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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Prüfen eines Reifens, insbesondere
mittels eines interferometrischen Messverfahrens. Die Vorrichtung ist
mit einem ersten Messkopf und einem zweiten Messkopf versehen, durch
die der Reifen zum Erzeugen eines Messergebnisses abgetastet werden kann.
Die Vorrichtung ist ferner mit einem Positionierungsmittel versehen,
durch das der erste Messkopf und der zweite Messkopf zwischen einer
außerhalb des
Reifens befindlichen Parkposition und einer innerhalb des Reifens
befindlichen Beobachtungsposition bewegt werden kann. Die Erfindung
bezieht sich ferner auf ein Verfahren zum Prüfen eines Reifens, bei dem
eine solche Vorrichtung Anwendung finden kann.
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Reifen
werden zur Qualitätskontrolle
und zur Reduzierung von Sicherheitsrisiken einer Werkstoffprüfung unterzogen,
die es ermöglicht,
fehlerhafte Stellen, so genannte Fehlstellen, zu erkennen. Vor allem
dann, wenn es sich um benutzte Reifen handelt, die runderneuert
werden sollen, wird in der Regel eine zerstörungsfreie Werkstoffprüfung angewendet, die
eine vergleichsweise schnelle Reihenuntersuchung gewährleistet.
Häufig
anzutreffen in der industriellen Praxis sind optische Messverfahren,
wie zum Beispiel die Holographie oder die auch als Speckle-Pattern-Shearing-Interferometrie
bezeichnete Shearographie. Die Shearographie ist ein relatives interferometrisches
Messverfahren, das ein Ergebnisbild liefert, welches den Unterschied
zwischen zwei zeitlich versetzten Zuständen des Prüflings darstellt. Um das auf Grund
der zunehmenden Verbreitung von elektronischen Bildsensoren, wie
zum Beispiel CCD- oder CMOS-Sensoren, heutzutage in der Regel digitale
Ergebnisbild zu erzeugen, ist es demzufolge erforderlich, den Zustand
des Prüflings
zwischen zwei Messungen durch Einwirkung einer mechanischen, thermischen
oder pneumatischen Kraft zu verändern.
Vorrichtungen zum Prüfen
von Reifen können
aus diesem Grund eine Druckkammer aufweisen, die entweder evakuiert
oder mit Druck beaufschlagt wird, so dass sich der in der Druckkammer befindende
Reifen infolge der Druckänderung
verformt und damit von einem ersten Referenzzustand in einen zweiten
Messzustand übergeht.
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Im
Unterschied zu der Holographie ermittelt die Shearographie nicht
die Verformung an der Oberfläche
eines Prüflings,
sondern misst den Gradienten der Verformung. Dies ist darauf zurückzuführen, dass für die Shearographie
ein so genanntes Shearingelement Anwendung findet, bei dem es sich
um eine eine Bildverdopplung erzeugende Shearoptik, wie zum Beispiel
ein optischer Keil, ein optisches Biprisma oder ein Michelson-Interferometer,
handelt. Auf Grund des Shearingelements entstehen zwei geringfügig räumlich versetzte
Bilder von dem Prüfling,
die überlagert
werden, um auf Grund der sich auf diese Weise ergebenden Interferenz
ein Interferogramm zu erzeugen. Das den Gradienten der Verformung
kennzeichnende Shearogramm wird durch Subtraktion der Intensitäten der
im Referenzzustand und im Messzustand gewonnenen Interferogramme
erzeugt. Das Shearogramm gibt zu erkennen, ob sich die Lage eines
Punktes zu einem benachbarten Punkt auf Grund der Verformung des
Prüflings
geändert hat.
Falls ja, dann führt
dieser Wegunterschied zu einer lokalen Veränderung der Intensitätsverteilung, die
Auskunft über
eine Fehlstelle gibt. Interferometrische Messverfahren, die auf
dieser Speckle-Interferomertrie beruhen, werden in der
DE 42 31 578 A1 und
EP 1 014 036 B1 beschrieben.
