DE102012213244B4 - Röntgenprüfverfahren - Google Patents

Abstract

Röntgenprüfverfahren für Reifen (2), bei welchem zum Erstellen eines Gesamt-Röntgenbildes des Reifens (2) der Reifen (2) gedreht wird und mit Hilfe einer im Inneren des Reifens (2) angeordneten Röntgenstrahlquelle (10) und eines außerhalb des Reifens (2) angeordneten Detektors (16, 16') eine Vielzahl von streifenförmigen, sich quer zur Umfangsrichtung des Reifens (2) erstreckender Einzelbilder der Reifenflanken (14) und der zwischen diesen liegenden Lauffläche (12) aufgenommen wird, wobei zum Ausmessen von Strukturen in dem erfassten Gesamt-Röntgenbild die Zahl der aufgenommenen Bildpunkte entlang einer zu messende Strecke gezählt und auf Grundlage der bekannten Größe der Bildpunkte, eines zugrundegelegten Modells (23) der Querschnittsgeometrie des Reifens (2) sowie der geometrischen Anordnung von Reifen (2), Röntgenstrahlquelle (10) und Detektor (16, 16') relativ zueinander die Länge der zu messenden Strecke in der Reifenquerschnittskontur berechnet wird, wobei das Modell (23) auf Grundlage bekannter Maschinendaten einer Reifenprüfmaschine, bekannter Reifendaten des zu prüfenden Reifens (2) und/oder aktueller Messdaten gebildet wird, wobei die Querschnittsform des Reifens (2) in dem Modell (23) aus mehreren aneinandergesetzten zueinander gewinkelten Geraden (24 ,26, 28) gebildet wird.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Röntgenprüfverfahren für Reifen mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
• Fahrzeugreifen, insbesondere LKW und PKW, werden in der Regel nach der Herstellung einer Röntgenprüfung unterzogen, um festzustellen, ob die innere Struktur eines Reifens ordnungsgemäß ausgebildet ist. Dabei ist es häufig wünschenswert, Abstände, Strukturgrößen oder auch etwaige Fehler nicht nur erkennen zu können sondern auch in ihrer Größe vermessen zu können. Da das Röntgenbild in der Regel von einem zeilenförmigen Röntgendetektor bzw. Bilddetektor aufgenommen wird, welcher sich außerhalb des Reifens entlang der Flanken und der Lauffläche erstreckt, und eine Röntgenstrahlquelle im Inneren des Reifens vorgesehen ist, kommt es in dem so erzeugten Bild zu Verzerrungen, welche ein direktes Ausmessen im Bild verhindern. Die Größe der Verzerrungen hängt dabei insbesondere von der Querschnittskontur des Fahrzeugreifens ab, da diese zu unterschiedlichen Abständen der Oberfläche des Fahrzeugreifens von dem Bilddetektor führt.
• Es ist daher bekannt, vor der Röntgenprüfung einen Reifen entsprechender Größe mit Metallplättchen definierter Größe zu versehen und von diesem Reifen ein Referenzbild aufzunehmen. Da die Größe der Metallplättchen bekannt ist, kann dann im Bild die vorliegende Verzerrung bestimmt werden und später dazu genutzt werden, eine Korrektur etwaiger Vermessungen an später untersuchten Reifen gleicher Größe vorzunehmen. Dieses Verfahren hat den Nachteil, dass vor der Röntgenprüfung stets ein Referenzreifen mit diesen Metallplättchen der Röntgenprüfmaschine zugeführt werden muss und ein Bild dieses Reifens aufgenommen werden muss. Dies ist insbesondere dann problematisch, wenn in einer Prüflinie Fahrzeugreifen unterschiedlicher Größe geprüft werden sollen, da dann für jeden speziellen Reifen zunächst ein entsprechendes Referenzbild erstellt und hinterlegt werden muss und für die Korrektur etwaiger Messergebnisse stets das richtige Referenzbild herangezogen werden muss.
• US 2008/0056446 A1 offenbart ein Verfahren, um Strukturen in einem Reifenquerschnitt bzw. an einer Reifenoberfläche in einem Röntgenbild zu vermessen. Hierzu sind zwei Röntgenaufnahmen erforderlich, zwischen welchen die Position der Röntgenstrahlquelle in radialer Richtung verändert wird. Auf diese Weise wird mit zwei nacheinander erfolgenden Aufnahmen mit unterschiedlichen Blickwinkeln eine Vermessung nach Art der Stereoskopie ermöglicht. Dieses Verfahren hat den Nachteil, dass nacheinander zwei Bilder aufgenommen werden müssen. Dadurch verlängert sich die Zeit des Prüfzyklusses ganz erheblich, d. h. die Zykluszeit wird mindestens verdoppelt. Dies ist bei einer Massenproduktion von Fahrzeugreifen, in welcher jeder Reifen auf diese Weise geprüft werden soll, unerwünscht.
• DE 87 15 213 U1 offenbart eine Vorrichtung zur allseitigen Röntgenprüfung eines Kraftfahrzeugreifens, wobei im Inneren des Reifens eine Röntgenstrahlquelle angeordnet wird und drei Detektorleisten so angeordnet sind, dass jeweils eine Detektorleiste an einer Seitenfläche und der Lauffläche des Reifens gelegen ist. Dabei soll der Abstand der Detektor- bzw. Diodenleisten zur Außenseite der Reifenflanken bzw. der Reifenlauffläche durch Verstellung der Position der Detektorleisten konstant gehalten werden. Auf diese Weise sollen Verzerrungen im erfassten Bild vermieden werden. Da jedoch die Röntgenstrahlquelle im Wesentlichen eine punktförmige Strahlungsquelle ist, lässt sich auch durch diese Ausgestaltung eine Verzerrung des Bildes nicht erreichen, da die Röntgenstrahlen nicht senkrecht an jeder Stelle auf die Detektorleisten auftreffen. Insofern kann in dem so erzeugten Bild keine einfache Vermessung von erkannten Strukturen erfolgen.
