüfungen zurückgegriffen werden muss.
Diese Vorrichtungen sind jedoch auf Grund der erzeugten und schwer kontrollierbaren Strahlung gefährlich.

Das italienische Patent Nr. 1.236.799 (entsprechend DE 690 05 420 T2 ) derselben Anmelderin beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überprüfung der Position der Metalllitzen im Inneren von Gummiblättern, das die Überprüfung der Dicke des Überzugs mittels einem Paar Lasersensoren, die auf der einen und der anderen Seite der Gummischicht angebracht sind, und das Feststellen der Position der Metalllitzen mittels einem Paar Magnetsensoren, die mit den Lasermessgeräten jeweils ein Paar bilden, vorsieht.

Aus der DE 3642377 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Abmessung der Dicke einer folien- oder blattartigen Materialbahn bekannt, wobei die Dicke der Materialbahn dadurch bestimmt wird, dass die Entfernungen der Messköpfe von den jeweiligen Oberflächen der Materialbahn und der Abstand der Messköpfe zueinander ermittelt wird.

Aus dem Patent US 3,854,322 ist ein Messverfahren zur kontinuierlichen Messung der Dicke einer beweglichen Schicht bekannt, wobei der Messkopf mittels einer pneumatischen Rückkoppelsteuerung in gleichmäßigem Abstand zu der Materialschicht gehalten wird und der Abstand des Messkopfes von einem elektrischen Leiter unterhalb der Materialschicht elektromagnetisch erfasst wird, um die Schichtdicke zu bestimmen.

Diese bekannten Vorrichtungen und Verfahren liefern zwar ausreichend genaue Messungen, stellen aber nicht die notwendige Wiederholbarkeit der Ergebnisse sicher auf Grund der Abweichungen der von diesen Sensoren geliefereten analogen Signale, deren Antwortkurven in Abhängigkeit von Umweltbedingungen wie beispielsweise der Temperatur usw. variieren.

Kurz gesagt sind für die gegenwärtigen Vorrichtungen komplexe und häufige Kalibrierungen nötig, die den Produktionszyklus verlangsamen und sich negativ auf die Produktkosten auswirken.

Diese Nachteile werden nun durch die vorliegende Erfindung erst deutlich, die ein Verfahren und eine Vorrichtung betrifft, wobei vorgesehen ist, das Gummiblatt mit den Metalllitzen im Kontakt zu einem festen Anschlag zu bewegen, den Abstand einer ersten Oberfläche des Gummiblatts mittels eines ersten pneumatischen Sensors zu messen und dabei diesen Sensor in einem festen Abstand von der ersten Oberfläche zu halten, den Abstand der Cordfäden mittels eines ersten Magnetsensors, der mit dem ersten pneumatischen Sensor ein Paar bildet, zu messen, den Abstand der Stahlllitzen und der zweiten Oberfläche des Gummiblattes mittels eines analogen Paares aus einem Magnet- und einem pneumatischen Sensor, die auf der gegenüber liegenden Seite des Gummiblatts auf einem gemeinsamen Täger angebracht sind, zu messen, diesen Träger so zu verschieben, bis der zweite Magnetsensor sich in einem Abstand zu den Metalllitzen befindet, der zum vom ersten Magnetsensor ermittelten Abstand identisch ist, und die Differenz zwischen den von den pneumatischen Sensoren durchgeführten Messungen als Unwuchtmaß anzunehmen.