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Die
zum Prüfen
eines Reifens mittels eines interferometrischen Messverfahrens eingesetzten Vorrichtungen
sind in der Regel mit wenigstens einem Messkopf versehen, der eine
Beleuchtungseinheit und eine Bildaufnahmeeinheit aufweist. Die Beleuchtungseinheit
wird häufig
durch einen kohärentes
Licht emittierenden Laser oder Laserdioden gebildet. Die Bildaufnahmeeinheit
ist üblicherweise
eine Kamera, die mit einem lichtempfindlichen Halbleitersensor,
zum Beispiel einem CCD- oder CMOS-Sensor, versehen ist. Um ein aussagekräftiges Messergebnis
zu erhalten, ist es erforderlich, das Gesichtsfeld der Kamera und
den zu prüfenden
Abschnitt des Reifens auf einander abzustimmen. Gewöhnlich erfolgt
eine solche Abstimmung dadurch, dass der Messkopf in einer Beobachtungsposition
positioniert und in einer Beobachtungsrichtung ausgerichtet wird, die
sicherstellen, dass einerseits der gewählte Messabschnitt des Reifens
vollständig
im Gesichtsfeld der Kamera liegt und andererseits aufeinander folgende Messabschnitte
sich ausreichend überlappen,
um eine lückenlose
Prüfung
zu ermöglichen.
Die Beobachtungsposition und die Beobachtungsrichtung des Messkopfs
hängen
von den Abmessungen des Reifens ab. Demzufolge sind aus der
EP 1 284 409 A1 und
DE 103 33 802 A1 Vorrichtungen
bekannt, die es ermöglichen,
den Reifen optisch, beispielsweise mittels so genannter Lichtschnitte,
zu vermessen, um in Abhängigkeit
von den auf diese Weise gewonnenen Daten den Messkopf zu positionieren
und auszurichten.
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Ein
Reifenprüfgerät, bei dem
ein zu prüfender
Reifen ohne Felge und Radscheibe in einer liegenden Position in
einer Druckkammer angeordnet wird, offenbart die
DE 199 44 314 A1 . Das Reifenprüfgerät weist
mehrere Messköpfe
auf, die sich in einem vorgegebenen Abstand von der inneren Umfangsfläche, der
inneren Seitenfläche
oder der äußeren Seitenfläche des
Reifens positionieren lassen, um den Unterbau des Reifens, das heißt die Karkasse,
einen häufig
zwischen der Karkasse und der Lauffläche angeordneten Gürtel sowie
die Seitenwand des Reifens zu prüfen.
Die Messköpfe
weisen jeweils eine Beleuchtungseinheit und eine Bildaufnahmeeinheit
auf und sind in einem Winkel zueinander angeordnet, so dass unterschiedliche
Abschnitte des Reifens gleichzeitig geprüft werden können, um eine vergleichsweise
schnelle Prüfung
zu erreichen.
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Die
Messköpfe
sind mit einem Positionierungsmittel verbunden, das es ermöglicht,
die Messköpfe
von einer sich außerhalb
des Reifens befindenden und somit einen Wechsel der zu prüfenden Reifen
gewährleistenden
Parkposition in eine sich innerhalb des Reifens befindende Beobachtungsposition zu
bewegen, um die innere Umfangsfläche
oder die innere Seitenwand des Reifens zu prüfen. Zu diesem Zweck weist
das Positionierungsmittel einen in der axialen Richtung des Reifens
verstellbaren Arm auf, an dem die Messköpfe angeordnet sind. Um die Messköpfe in der
erforderlichen Beobachtungsposition positionieren und in der gewünschten
Beobachtungsrichtung ausrichten zu können, sind die Messköpfe in radialer
Richtung des Reifens verstellbar und um eine Schwenkachse drehbar
an dem Arm angeordnet.
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Das
bekannte Reifenprüfgerät ist mit
dem Nachteil verbunden, dass die Gesamtheit der Messköpfe verhältnismäßig voluminös ist und
sich demzufolge das Prüfgerät nur zum
Prüfen
von Reifen eignet, die einen Felgendurchmesser haben, der ausreichend
groß ist,
um die Messköpfe
in das Innere des Reifens einführen
zu können.
Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die kürzere Prüfzeit, die sich durch das Vorhandensein
von mehreren Messköpfen erreichen
lässt,
nicht in jedem Anwendungsfall benötigt wird und aufgrund des
zusätzlichen
Aufwands, der erforderlich ist, um die Vielzahl an von den Messköpfen gewonnenen
Messergebnissen auszuwerten, auch nicht stets wünschenswert ist. Außerdem hat
es sich bei dem bekannten Reifenprüfgerät als nachteilig erwiesen,
dass die Störung
oder der Ausfall eines der Messköpfe
die anderen Messköpfe
in Mitleidenschaft zieht und einen unerwünschten Stillstand des Reifenprüfgeräts hervorruft,
wenn sämtliche
Messköpfe
zum Austausch oder zur Reparatur des gestörten oder ausgefallenen Messkopfs
in die Parkposition bewegt werden müssen.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren
zum Prüfen
eines Reifens zu schaffen, durch die sich auch Reifen mit einem
vergleichsweise geringen Felgendurchmesser prüfen lassen.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren
gemäß Anspruch
15 gelöst.
Bevorzugte Ausgestaltungen der Vorrichtung und des Verfahrens werden
in den Ansprüchen
2 bis 14 und 16 bis 18 definiert.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
zum Prüfen
eines Reifens ist mit wenigstens einem ersten Messkopf und einem
zweiten Messkopf versehen, durch die der Reifen zum Erzeugen eines
Messergebnisses abtastbar ist. Die Messköpfe haben zum Beispiel eine
Ausgestaltung wie sie in der
EP 1 014 036 B1 beschrieben ist, um den Reifen
mittels eines interferometrischen Messverfahrens zu prüfen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung
ist ferner mit einem Positionierungsmittel versehen, durch das die
Messköpfe
zwischen einer außerhalb
des Reifens befindlichen Parkposition und einer innerhalb des Reifens befindlichen
Beobachtungsposition bewegt werden können. Der erste Messkopf und
der zweite Messkopf können
dabei durch das Positionierungsmittel unabhängig voneinander in der Parkposition und/oder
der Beobachtungsposition positioniert werden.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
zum Prüfen
eines Reifens weist folgende Verfahrensschritte auf:
- a) ein zu prüfender
Reifen wird in einer Prüfvorrichtung
angeordnet, die wenigstens einen ersten Messkopf und einen zweiten
Messkopf aufweist;
- b) der erste Messkopf wird durch ein Positionierungsmittel von
einer ausserhalb des Reifens befindlichen Parkposition in eine innerhalb
des Reifens befindliche Beobachtungsposition bewegt;
- c) in Abhängigkeit
von der Dimension des Reifens wird der zweite Messkopf durch das
Positionierungsmittel unabhängig
von dem ersten Messkopf von einer außerhalb des Reifens befindlichen Parkposition
in eine innerhalb des Reifens befindliche Beobachtungsposition bewegt
und
- d) der Reifen wird entweder allein von dem ersten Messkopf oder
simultan von dem ersten Messkopf und dem zweiten Messkopf abgetastet.
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Die
Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass eine Ausgestaltung des
Positionierungsmittels, die es gestattet, den ersten Messkopf und
den zweiten Messkopf unabhängig
voneinander in eine innerhalb des Reifens befindliche Beobachtungsposition zu
bewegen, die Möglichkeit
eröffnet,
wahlweise nur einen oder beide Messköpfe im Inneren des Reifens zu
positionieren. Hat der zu prüfende
Reifen einen Felgendurchmesser, der vergleichsweise gering ist, wie
es häufig
bei Flugzeugreifen anzutreffen ist, dann wird zweckmäßigerweise
nur ein Messkopf in der innerhalb des Reifens befindlichen Beobachtungsposition
positioniert: Hat der zu prüfende
Reifen hingegen einen Felgendurchmesser, der ausreichend groß ist, um
sowohl den ersten Messkopf als auch den zweiten Messkopf in das
Innere des Reifens einzuführen, so
werden zweckmäßigerweise
beide Messköpfe
im Inneren des Reifens positioniert, um eine schnelle Prüfung der
inneren Umfangsfläche
und/oder der inneren Seitenwand des Reifens zu erreichen.