• US 2010/0220910 A1 beschreibt ein Verfahren und System zur Anomalie-Detektion zum Vergleichen eines eingescannten Gegenstands mit einem idealen Gegenstand. Dabei wird ein dreidimensionales Referenzmodell des idealen Gegenstands erzeugt, aus dem ein zweidimensionales Referenzbild generiert wird, das wiederum mit einem Bild des eingescannten Gegenstands verglichen wird. Die Erzeugung eines dreidimensionales Referenzmodells ist allerdings relativ zeitaufwändig und komplex, sodass solch ein Verfahren oder System für die industrielle Prüfung von Fahrzeugreifen mit hoher Taktrate zu langsam ist.
• Es ist Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Röntgenprüfverfahren für Fahrzeugreifen bereitzustellen, welches es auf einfache Weise ermöglicht, im erzeugten Röntgenbild des Reifens Strukturen auszumessen, ohne die Zykluszeit des Prüfzyklusses wesentlich zu verlängern.
• Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Röntgenprüfverfahren mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen. Bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
• Die erfindungsgemäße Vermessung mit Hilfe eines Röntgenprüfverfahrens ermöglicht die Prüfung eines Reifens und das Vermessen von Strukturen in dem erfassten Röntgenbild, ohne, dass zuvor ein Referenzreifen geröntgt werden muss. Dadurch wird das Röntgenprüfverfahren erheblich vereinfacht, insbesondere dann, wenn in einer Anlage verschiedene Reifen geprüft werden sollen.
• In bekannter Weise nimmt das Röntgenprüfverfahren eine Vielzahl von einzelnen streifenförmigen Röntgenbildern des Reifens auf und fügt diese zu einem Gesamtröntgenbild zusammen. Es wird in bekannter Weise ein zeilen- und streifenförmiger Detektor verwendet, welcher außerhalb des Reifens so angeordnet ist, dass sich ein Abschnitt quer zur Umfangsrichtung über der Lauffläche erstreckt, während sich zumindest zwei weitere Abschnitte quer zur Umfangsrichtung über den Reifenflanken erstrecken. Die gesamte Detektoranordnung kann so im Wesentlichen u-förmig ausgebildet sein. Zur Erzeugung des Röntgenbildes wird in bekannter Weise eine Röntgenröhre im Inneren des Reifens platziert, sodass die Röntgenstrahlen die Reifenstruktur von der Innenseite her durchdringen und dann auf den außerhalb des Reifens angeordneten Detektor treffen. Gleichzeitig wird bei der Untersuchung der Reifen gedreht, sodass aufeinanderfolgend streifenförmige Bilder, welche eine Linie quer zur Umfangsrichtung abbilden, aneinandergefügt werden, sodass ein Gesamtröntgenbild des Reifens erzeugt wird.
• Ein Ausmessen bzw. Vermessen von Strukturen in dem so erzeugten Gesamtröntgenbild erfolgt erfindungsgemäß in der Weise, dass in einem ersten Schritt in dem aufgenommen Bild die Zahl der aufgenommenen Bildpunkte entlang einer zu messenden Strecke gezählt wird. Dabei erstreckt sich die zu messende Strecke bevorzugt entweder in Umfangsrichtung oder normal zur Umfangsrichtung. Im Fall, dass schräg zu diesen Richtungen verlaufende Strukturen ausgemessen werden sollen, wird die Messung vorzugsweise in zwei Strecken, eine normal zur Umfangsrichtung und eine in Umfangsrichtung zerlegt und die Berechnung der beiden Strecken in den genannten Richtung gemäß dem nachfolgend erläuterten Verfahren separat vorgenommen. Aus diesen beiden Strecken kann dann hinterher die sich schräg zum Umfang und schräg zur Richtung quer zum Umfang verlaufende Strecke zusammengesetzt werden. Dabei ist zu verstehen, dass die Zerlegung wie die gesamte Messung und nachfolgend beschriebene Berechnung automatisiert in einer Auswerteeinrichtung, wie beispielsweise einem Computersystem, geschehen kann. Die Auswerteeinheit ist bevorzugt so ausgebildet, dass der Nutzer im aufgenommenen Röntgenbild nur die Punkte markieren muss, zwischen denen er eine Längenmessung vornehmen will. Das System ermittelt dann automatisch die entsprechende tatsächliche Länge an der Reifenoberfläche in der nachfolgend näher beschriebenen Weise.
• Nach dem Zählen der Bildpunkte entlang der zu messenden Strecke wird auf Grundlage der bekannten Größe der Bildpunkte im nächsten Schritt die Länge der Strecke an der Sensor- bzw. Detektoroberfläche bestimmt. Anschließend wird auf Grundlage einer zugrundegelegten Geometrie des Reifens, insbesondere einer Querschnittsgeometrie quer zur Umfangsrichtung, d. h. entlang einem radialen Querschnitt bzw. einem Querschnitt in Durchmesserrichtung, sowie der geometrischen Anordnung von Reifen, Röntgenstrahlquelle und Detektor relativ zueinander die Länge der zu messenden Strecke an der Reifenoberfläche bzw. in der Reifenquerschnittskontur berechnet. Die geometrische Anordnung von Reifen, Detektor und Röntgenstrahlquelle ist in der Regel aus den Maschinendaten der Röntgenprüfmaschine, auf welcher die Röntgenprüfung vorgenommen wird, bekannt. Insbesondere die relative Positionierung von Detektor und Röntgenstrahlquelle ist durch die Maschine vorgegeben und der Maschinensteuerung für den Fall, dass beide relativ zueinander in der Maschine bewegt werden können, bekannt. Da der Reifen üblicherweise definiert aufgenommen wird, in der Regel auf einem Spreizer gehalten wird, welcher am Innenumfangs des Reifens angreift, ist in der Regel auch die relative Position des Spreizers zu der Röntgenstrahlquelle und dem Detektor bekannt. Somit ist dann auch die relative Positionierung des Innenumfangs des Reifens zu dem Detektor und der Röntgenstrahlquelle bekannt. Ferner sind auch Maschinen bekannt, welche den radialen Abstand der Lauffläche zu dem Detektor oberhalb der Lauffläche bestimmen, sodass auch dieses Maß bevorzugt bekannt ist. Wenn die Querschnittsgeometrie des Reifens zugrundegelegt wird und die relative Positionierung der einzelnen Komponenten zueinander bekannt ist, kann dann aus der gemessenen Strecke an der Detektoroberfläche das korrespondierende Maß an der Reifenoberfläche bzw. parallel in der Reifenquerschnittskontur zur Reifenoberfläche, wenn eine Struktur im Inneren des Reifens vermessen wird, berechnet werden. Bei diesem Vorgehen ist es überflüssig, Referenzreifen mit eingebetteten oder aufgeklebten Metallplättchen zu vermessen und dann Messergebnisse im Bild anhand der sich im Bild darstellenden Verformung der Metallplättchen bzw. anhand eines von den Plättchen vorgegebenen Maßstabs. Es wird somit überflüssig, zuvor ein entsprechendes Bild eines Reifens, welcher mit solchen Plättchen versehen ist, aufzunehmen, wodurch das Prüfverfahren deutlich vereinfacht wird.