Die vorliegende Erfindung wird nun im Detail als den Schutzumfang nicht einschränkendes Beispiel beschrieben, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird, in denen:
1 schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung darstellt;
2 bis 4 Diagramme sind, die Beispiele für das erfindungsgemäße Verfahren darstellen.
In 1 wird mit der Bezugsziffer 1 das Gummiblatt (gummierte Cordfläche) bezeichnet, in das auf der mittleren Symmetrieebene Cordfäden 2 eingebracht sind, die aus Metalllitzen, insbesondere aus Stahllitzen bestehen.
Das Messen der Position der Litzen und der Oberflächen des Gummiblatts 1 wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass zwei Sensorenpaare, die jeweils auf der unteren und der oberen Seite des Gummiblatts 1 angebracht sind, verwendet werden.
Das untere Sensorenpaar umfasst einen Magnetsensor 3 und einen Stellungsgeber 4, der beispielsweise aus einem pneumatischen Distanzsensor besteht. Die Sensoren 3 und 4 sind auf einem gemeinsamen Träger angebracht, der mit der Bezugsziffer 5 bezeichnet ist.
Der Träger 5 ist entlang einer Achse "z" senkrecht zur Ebene des Gummiblatts 1 beweglich, und es sind bekannte Mittel vorgesehen, die die Position des Trägers 5 entlang dieser Achse verändern können, so dass der vom pneumatischen Sensor 4 bestimmte Abstand zum Gummiblatt konstant bleibt.
Auf der anderen Seite befinden sich, ausgerichtet mit dem unteren Sensorpaar, ein Magnetsensor 6 und ein pneumatischer Sensor 7, die ebenfalls auf einem gemeinsamen Träger 8 angebracht sind.
Der Träger 8 ist auch entlang der senkrecht zur Ebene des Gummiblatts verlaufenden Achse "z" beweglich, und die Bewegungen werden in bekannter Weise gesteuert, beispielsweise mittels einer Welle mit umlaufenden Kugeln, die von einem Schrittmotor oder ähnlichem angetrieben wird.
Gemäß der Erfindung bewegt sich das Gummiblatt 1 in Kontakt mit einem festen Anschlag, der beispielsweise aus einem Trägerrollenpaar 9 und 10 oder aus einer Gleitebene, in die ein Schlitz bei den Sensoren 3 und 4 eingebracht ist, oder auch aus anderen ähnlichen Systemen bestehen kann.
Durch die Auflage des Materials auf diesem festen Anschlag kann die Veränderung der relativen Position des Materials im Raum verringert werden, so dass die Abstände, die mit B1 bzw. B2 in den 2 bis 4 angezeigt werden, vom Gummiblatt zum Magnetsensor 3 und dem pneumatischen Sensor 4 empfindlich konstant gehalten werden können.
Die Vorrichtung ist mit nicht gezeigten, da bekannten elektronischen Einrichtungen ausgestattet, die die von den Sensoren 3 und 6 durchgeführten Messungen vergleichen und auf die Einrichtungen, die die Bewegungen des Trägers 8 steuern, einwirken können, so dass der Träger 8 nach oben oder unten bewegt wird, bis der Sensor 6 sich im gleichen Abstand zum Cordfaden wie der Sensor 3 befindet.
Kurz gesagt vergleicht die Steuerlogik die Ausgangssignale der Sensoren 3 und 6 und verändert die Position des Sensors 6, bis die Signale identisch sind. So befinden sich die beiden Sensoren auf den beiden Seiten im selben Abstand zur Metallbewehrung.
Wenn die Litzen auf der Symmetrieebene des Gummiblatts 1 perfekt positioniert sind, befinden sich auch die pneumatischen Sensoren im selben Abstand zu den Oberflächen des Gummiblatts (2) und liefern folglich übereinstimmende Werte.
Nehmen wir nun an, dass auf einem bestimmten Abschnitt eine Ungleichheit auftritt, z.B. dass die Metalllitzen in Bezug auf die Symmetrieebene nach oben verschoben sind, wie in 3 gezeigt ist.
In diesem Fall sind die von den Magnetsensoren ausgegebenen Signale ungleich und die Steuerlogik steuert das Anheben des Trägers 8, bis die Signale übereinstimmen.
Während sich in diesem Fall jedoch der untere pneumatische Sensor 4 immer im selben Abstand zur unteren Oberfläche des Gummiblatts befindet, befindet sich der obere pneumatische Sensor 7 auf Grund der Bewegung des Trägers 8 in einem größeren Abstand, der dem doppelten Abstand entspricht, den die Abweichung der Stahllitzen von der Symmetrieebene misst.
Wird nun die Differenz zwischen den von den pneumatischen Sensoren ermittelten Abständen berechnet, erhält man den Wert dieser Abweichung.
Kurz: Bezeichnet man die Ungleichheit mit Bi und die von den pneumatischen Sensoren gemessenen Abstände mit D1 und D2, erhält man Bi = ½ (D1 – D2).
Wie aus der gelieferten Beschreibung klar hervorgeht, ermöglicht das erfindungsgemäße System, dass genaue Unwuchtmasse des Steelcord erhalten werden, und stellt eine optimale Konstanz und Wiederholbarkeit der Ergebnisse sicher, da – nachdem die Ergebnisse aus dem Vergleich zwischen den Messungen erhalten wurden, die von gleichzeitig und unter denselben Bedingungen arbeitenden Sensoren durchgeführt wurden – der erhaltene Wert unabhängig von den auf Veränderungen der Umgebungsbedingungen zurückgehende Abweichungen der analogen Signale ist.
Dies wirkt sich auf einen stark vereinfachten Aufbau und eine höhere Zuverlässigkeit der Messvorrichtung aus.
Darüber hinaus wird die Notwendigkeit von Kalibrationsvorgängen der Magnetvorrichtungen beseitigt, was eine einfachere Anwendung des Systems zur Folge hat.
Ein Fachmann kann noch zahlreiche weitere Veränderungen und Varianten vorsehen, die jedoch alle in den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung fallen.