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Die
Erfindung ist nicht auf zwei Messköpfe beschränkt. Vielmehr können auch
drei, vier oder noch mehr Messköpfe
vorgesehen sein, die sich unabhängig
voneinander in der Parkposition und/oder der Beobachtungsposition
positionieren lassen. Vor allem dann, wenn eine größere Anzahl
an Messköpfen
vorgesehen ist, kommt in besonderem Maße zu tragen, dass sich die
Messköpfe
auf Grund der unabhängigen
Verstellbarkeit nacheinander in das Innere des Reifens einführen und
dort in der gewünschten Beobachtungsposition
positionieren und ausrichten lassen. Im Vergleich zu dem aus der
DE 199 44 314 A1 bekannten
Prüfgerät, bei dem
sich die Messköpfe nicht
nacheinander, sondern nur gemeinsam in das Innere des Reifens einführen lassen,
erlaubt es die erfindungsgemäße Vorrichtung,
bei gleichem Felgendurchmesser mehr Messköpfe in einer innerhalb des Reifens
befindlichen Beobachtungsposition zu positionieren. Denn die erfindungsgemäße Vorrichtung
gestattet es, den durch die Reifenbreite und die Reifenhöhe gekennzeichneten
Hohlraum des Reifens auszunutzen, um die Messköpfe im Inneren des Reifens zu
positionieren.
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Bevorzugt
ist das Positionierungsmittel so ausgestaltet, dass sich die Messköpfe sowohl
in der Parkposition als auch in der Beobachtungsposition unabhängig voneinander
positionieren lassen. In diesem Fall ergibt sich eine redundante
Ausgestaltung, die zu einer hohen Ausfallsicherheit beiträgt. Denn bei
Ausfall eines Messkopfs kann dieser in die Parkposition bewegt und
der Reifen von dem anderen Messkopf oder, falls mehr als zwei Messköpfe vorgesehen
sind, von den anderen Messköpfen
geprüft werden.
Je nach Anwendungsfall kann es allerdings ausreichend sein, wenn
die Messköpfe
unabhängig voneinander
nur in der Beobachtungsposition positionierbar sind und von einer
zwischen der Beobachtungsposition und der Parkposition liegenden
Zwischenposition aus gemeinsam in die Parkposition bewegt werden.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
sind der erste Messkopf und der zweite Messkopf durch das Positionierungsmittel
in einer axialen Richtung bewegbar. Zweckmäßigerweise weist das Positionierungsmittel in
diesem Fall eine erste Verstelleinheit, durch die der erste Messkopf
in der axialen Richtung bewegbar ist, und eine zweite Verstelleinheit,
durch die der zweite Messkopf in der axialen Richtung bewegbar ist,
auf. Die beispielsweise als Linearführung oder Linearmotor ausgestalteten
Verstelleinheiten können
unabhängig
voneinander gesteuert werden, um die Messköpfe unabhängig voneinander in der Parkposition oder
der Beobachtungsposition zu positionieren.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
sind der erste Messkopf und/oder der zweite Messkopf durch das Positionierungsmittel
in einer radialen Richtung bewegbar, um sicherzustellen, dass die
Messköpfe
in der erforderlichen Beobachtungsposition positioniert werden können. Das
Positionierungsmittel weist in diesem Fall zweckmäßigerweise
eine dritte Verstelleinheit, durch die der erste Messkopf in der
radialen Richtung bewegbar ist, und eine vierte Verstelleinheit,
durch die der zweite Messkopf in der radialen Richtung bewegbar
ist, auf. Die beispielsweise ebenfalls als Linearführung oder
Linearmotor ausgestalteten Verstelleinheiten sind unabhängig voneinander steuerbar,
um ein freies Bewegen der Messköpfe
in der radialen Richtung zu gewährleisten.