• So wird vorzugsweise der Abstand zweier Punkte in der Reifenquerschnittskontur des Reifens gemäß der zugrundegelegten Geometrie des Reifens in einer Richtung quer zur Umfangsrichtung aus dem bekannten Abstand der Röntgenstrahlquelle zu dem Detektor und zu der Reifenoberfläche gemäß der zugrundegelegten Geometrie sowie auf Grundlage der aus der Zahl der Bildpunkte und deren Größe bestimmten proportionalen Länge der Strecke an der Oberfläche des Detektors berechnet. Aus diesen geometrischen Größen kann die korrespondierende Länge der Strecke an der Reifenoberfläche, wie sie der zugrundegelegten Geometrie entspricht, berechnet werden. Bei der Richtung quer zur Umfangsrichtung handelt es sich an den Flanken des Reifens um eine radiale Richtung und an der Lauffläche des Reifens um eine Richtung parallel zur Drehachse des Reifens. Bei diesen gegebenen geometrischen Grunddaten, insbesondere der relativen Position zwischen Detektor, Reifenfläche und Röntgenröhre kann aus der Länge einer Strecke an der Detektoroberfläche die korrespondiere Länge an der Oberfläche des Reifens gemäß der zugrundegelegten Geometrie beispielsweise unter Anwendung üblicher geometrischer Beziehungen berechnet werden. So kann der Abstand zweier Punkte in der Reifenquerschnittskontur des Reifens aus der Länge der Strecke an der Oberfläche des Detektors beispielsweise unter Anwendung des Strahlensatzes und/oder trigonometrischer Funktionen berechnet werden.
• Die Geometrie des Reifens, welche wie vorangehend beschrieben, der Berechnung zugrundegelegt wird, kann eine tatsächliche Reifengeometrie sein, welche Messdaten oder vorgegebenen Daten entnommen wird. So können der Berechnung vorbekannte Konstruktionsdaten oder Messdaten des zu prüfenden Reifens zugrundegelegt werden. Die Konstruktionsdaten entsprechen dabei der Sollform des Reifens, Messdaten können die tatsächliche Form, d. h. Querschnittsform des Reifens wiedergeben. Die Messdaten können beispielsweise durch Vermessen jedes einzelnen Reifens in der Reifenprüfmaschine gewonnen werden. Alternativ kann beispielsweise ein Reifen jedes Typs einmalig als Referenzreifen vermessen werden, um die Querschnittskontur bzw. Querschnittsgeometrie zu bestimmen, welche dann wie vorangehend und nachfolgend beschrieben wird, der Berechnung einer Strecke an der Reifenoberfläche aus einer proportionalen Länge an der Detektoroberfläche zugrundezulegen.
• Erfindungsgemäß wird für die Geometrie des Reifens ein Modell auf Grundlage bekannter Maschinendaten einer Reifenprüfmaschine, bekannter Reifendaten, d. h. Konstruktionsdaten des zu prüfenden Reifens und/oder aktueller Messdaten gebildet. Das Modell muss dabei nicht die exakte Querschnittsgeometrie bzw. Querschnittsform des Reifens widerspiegeln, sondern kann eine Annäherung darstellen. Es hat sich herausgestellt, dass um eine ausreichend genaue Vermessung von Strukturen an der Oberfläche des Reifens zu ermöglichen, es ausreichend ist, eine genäherte Geometrie in Form eines Modells zugrundezulegen und auf Grundlage dieser angenäherten Geometrie den vorgegebenen Maschinendaten wie der relativen Position zwischen Detektor und Röntgenröhre und der an Detektoroberfläche erfassten Längen aus der Pixelzahl im aufgenommenen Bild die korrespondierenden Strecken zwischen zwei Punkten an der Oberfläche des Reifens, d. h. an der Oberfläche des Modells zu berechnen.
• Das Modell für die Geometrie des Reifens, d. h. der Querschnittsgeometrie des Reifens, wird auf Grundlage bekannter Maschinendaten einer Reifenprüfmaschine, insbesondere des vorgegebenen Abstandes zwischen Detektor, Röntgenstrahlquelle sowie der Aufnahme für den Reifen, bekannter Reifendaten des zu prüfenden Reifens und/oder aktueller Messdaten gebildet. D. h. es können gegebenenfalls einzelne Daten des Reifens erfasst werden oder als vorgegebene Daten der Modellerstellung zugrundegelegt werden. Dies können einzelnen Konstruktionsdaten wie beispielsweise Reifendurchmesser oder Reifenbreite sein.