Claims

Verfahren zum Messen der Unwucht einer in einem Gummiblatt (gummierte Cordfläche) angebrachten Metalllitze (Cordfaden), dadurch gekennzeichnet, dass die folgenden Phasen vorgesehen sind: – Messen des Abstands zu einer ersten Oberfläche des Gummiblatts mittels einem ersten Stellungsgeber; – Messen des Abstands zu den Metalllitzen mittels eines ersten Magnetsensors, wobei der Magnetsensor in einem festen Abstand zu den Litzen gehalten wird; – Messen des Abstands zu den Metalllitzen mittels eines zweiten Magnetsensors, der auf der anderen Seite des Gummiblatts angebracht ist und auf einem Träger montiert ist, mit dem auch ein zweiter Stellungsgeber, der analog zum ersten ist, eine Einheit bildet; – Verschiebung des Trägers, bis der zweite Magnetsensor sich in einem Abstand zu den Metalllitzen befindet, der gleich dem von ersten Magnetsensor ermittelten Abstand ist; – Messen des Abstands zur zweiten Oberfläche des Gummiblatts durch den zweiten Stellungsgeber; – Messen der Differenz der vom ersten und vom zweiten Stellungsgeber ermittelten Abstände; – Berechnung der Unwucht in Abhängigkeit von dieser Differenz.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Magnetsensor und der erste Stellungsgeber auf einem gemeinsamen Träger angebracht sind und dass dieser Träger senkrecht zur Ebene des Gummiblatts bewegt wird, so dass der vom ersten Stellungsgeber ermittelte Abstand konstant gehalten wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gummierte Cordfläche auf einem festen Anschlag bewegt wird.
Vorrichtung zum Messen der Unwucht einer Metallverstärkung (Cordfäden), die im Inneren eines Gummiblatts (gummierte Cordfläche) angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass Folgendes vorgesehen ist: – ein erster Magnetsensor, der sich auf einer Seite des Gummiblatts befindet und den Abstand zu den Metalllitzen messen kann; – ein erster Stellungsgeber, der mit dem ersten Magnetsensor ein Paar bildet und den Abstand zu einer ersten Oberfläche des Gummiblatts messen kann; – Mittel, die geeignet sind, den ersten Magnetsensor und den ersten Stellungsgeber in einem festen Abstand zum Gummiblatt zu halten; – ein zweiter Magnetsensor, der auf einem beweglichen Träger angebracht ist und sich auf der gegenüber liegenden Seite des Gummiblatts befindet und der den Abstand zu den Metalllitzen ermitteln kann; – ein zweiter Stellungsgeber, der mit dem zweiten Magnetsensor ein Paar bildet und auf demselben Träger angebracht ist, um den Abstand zur zweiten Oberfläche des Gummiblatts zu messen; – Mittel, die geeignet sind, die Verschiebung des Trägers zu steuern, bis der zweite Magnetsensor sich in einem vorher bestimmten Abstand zu den Litzen befindet, insbesondere in einem Abstand, der gleich dem vom ersten Magnetsensor ermittelten Abstand ist; – Mittel, die geeignet sind, die vom ersten und vom zweiten Stellungsgeber ermittelten Maße zu vergleichen, wenn sich die Magnetsensoren im selben Abstand zu den Litzen befinden, um ein Signal zu liefern, das für die Abweichung der Metalllitzen von der Symmetrieebene des Gummiblatts kennzeichnend ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine feste Auflage vorgesehen ist, auf der sich das Gummiblatt bewegt.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die feste Auflage aus einer Reihe von Rollen mit fester Achse besteht, auf der sich das Gummiblatt bewegt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellungsgeber pneumatische Stellungssensoren sind.