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Bevorzugt
ist die erste Verstelleinheit an die dritte Verstelleinheit gekoppelt,
wohingegen vorzugsweise die zweite Verstelleinheit an die vierte
Verstelleinheit gekoppelt ist. Eine solche Ausgestaltung bietet
sich insbesondere dann an, wenn die Verstelleinheiten als Linearführung oder
Linearmotor ausgestaltet sind.
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Eine
praxisgerechte Prüfung
des Reifens ergibt sich dann, wenn der Reifen in einer liegenden Position
geprüft
wird. In diesem Fall verläuft
die axiale Richtung vertikal, wohingegen die radiale Richtung horizontal
verläuft.
Je nach Anwendungsfall kann es allerdings zweckmäßig sein, den Reifen in einer
aufrechten Position zu prüfen,
so dass die axiale Richtung horizontal verläuft. Eine solche Ausgestaltung kommt
vor allem dann zum Tragen, wenn der zu prüfende Reifen vergleichsweise
schwer ist und damit ein Wenden des Reifens mit einem vergleichsweise hohen
Aufwand verbunden ist.
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Bevorzugt
sind der erste Messkopf und/oder der zweite Messkopf relativ zu
dem Reifen um eine sich in axialer Richtung erstreckende Rotationsachse oder
Rollachse drehbar, so dass der Reifen in Umfangsrichtung vollständig durch
die Messköpfe
abgetastet werden kann. Um die Messköpfe in der erforderlichen Beobachtungsrichtung
auszurichten, ist es ferner von Vorteil, wenn der erste Messkopf
und/oder der zweite Messkopf um eine vorzugsweise orthogonal zu
der Rotationsachse verlaufende Schwenkachse drehbar sind.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist die erfindungsgemäße Vorrichtung
eine Druckkammer auf, in welcher der zu prüfende Reifen einem vorgegebenen
Druck ausgesetzt werden kann. Eine solche Ausgestaltung bietet sich
dann an, wenn der Reifen mittels eines interferometrischen Messverfahrens
geprüft
wird, so dass sich durch eine Änderung des
Drucks in der Druckkammer eine für
ein solches Messverfahren erforderliche Verformung des Reifens hervorrufen
lässt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist
zweckmäßigerweise
mit einem Untergestellt versehen, auf dem die Druckkammer angeordnet
ist und das den Reifen während
der Prüfung
abstützt.
In diesem Fall hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn
der Reifen um die Rotationsachse drehbar auf dem Untergestell lagerbar
ist. Denn auf diese Weise ist es entbehrlich, das die Messköpfe verstellende
Positionierungsmittel drehbar auszugestalten, so dass sich trotz
der freien Verstellbarkeit der Messköpfe eine vergleichsweise einfache
Bauweise des Positionierungsmittels erreichen lässt.
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Um
ein interferometrisches Messverfahren durchzuführen, umfassen der erste Messkopf und/oder
der zweite Messkopf vorteilhafterweise eine Beleuchtungseinheit,
durch welche der Reifen beleuchtet wird, ein Shearingelement, durch
das die von dem Reifen rückgestreuten
Lichtbündel
zur Interferenz gebracht werden, und einen elektronischen Bildsensor,
der im Strahlengang des Shearingelements angeordnet ist und die
interferierenden Lichtbündel aufnimmt.