• Besonders bevorzugt wird das Modell auf Grundlage des Röntgenbildes erzeugt. D. h. es können gegebenenfalls einzelne Maße des Reifens direkt aus dem Röntgenbild, d. h. insbesondere dem aktuellen Röntgenbild, abgeleitet werden. Diese Maße können dann gemeinsam mit den vorangehend beschriebenen Größen oder allein der Modellerstellung zugrundegelegt werden. Ein Maß, welches beispielsweise aus dem Röntgenbild bestimmt werden kann, ist die Breite der Lauffläche. Diese kann vorzugsweise durch Bildanalyse anhand der in der Lauffläche gelegenen Gewebestrukturen erkannt werden. Die Laufflächenbreite in dem Modell des Reifenquerschnittes kann dann entsprechend gewählt bzw. angepasst werden. Im erzeugten Röntgenbild können die Endpunkte der Gewebestruktur in der Lauffläche erkannt werden und das Maß zwischen diesen beiden Punkten als Laufflächenbreite für das Modell angenommen werden. Da der Detektor bzw. die Detektorzeile von der Lauffläche in radialer Richtung des Reifens in der Röntgenprüfmaschine in der Regel beabstandet ist, ist auch für dieses Maß das im Bild gemessene Maß, welches dem Maß an der Oberfläche des Detektors entspricht, größer als das tatsächliche Maß der Laufflächenbreite in der Reifenquerschnittskontur des Reifens. Die Laufflächenbreite kann jedoch aus der im Bild gemessenen Breite in Kenntnis des Abstands zwischen Röntgenstrahlquelle und Detektor und beispielsweise dem Abstand zwischen Lauffläche des Reifens und Detektor berechnet werden. Der Abstand zwischen Lauffläche und Detektor kann entweder gemessen werden, sich aus der Maschineneinstellung ergeben oder ebenfalls aus anderen geometrischen Daten berechnet werden, beispielsweise einem bekannten Reifeninnen- oder -außendurchmesser und der relativen Lage der Aufnahmepunkte des Reifens, insbesondere eines Spreizers relativ zu der Röntgenstrahlquelle und dem Detektor.
• Insbesondere wird dem Modell eine vorgegebene geometrische Querschnittsform, insbesondere eine rechteckige oder trapezförmige Querschnittsform zugrundegelegt. Diese Querschnittsform ist der realen Querschnittsform eines Reifens angenähert, entspricht dieser jedoch nicht zwingend exakt. Die einfachste Annäherung besteht aus drei im Winkel insbesondere im rechten Winkel zueinander angeordneten Geraden, wobei eine erste Gerade der Laufflächenbreite entspricht und die zwei anderen Geraden sich gewinkelt an den Enden dieser ersten Gerade anschließen und den Flanken des Reifens entsprechen. Diese zwei an den Enden der ersten und mittleren Gerade anschließenden Geraden weisen dabei bevorzugt dieselbe Länge auf. Da auch bei Spreizung je nach Reifen der Abstand der Flanken am Innendurchmesser gegebenenfalls kleiner als an der Lauffläche ist, kann auch eine im Wesentlichen trapezförmige Form dem Reifenmodell zugrundegelegt werden. Auch andere detailliertere Annäherungen an die Querschnittsform des Reifens sind in dem Modell möglich.
• Weiter bevorzugt wird zum Erzeugen des Modells die vorgegebene Querschnittsform in ihrer Größe auf Grundlage des aktuellen Röntgenbildes an die tatsächliche Größe des Reifens angepasst. Beispielsweise kann ein rechteckiges oder trapezförmiges Modell bestehend aus drei Geraden gebildet werden, wie es vorangehend beschrieben wurde. Die Länge der ersten bzw. mittleren Gerade kann dann beispielsweise an die anhand des Röntgenbildes in der vorangehend beschriebenen Weise ermittelte Laufflächenbreite angepasst werden. Der Abstand der freien Enden der äußeren Geraden ergibt sich z. B. aus einem vorgegebenen Spreizmaß, welches durch die Einstellung des Spreizers in der Prüfermaschine vorgegeben ist. Bei einem rechteckigen Modell des Querschnittes entspricht dieses Maß auch der Laufflächenbreite. So kann ein Modell auf Grundlage tatsächlich erfasster Größenwerte skaliert werden, um ein an die jeweilige tatsächliche Reifengröße angepasstes Modell der weiteren Messung zugrundezulegen. So kann sehr leicht eine Prüfung unterschiedlich dimensionierter Reifen in derselben Reifenprüfmaschine nach demselben Prüfverfahren stattfinden. Dabei wird den einzelnen Reifen dasselbe Modell zugrundegelegt und dann gegebenenfalls an die tatsächliche Größe angepasst bzw. auf die tatsächliche Größe skaliert.
• Wie vorangehend beschrieben, wird erfindungsgemäß die Querschnittsform des Reifens in dem Modell aus mehreren aneinandergesetzten zueinander gewinkelten Geraden gebildet. Im einfachsten Fall sind dies drei Geraden. Es ist jedoch auch denkbar, die Querschnittsform im Modell aus mehr als drei Geraden zusammenzusetzen, um das Modell der realen Querschnittsform des Reifens besser anzunähern. Dies hängt in der Anwendung auch von der Art des Reifens ab, ob es sich beispielsweise um einen PKW-Reifen, einen LKW-Reifen etc. handelt.
• Dem Modell können, wie vorangehend beschrieben wurde, tatsächliche Abmessungen des Reifens zugrundegelegt werden, um dann beispielsweise eine Grundform des Modells auf eine dem tatsächlichen Reifen entsprechende Größe zu skalieren. Bevorzugt wird dem Modell der tatsächliche Außendurchmesser und/oder der tatsächliche Innendurchmesser des zu prüfenden Reifens zugrundegelegt. Diese Größen werden entweder bei Zufuhr des Reifens in eine Reifenprüfmaschine messtechnisch erfasst oder der Maschine aus vorgegebenen Konstruktionsdaten für den jeweils zugeführten Reifen angegeben. Bei bekannter Position der Reifenaufnahme, insbesondere eines Spreizers, welche am Innenumfang des Reifens angreift, relativ zu der Röntgenstrahlquelle und dem Detektor kann mithilfe dieser Größen der radiale Abstand der Reifenlauffläche zu dem Detektor, welcher die Reifenlauffläche erfasst, bestimmt werden. Auch die Höhe der Reifenflanken in radialer Richtung lässt sich so einfach bestimmen.