In Abhängigkeit
vom jeweiligen Anwendungsfall kann die zum Beispiel durch Laserdioden
gebildete Beleuchtungseinheit entweder integraler Bestandteil des
Messkopfs oder von diesem separat ausgebildet sein.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird in Abhängigkeit von
der Dimension des Reifens, insbesondere dem Felgendurchmesser, der
Reifenbreite und der Reifenhöhe,
und/oder der erforderlichen Beobachtungsposition, die Anzahl der
innerhalb des Reifens in einer Beobachtungsposition zu positionierenden
Messköpfe
von einer das Positionierungsmittel steuernden Steuereinrichtung
automatisch ausgewählt,
um eine benutzerfreundliche Prüfung
des Reifens sicherzustellen. Die Dimension des Reifens ist zweckmäßigerweise
in einem Speicher der Steuereinrichtung abgelegt. Die Dimension
des Reifens kann in reifenspezifischen Prüfprogrammen, die in den Speicher der
Steuereinrichtung geladen werden, hinterlegt sein, oder vor der
Prüfung
des Reifens messtechnisch erfasst werden, zum Beispiel mittels sogenannter
Lichtschnitte, wie es aus der
EP 1 284 409 A1 bekannt ist.
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Bevorzugt
wird der Reifen um eine sich in axialer Richtung erstreckende Rotationsachse
gedreht, um den Reifen in Umfangsrichtung vollständig abzutasten.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird der Reifen in einer Druckkammer angeordnet und einem vorgegebenen
Druck ausgesetzt, um ein Messverfahren durchzuführen, bei dem die Messköpfe eine
sich auf Grund einer Änderung
des Druckes in der Druckkammer ergebende Verformung des Reifens
interferometrisch erfassen.
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Einzelheiten
und weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels. In den das Ausführungsbeispiel
lediglich schematisch darstellenden Zeichnungen veranschaulichen
im Einzelnen:
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1 eine
Seitenansicht einer Vorrichtung zum Prüfen eines Reifens, der einen
vergleichsweise großen
Felgendurchmesser hat;
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2 eine
Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß 1;
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3 eine
Seitenansicht gemäß 1,
bei welcher der zu prüfende
Reifen einen vergleichsweise geringen Felgendurchmesser hat, und
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4 eine
Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß 3.
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Die
in den 1 und 2 dargestellte Vorrichtung zum
Prüfen
eines Reifens 6 weist eine als Haube ausgestaltete Druckkammer 1 auf,
die auf einem Untergestell 10 angeordnet ist. Die Druckkammer 1 ist
in vertikaler Richtung bewegbar gelagert, so dass ein in der Druckkammer 1 zu
prüfender
Reifen 6 durch Anheben der Druckkammer 1 beladen
oder entladen werden kann. In der in 1 gezeigten
geschlossenen Stellung liegt die Druckkammer 1 auf dem
Untergestell 10 auf und ist gegenüber der Umgebung abgedichtet,
so dass mittels einer nicht dargestellten Pumpe ein vorgegebener
Druck in der Druckkammer 1 eingestellt werden kann. Der
in der Druckkammer 1 herrschende Druck kann ein Überdruck
oder ein Unterdruck sein. In der industriellen Praxis hat es sich
als zweckmäßig erwiesen,
als Referenzzustand den Atmosphärendruck
zu wählen und
als Messzustand einen Unterdruck vorzusehen, auf den die Druckkammer 1 evakuiert
wird.
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Das
Untergestell 10 ist mit einem Drehteller 11 versehen,
auf dem der Reifen 6 liegend gelagert ist. Auf Grund der
liegenden Anordnung des Reifens 6 verläuft die axiale Richtung z des
Reifens 6 vertikal und die radiale Richtung x des Reifens 6 horizontal. Der
Drehteller 11 ermöglicht
eine Rotation des Reifens 6 um eine sich in der axialen
Richtung z erstreckende Rotationsachse R.
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Wie
die 1 und 2 ferner zu erkennen geben,
ist in der Druckkammer 1 ein Positionierungsmittel angeordnet,
das eine erste Verstelleinheit 4, eine zweite Verstelleinheit 5,
eine dritte Verstelleinheit 7 und eine vierte Verstelleinheit 8 umfasst.
Die Verstelleinheiten 4, 5, 7, 8 sind
zum Beispiel jeweils als Linearführung
oder Linearmotor ausgestaltet. Die Verstelleinheiten 4, 5 ermöglichen
eine geradlinige Bewegung in der axialen Richtung z, wohingegen
die Verstelleinheiten 7, 8 eine geradlinige Bewegung
in der radialen Richtung x bewirken. Die Verstelleinheit 4 ist
an die Verstelleinheit 7 gekoppelt, und die Verstelleinheit 5 ist
an die Verstelleinheit 8 gekoppelt. Auf diese Weise lassen
sich die Verstelleinheiten 4, 5 durch die Verstelleinheiten 7, 8 in
der radialen Richtung x bewegen.
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An
den Verstelleinheiten
4,
5 ist jeweils ein Messkopf
2,
3 angeordnet.
Die Messköpfe
2,
3,
die um eine orthogonal zu der Rotationsachse R verlaufende Schwenkachse
drehbar an den Verstelleinheiten
4,
5 angeordnet
und damit zum Einstellen der gewünschten
Beobachtungsrichtung in einer Schwenkrichtung φ schwenkbar sind, können eine
Ausgestaltung haben, wie es aus der
EP 1 014 036 B1 bekannt ist, um den Reifen
6 mittels
eines interferometrischen Messverfahrens zu prüfen. Demnach können die
Messköpfe
2,
3 ein
Objektiv, das ein Gesichtsfeld
12 hat, eine Kamera, die
mit einem Halbleitersensor, zum Beispiel einem CCD- oder CMOS-Sensor,
versehen ist, eine Beleuchtungseinheit, die zum Beispiel durch eine
Vielzahl an Laserdioden gebildet wird, und ein Shearingelement,
das sich beispielsweise aus einem Strahlteiler, einem bewegbaren
Spiegel und einem stationären
Spiegel zusammensetzt, umfassen.
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Um
den Reifen 6 interferometrisch zu prüfen, wird der Reifen 6 mittels
der kohärentes
Licht emittierenden Beleuchtungseinheit beleuchtet. Üblicherweise
wird zum Prüfen
der inneren Umfangsfläche
des Reifens 6 sowohl der Bereich des Gürtels des Reifens 6 als
auch die sich im Übergang
von der Lauffläche
auf die Seitenwände
befindende Schulter des Reifens 6 beleuchtet. Die Seitenwände des
Reifens 6 werden im Allgemeinen von außen beleuchtet, können aber
bei einer ausreichend großen
Reifenbreite auch von innen beleuchtet werden. Die von der Oberfläche des
Reifens 6 rückgestreuten
Lichtbündel
werden mittels des Objektivs aufgenommen und auf das Shearingelement
abgebildet sowie mit Hilfe von diesem zur Interferenz gebracht.
Die interferierenden Lichtbündel
werden mittels der im Strahlengang des Shearingelements angeordneten
Kamera als Interferogramm aufgenommen, um ein Interferogramm zu erzeugen.
Die Messköpfe 2, 3 sind
mit einer elektronischen Auswerteeinheit verbunden, welche die von der
Kamera erfassten Interferogramme verarbeitet, um beispielsweise
aus unterschiedlichen Zuständen des
Reifens 6, die sich auf Grund einer Änderung des Drucks in der Druckkammer 1 ergeben,
ein die Verformung an der Oberfläche
des Reifens 6 anzeigendes Shearogramm zu erstellen.
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Der
Messkopf 2, 3 ist mittels der Verstelleinheiten 4, 7 in
der axialen Richtung z und der radialen Richtung x verstellbar und
kann auf diese Weise zwischen einer außerhalb des Reifens 6 befindlichen Parkposition
und einer innerhalb des Reifens 6 befindlichen und in 1 zu
erkennenden Beobachtungsposition bewegt werden. Der Messkopf 3 lässt sich
mittels der Verstelleinheiten 5, 8 ebenfalls zwischen
einer außerhalb
des Reifens 6 befindlichen Parkposition und einer innerhalb
des Reifens 6 befindlichen Beobachtungsposition bewegen.