• So wird vorzugsweise für das Modell die Höhe der Reifenflanke auf Grundlage des Röntgenbildes und einer bekannten Positionierung von Detektor und Röntgenstrahlquelle relativ zueinander, insbesondere einer bekannten Positionierung der Röntgenstrahlquelle und des Detektors relativ zu der Lauffläche bestimmt. Wenn der Abstand der Lauffläche von dem Detektor bekannt ist und die Laufflächenbreite in der oben beschriebenen Weise im Röntgenbild erkannt werden kann, kann bei einer u-förmigen Detektoranordnung so auch der seitliche Abstand der Detektorabschnitte bzw. Detektorelemente, welche über den Reifenflanken liegen, von den Reifenflanken bestimmt werden, da der Abstand dieser seitlichen Detektorelemente voneinander durch die Detektorbauform vorgegeben ist. Im Röntgenbild kann darüber hinaus auch der Reifenwulst am Innendurchmesser erkannt und erfasst werden. Bei bekanntem Abstand der Detektorzeile bzw. des Detektorabschnittes, welcher die Reifenflanke aufnimmt, kann daher dann auch die Höhe der Reifenflanke, d. h. der Abstand des Wulstes von der Lauffläche an der Reifenoberfläche bzw. an dem Modell des Reifenquerschnittes berechnet werden. So lässt sich die Höhe der Reifenflanke bestimmen, ohne dass Innen- und Außendurchmesser des Reifens tatsächlich bekannt sind. Der Abstand zwischen Detektor und Reifenlauffläche in radialer Richtung kann in der Reifenprüfmaschine durch geeignete Messinstrumente gemessen werden. Dies geschieht in der Regel ohnehin, um den Detektor in einen definierten Abstand zu der Lauffläche zu bringen.
• Weiter bevorzugt wird für das Modell der Innendurchmesser des Reifens auch auf Grundlage des Röntgenbildes bestimmt, indem in dem Röntgenbild die Position des Reifenwulstes erkannt wird und basierend auf der bekannten relativen Position von Detektor, Röntgenstrahlquelle und Spreizeinrichtung sowie einem bekannten Abstand des Detektors von der Lauffläche des Reifens der Innendurchmesser berechnet. Der Reifen wird in einer Röntgenprüfmaschine üblicherweise auf einer Spreizeinrichtung bzw. auf einem Spreizer gehalten, welcher am Innenumfang, d. h. am Reifenwulst, angreift. Der Reifenwulst selber ist im Röntgenbild als Struktur, insbesondere aufgrund seiner Drahteinlage und seiner Dicke klar erkennbar und kann dort auch automatisiert von einer entsprechenden Bilderkennungssoftware erkannt und in seiner Lage detektiert werden. In der Regel werden zwei Spreizer eingesetzt, welche in Sehnenrichtung zum Reifeninnendurchmesser voneinander beabstandet sind. Das Röntgenbild wird dabei in der Regel genau zwischen den Spreizern aufgenommen. Wenn dies erfolgt, kann im Röntgenbild der Abstand der Wulstes von der Verbindungslinie zwischen den beiden Spreizern, d. h. der Verbindungslinie der Drehpunkte der Spreizrollen bestimmt werden. Diese Abstandsbestimmung geht mit der Bestimmung der Flankenhöhe einher, wie sie vorangehend beschrieben wurde. Mit diesen bekannten Größen kann dann auf Grundlage des Satz des Pythagoras der Innendurchmesser errechnet werden, sofern der Abstand der Spreizerrollen voneinander, der Durchmesser der Spreizerrollen sowie die Höhe zwischen Reifenwulst und der Verbindungslinie der Spreizerrollen in der Mitte zwischen den Spreizerrollen bekannt ist.
• Da der Reifen während der Bildaufnahmen rotiert wird, ist das aufgenommene Bild an den Reifenflanken darüber hinaus noch durch die Drehung des Reifens verzerrt, da wie oben beschrieben, ein zeilen- bzw. streifenförmiges Bild von dem Detektor aufgenommen wird. D. h. der Abstand zwischen zwei Bildpunkten am Detektor ist zum Außenumfang des Reifens größer als im Bereich des Innenumfanges. Wenn im Bereich der Reifenflanken Strukturen bzw. die Abstände zweier Punkte am Reifen vermessen werden sollen, ist darüber hinaus diese Verzerrung des Bildes zu berücksichtigen. Dazu wird erfindungsgemäß bevorzugt beim Ausmessen von Strukturen in Umfangsrichtung im Röntgenbild die Zahl der aufgenommenen Bildpunkte entlang einer zu messenden Strecke gezählt und es wird dann aus der Umfangsgeschwindigkeit des Reifens an der jeweiligen radialen Position und einer bekannten Zeit zwischen zwei nacheinander aufgenommenen Einzelbildern die Länge in Umfangsrichtung der zu messenden Strecke an der Reifenoberfläche berechnet. Zur Bestimmung der radialen Position der Bildpunkte ist wiederum die Bestimmung des Durchmessers in der vorangehend beschriebenen Weise erforderlich.
• Insgesamt lässt sich durch Verwendung einer zugrundegelegten Geometrie des Reifens und der bekannten Maschinendaten, insbesondere der relativen Positionierung des Reifens zu der Maschine und der Anordnung der Röntgenstrahlquelle, des Detektor und eine Aufnahmeeinrichtung, d. h. eines Spreizers für den Reifen im Inneren der Maschine, die Gesamtgeometrie des Reifens so erfassen bzw. annähern, dass ausreichend genaue Vermessungen von Strukturen allein aus dem Röntgenbild ohne vorherige Referenzmessungen möglich ist. Erfindungsgemäß wird die Querschnittsgeometrie des Reifens durch ein Modell angenähert. Dadurch kann die Untersuchung ganz erheblich vereinfacht werden, da nicht mehr die genaue Geometrie des Reifens bestimmt werden muss.
• Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand der beigefügten Figuren beschrieben. In diesen zeigt:
• 1 schematisch die Anordnung eines Reifens in einer Reifenprüfmaschine,
• 2 schematisch das Röntgenbild eines Reifens,
• 3 schematisch die Positionierung des Reifens in der Reifenprüfmaschine in einer Seitenansicht,
• 4 die Schnittansicht eines Reifens mit dem Modell des Querschnittes,
• 5 schematisch die Längenbestimmung an der Reifenoberfläche und
• 6 schematisch die Längenbestimmung an einer Reifenflanke.
• Reifenprüfmaschinen, welche zur Röntgenprüfung von Fahrzeugreifen verwendet werden, weisen üblicherweise wie in 1 und 3 schematisch gezeigt, eine Aufnahme für den Reifen 2 in Form eines Spreizers 4 auf, welcher den Reifen aufnimmt und den Reifenwulst, d. h. die Reifenflanken auseinanderdrückt, d. h. spreizt. Im hier gezeigten Beispiel sind zwei Spreizer 4 beabstandet zueinander angeordnet. Jeder Spreizer 4 weist zwei Rollen 6 auf, auf welchen der Reifen mit seinem Innenwulst, d. h. seinem Innendurchmesser, aufliegt. Dabei werden die Rollen 6 auseinandergedrückt, sodass der Reifen gespreizt wird. Gleichzeitig können die Rollen 6 angetrieben werden, um den Reifen zu drehen. Dabei rotiert der Reifen 2 um den Drehpunkt 8, welcher im Mittelpunkt des Reifens 2 bzw. der Mittelachse des Reifens 2 gelegen ist.
• Der Reifen 2 wird auf den Spreizern 4 in der Reifenprüfmaschine aufgenommen und positioniert. In der Reifenprüfmaschine ist eine Röntgenstrahlquelle 10 angeordnet. Die Röntgenstrahlquelle 10 ist so angeordnet, dass sie im Inneren des Reifens 2 gelegen ist, sodass die Röntgenstrahlen, welche von der Röntgenstrahlquelle 10 ausgesandt werden, sowohl die Reifenlauffläche 12 als auch die Flanken 14 des Reifens 2 durchdringen können. Außerhalb des Reifens 2, d. h. an der Außenseite ist ein Detektor 16 angeordnet, welcher den Reifen u-förmig umschließt. Bei dem Ausführungsbeispiel in 1 besteht der Detektor aus drei Detektorleisten bzw. -zeilen, nämlich einer mittleren Detektorleiste 17, welche sich über der Lauffläche 12 erstreckt, sowie zwei seitlichen Detektorleisten 18, welche sich an die Axialenden der Detektorleiste 17 anschließen und sich quer zur Detektorleiste 17 entlang der Flanken 14 des Reifens 2 erstrecken. Die Spreizer 4, die Röntgenstrahlquelle 10 sowie die Detektorleisten 17 und 18 sind in der Reifenprüfmaschine definiert angeordnet. Dabei können diese Elemente relativ zueinander bewegt bzw. verstellbar sein, wobei diese Verstellbewegungen von der Reifenprüfmaschine definiert ausgeführt werden, sodass die aktuelle Position dieser Bauteile relativ zueinander der Steuerung der Reifenprüfmaschine in der Regel bekannt sind.
• Die Detektorleisten 17 und 18 nehmen ein zeilen- bzw. streifenförmiges Röntgenbild auf. Unter Drehung des Reifens 2 um den Drehpunkt bzw. die Drehachse 8 werden so aufeinanderfolgend viele einzelne streifenförmige Bilder aufgenommen und zu einem Gesamtbild aneinander gereiht. Die streifenförmigen Bilder erstrecken sich quer zur Umfangsrichtung U des Reifens im Mittelbereich parallel zur Lauffläche 12 und in den Seitenbereichen parallel zu den Flanken 14 bzw. entlang der Flanken 14. Ein solches Bild ist schematisch in 2 gezeigt. In dem so erzeugten streifenförmigen Bild sind die zentral angeordnete Lauffläche 12 sowie die Bereiche der Flanken 14 und im Bereich der Flanken 14 die Reifenwülste 20, anhand der unterschiedlichen Gewebestruktur im Inneren des Reifens erkennbar.
• Durch diese Röntgenprüfung werden in bekannter Weise insbesondere Fehler in der Gewebestruktur im Inneren des Reifens erkannt. Um solche Fehler nicht nur erkennen sondern auch quantifizieren und beurteilen zu können, ist es häufig erforderlich, eine Vermessung der Fehler vorzunehmen, d. h. die Ermittlung der Größe der Fehler. Dies soll in dem aufgenommenen Röntgenbild geschehen, wie es in 2 gezeigt ist. Problematisch ist, dass dieses Röntgenbild ein streifenförmiges Bild darstellt und somit eine verzerrte Darstellung des eigentlich im Querschnitt gewölbten Reifens bildet. Zur Vermessung muss insofern eine Entzerrung bzw. Kompensation stattfinden, um aus der Größe im aufgenommenen Röntgenbild, wie es in 2 gezeigt ist, auf die tatsächliche Größe einer Struktur am Reifen schließen zu können. Dazu ist es bekannt, an einem Referenzreifen Objekte, insbesondere rechteckige Plättchen definierter Größe anzubringen und diese im aufgenommenen Bild zu vermessen, um so die auftretende Verzerrung zu ermitteln. Die Verzerrung ist von Reifen zu Reifen unterschiedlich, sodass bei bekannten Systemen für jeden Reifentyp eine solche Referenzmessung durchgeführt werden muss. Dies ist sehr umständlich, insbesondere dann wenn auf einer Reifenprüfanlage viele verschiedene Reifen geprüft werden sollen. Erfindungsgemäß ist daher vorgesehen, auf eine solche Referenzprüfung eines Referenzreifens zu verzichten und stattdessen das Profil des Reifens zu berücksichtigen. Hierzu könnte zum einen das tatsächliche Reifenprofil, d. h. das Querschnittsprofil, wie es beispielsweise in 1 dargestellt ist, der Maschinensteuerung und Auswerteeinrichtung, welche die Bildauswertung des aufgenommenen Bildes, wie es in 2 gezeigt ist, vornimmt, bekannt gemacht werden. Anhand der bekannten Reifenkontur kann dann aus dem Röntgenbild durch entsprechende geometrische bzw. trigonometrische Berechnungen die Fehlergröße in der Reifenquerschnittskontur des Reifens bestimmt werden.