Die Verstelleinheiten 4, 5, 7, 8 können unabhängig voneinander
gesteuert werden, so dass sich auch die Messköpfe 2, 3 unabhängig voneinander
sowohl in der Parkposition als auch in der Beobachtungsposition positionieren
lassen. Für
die Steuerung der Verstelleinheiten 4, 5, 7, 8 findet
eine Steuereinrichtung Anwendung, die in die elektronische Auswerteeinheit, mit
der die Messköpfe 2, 3 verbunden
sind, integriert sein kann. Die Steuereinrichtung weist einen Speicher
auf, in den die Dimension des zu prüfenden Reifens 6, 9,
insbesondere der Felgendurchmesser d6, d9, die Reifenbreite und die Reifenhöhe, abgelegt
ist. In Abhängigkeit
von der Dimen sion des Reifens 6, 9 wird die Anzahl
der innerhalb des Reifens 6, 9 in einer Beobachtungsposition
zu positionierenden Messköpfe 2, 3 automatisch
von der Steuereinrichtung ausgewählt.
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Der
in den 1 und 2 gezeigte Reifen 6 verfügt über einen
im Vergleich zu den Abmessungen der Messköpfe 2, 3,
die vornehmlich durch das Shearingelement und die Kamera bestimmt
werden, großen
Felgendurchmesser d6. Der zu prüfende Reifen 9,
der in den 3 und 4 gezeigt
ist, verfügt hingegen über einen
vergleichsweise geringen Felgendurchmesser d9.
Der Felgendurchmesser d6 des Reifens 6 ist
ausreichend groß,
um beide Messköpfe 2, 3 im
Inneren des Reifens 6 mittels der Verstelleinheiten 4, 5, 7, 8 zu
positionieren, so dass sich eine kurze Prüfzeit ergibt. Der Felgendurchmesser
d9 des Reifens 9 erlaubt dagegen
nur einen der Messköpfe 2, 3 in
eine sich innerhalb des Reifens befindlichen Beobachtungsposition
zu positionieren. Aufgrund der unabhängigen Verstellbarkeit der
Messköpfe 2, 3 ist es
möglich,
wahlweise entweder den Messkopf 2 oder, wie in 3 gezeigt,
den Messkopf 3 ins Innere des Reifens 9 einzuführen, um
die innerhalb des Reifens 9 befindliche Beobachtungsposition
einzunehmen. Der andere Messkopf 2 bleibt in der außerhalb des
Reifens 9 befindlichen Parkposition, so dass ein ungehindertes
Manövrieren
des Messkopfs 3 zum Einnehmen der Beobachtungsposition
sichergestellt ist.
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Die
zuvor beschriebene Vorrichtung zum Prüfen eines Reifens 6, 9 zeichnet
sich durch eine universelle Ausgestaltung aus, die es ermöglicht, Reifen 6, 9 unterschiedlicher
Dimensionen zu prüfen. Grund
hierfür
ist in erster Linie die unabhängige
Verstellbarkeit der Messköpfe 2, 3,
die es zudem gestattet, Reifen 6 mit einem ausreichend
großen
Felgendurchmesser d6 simultan durch mehrere
Messköpfe 2, 3 zu
prüfen,
um eine kurze Prüfzeit
zu gewährleisten.
Nicht zuletzt trägt
die Vorrichtung einer hohen Ausfallsicherheit Rechnung, da sich
aufgrund der unabhängigen
Verstellbarkeit der Messköpfe 2, 3 eine redundante
Ausgestaltung ergibt.
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- 1
- Druckkammer
- 2
- erster
Messkopf
- 3
- zweiter
Messkopf
- 4
- erste
Verstelleinheit
- 5
- zweite
Verstelleinheit
- 6
- Reifen
mit großem
Felgendurchmesser
- 7
- dritte
Verstelleinheit
- 8
- vierte
Verstelleinheit
- 9
- Reifen
mit kleinem Felgendurchmesser
- 10
- Untergestell
- 11
- Drehteller
- 12
- Gesichtsfeld
- d6
- Felgendurchmesser
- d9
- Felgendurchmesser
- R
- Rotationsachse
- φ
- Schwenkrichtung
- x
- radiale
Richtung
- z
- axiale
Richtung