• Dies wird anhand von 5 näher erläutert. Der in 5 gezeigte Detektor 16' ist nicht einfach u-förmig ausgebildet, wie in 1 gezeigt, sondern aus sechs gewinkelt zueinander angeordneten Detektorleisten 22 zusammengesetzt, welche jedoch ebenfalls eine im Wesentlichen u-förmige Anordnung bilden, welche den Reifenquerschnitt umschließt. Jede der Detektorleisten 22 weist eine Vielzahl von Bildpunkten bzw. Sensorpunkten auf. Zum Ausmessen einer Strecke in Richtung quer zur Umfangsrichtung U im Bereich der Lauffläche 12 des Reifens 2 wird, wie anhand von 5 erläutert wird, wie folgt vorgegangen. Zunächst wird im Röntgenbild der Abstand zweier Punkte P1, P2, welche interessieren, bestimmt, indem die Zahl der Pixel im Bild gezählt wird. Bei bekannter Größe der Pixel bzw. Sensorpunkte der Detektorleiste 22 kann so der Abstand zwischen den Punkten P1 und P2 an der Detektoroberfläche bestimmt werden. Gleichzeitig ist die Lage der Punkte P1 und P2 in Längsrichtung der Detektorleiste 22 bekannt. Ferner ist die Lage der Detektorleiste 22 relativ zu der Röntgenstrahlquelle 10 und dem Spreizer 4 aufgrund der Maschineneinstellung bekannt. Insofern sind die Abstände d1 und d2 der Punkte P1 und P2 von der hier als punktförmig angenommenen Röntgenstrahlquelle 10 bekannt. Ferner ist der Reifenquerschnitt des Reifens 2 bekannt und aufgrund der definierten Positionierung des Reifens 2 auf den Rollen 6 des Spreizers 4 ist auch der Abstand Z der Lauffläche 12 von der Röntgenstrahlquelle 10 bekannt. Da die Winkel der Strahlen d1 und d2, welche die Punkte P1 und P2 mit der Röntgenstrahlquelle 10 verbinden, zueinander bekannt und auch relativ zu der Mittellinie bzw. Mittelebene M bekannt sind, kann durch übliche trigonometrische Beziehungen die Position der korrespondierenden Punkte P_t1 und P_t2 an der Oberfläche der Lauffläche 12 bestimmt werden. Die Punkte P_t1 und P_t2 stellen die tatsächliche Lage der Bildpunkte P1 und P2 an der Oberfläche der Lauffläche 12 dar. Dies sind die Schnittpunkte der Strahlen D1 und D2 mit der Lauffläche 12. Mithilfe der Tangensfunktion und dem bekannten Winkel der Strahlen d1 und d2 zur Mittellinie M kann der Abstand der Punkte P_t1 und P_t2 von der Mittellinie und damit auch der Abstand zwischen den Punkten P_t1 und P_t2 berechnet werden. Durch Anwendung entsprechender bekannter trigonometrischer Funktionen lässt sich dieser Abstand zwischen Punkten P_t1 und P_t2 auch direkt aus dem Abstand zwischen den Punkten P1 und P2 berechnen. Für den Fall, dass sich die Detektorleisten 22 wie Detektorleiste 17 im Wesentlichen parallel zur Lauffläche 12 erstreckt, lässt sich der Abstand zwischen den Punkten P_t1 und P_t2 an der Lauffläche 12 des Reifens 2 auch mithilfe des Strahlensatzes berechnen.
• Wie vorangehend erläutert, bedarf diese Berechnung der Kenntnis der Geometrie des Reifens. D. h. es muss eine vorgegebene Geometrie bzw. Querschnittsgeometrie des Reifens der Berechnung zugrundegelegt werden. Diese Geometrie kann beispielsweise aus den Konstruktionsdaten des Reifens der Maschine bzw. der Steuerungs- bzw. Auswerteeinrichtung der Prüfanlage zugeführt werden. Alternativ könnte in der Röntgenprüfanlage ein Messsystem vorhanden sein, welches diesen Querschnitt durch Vermessung des Reifens ermittelt.
• Erfindungsgemäß wird ein Modell des Reifenquerschnittes verwendet. Das Modell hier stellt eine Annäherung an den tatsächlichen Reifenquerschnitt dar, welche jedoch eine ausreichend genaue Vermessung gewährleistet. Ein solches Modell ist beispielsweise in 4 gezeigt. Dort ist das Modell aus fünf Geraden gebildet, wobei eine mittlere Gerade 24 der Lauffläche 12 entspricht, während zwei äußere Geraden 26 den Flanken 14 entsprechen. Die Geraden 26 erstrecken sich dabei normal zu der Gerade 24 und sind mit den Enden der Gerade 24 über gewinkelte Zwischenstücke in Form der Geraden 28 verbunden. Die Geraden 28 bilden dabei den Übergangsbereich zwischen den Flanken 14 und der Lauffläche 12 ab. Wenn ein solches Modell 23 des Reifenquerschnittes der vorangehend beschriebenen Berechnung zugrundegelegt wird, wird somit der Abstand der der Punkte P_t1 und P_t2 nicht direkt auf der tatsächlichen Reifenoberfläche bestimmt, sondern an den Geraden 24, 26 und 28 des Modells 23. Da diese jedoch der tatsächlichen Querschnittsform des Reifens ausreichend angenähert sind, lassen sich auf dieser Weise Strukturen, welche in dem Röntgenbild erkannt wurden (Punkte P1 und P2 als Beispiel) ausreichend genau ausmessen, indem der korrespondierende Abstand an dem Modell 23 berechnet wird.
• Ein solches Modell 23 des Querschnittes kann zum einen dem Reifenprüfsystem vorgegeben werden. Zum anderen kann es jedoch vorteilhafter Weise direkt aus den vorgegebenen Maschinendaten und dem Röntgenbild selber abgeleitet werden. So lässt sich beispielsweise die Breite der Lauffläche 12 und damit die Länge der Gerade 24 anhand der Gewebestruktur im Inneren des Reifens in dem Bild, wie es in 2 schematisch dargestellt ist, identifizieren. Wenn sowohl der Abstand der Lauffläche 12 von der Röntgenstrahlquelle 10 als auch der Abstand des Detektors 16 oder 16' von der Röntgenstrahlquelle 10 und somit von der Lauffläche 12 bekannt sind, kann somit die Länge der Geraden 24 aus dem Abstand der äußeren Bereiche der Lauffläche 12 an dem Detektor 16, 16' berechnet werden. Eine vorgegebene Form, welche durch die gewinkelte Anordnung der Geraden 24, 26 und 28 gebildet ist, lässt sich so auf die tatsächliche Größe des Reifens 2 skalieren, indem die Längen der Geraden 24, 26 und 28 tatsächlichen Größen angepasst werden. So ergibt sich der Abstand der Geraden 26 voneinander durch das Spreizmaß, welches durch den Spreizer 4 vorgegeben ist, d. h. durch den Abstand der Rollen 6 voneinander. Wenn darüber hinaus der Abstand der Lauffläche 12 von dem Detektor 16, 16' bzw. den Detektorleisten 17 und 22 bekannt ist, lässt sich darüber hinaus bei bekanntem Abstand zwischen dem Spreizer 4 und dem Detektor 16, 16' leicht der Abstand der Lauffläche 12 von dem Innendurchmesser R_I am Innenumfang des Wulstes 20 bestimmen. So lässt sich bei vorgegebenen Winkel der Geraden 28 zu der Gerade 24 das komplette Modell des Reifenquerschnittes allein aus den vorgegebenen Maschinendaten sowie aus im Röntgenbild erfassten Größen, nämlich der Breite der Lauffläche 12 erstellen. Der Abstand der Lauffläche 12 von dem Detektor wird üblicherweise in der Röntgenprüfmaschine gemessen, um den Detektor, insbesondere dessen Detektorleiste 17 oder 22 in definiertem Abstand über der Lauffläche 12 anordnen zu können.
• Da der Reifen bei der Röntgenprüfung gedreht wird, gibt es im Bereich der Flanken 14 im Bild eine weitere Verzerrung, welche dadurch resultiert, dass die einzelnen Bildpunkte P_F von der Drehachse 8 unterschiedlich weit beabstandet sind. Für die Bestimmung eines Abstandes in radialer Richtung bezogen auf die Drehachse 8 ist dies unproblematisch. Ein solcher Abstand kann entsprechend dem Abstand an der Lauffläche 12 in der vorangehend beschriebenen Weise aus dem korrespondierenden Abstand der Punkte im Bild berechnet werden. Soll jedoch in Umfangsrichtung beispielsweise der Abstand zwischen den Punkten P_F1 und P_F2 bestimmt werden, ergibt sich dieser Abstand unter Berücksichtigung der Drehgeschwindigkeit des Reifens. Hierzu muss zunächst der Abstand, d. h. der radiale Abstand r von der Drehachse 8 bestimmt werden. Unter Kenntnis der Drehgeschwindigkeit w kann in Kenntnis des Radius r der Abstand dy zwischen den Punkten P_F1 und P_F2 in Umfangsrichtung des Reifens errechnet werden. Der Radius r lässt sich wiederum in der vorangehend anhand von 5 beschriebenen Weise aus dem Röntgenbild selber ableiten. So kann, wie in 2 schematisch gezeigt ist, der Wulst 20 und insbesondere dessen Endbereich, welcher dem Innendurchmesser R_i des Reifens entspricht, im Röntgenbild erkannt werden. Ausgehend von dort kann der Abstand der Punkte P_F1 und P_F2 vom Innenumfang und damit der Radius r, auf welchem die Punkte P_F1 und P_F2 gelegen sind, errechnet werden.
• Auch der Innendurchmesser R_i lässt sich aus den vorgegebenen Maschinendaten berechnen. So ist zum einen der Abstand d_s zwischen den Drehpunkten der Rollen 6 der beiden Spreizer 4 bekannt. Darüber hinaus ist der Radius Rs der Rollen 6 aus den Konstruktionsdaten der Maschine bekannt. Der Abstand D_b der Innenumfanges des Reifens 2 von der Verbindungslinie d_s zwischen den Drehpunkten der Rollen 6 lässt sich wiederum aus dem Röntgenbild bestimmen, wenn der Abstand A der Lauffläche 12 von der Detektorleiste 17 oder 22 bekannt ist.
• Der Abstand B der Detektorleiste 17 von den Spreizern 4 bzw. dessen Drehachsen der Rollen 6 ist aus den Konstruktionsdaten bzw. Einstelldaten der Prüfmaschine ebenfalls bekannt. Wenn nun der ermittelte Abstand A und die radiale Höhe der Reifenflanke 14 von dem Maß B abgezogen wird, ergibt sich der Abstand D_b . Die Höhe der Reifenflanken lässt sich in der oben beschriebenen ,Weise aus dem Röntgenbild ermitteln, da die Lauffläche 12 und die Wülste 20 und insbesondere die Enden der Wülste 20, welche den Innendurchmesser R_i definieren, im Röntgenbild anhand von Strukturveränderungen, insbesondere der Gewebelagen und aufgrund der sich am Wulst 20 ändernden Materialstärke durch geeignete Bildauswertung erkannt werden können. Der Innendurchmesser R_i lässt sich aufgrund der bekannten Größe d_s und des so ermittelten Abstandes D_b und dem Radius Rs der Rollen 6 somit auf Grundlage des Satzes des Pythagoras berechnen: $${\left(\frac{ds}{2}\right)}^2+{\left(\text{Ri}-\text{Db}\right)}^2={\left(\text{Ri}-\text{Rs}\right)}^2$$

  
• Es ist zu verstehen, dass es sich bei den vorangehenden Ausführungen um Beispiele handelt. Auf Grundlage üblicher trigonometrischer und geometrischer Beziehungen lassen sich bei eindeutig erkennbaren Abständen der wesentlichen Strukturen, beispielsweise der Laufflächenbreite und der Flankenhöhe in radialer Richtung aus dem Röntgenbild und vorbekannten geometrischen Daten der wichtigsten Maschinenbestandteile, nämlich der Anordnung der Röntgenstrahlquelle, des Detektors 16, 16' sowie der Spreizer 4 relativ zueinander die gewünschten Abstände und Maße im Wesentlichen berechnen. Dabei kann, wie vorangehend beschrieben, der Berechnung ein vereinfachtes Modell des Querschnittes des Reifens zugrundegelegt werden. Erfindungswesentlich ist dabei die Erkenntnis, dass trotz der Anwendung eines solchen vereinfachten Querschnittsmodels eine ausreichende Genauigkeit der Vermessung von Strukturen und Fehlern in dem Bild des Reifens möglich ist. Beispielsweise kann auch auf die Erfassung des Spreizmaßes verzichtet werden, wenn anstatt des aus fünf Geraden zusammengesetzten Modelles, wie es in 4 gezeigt ist, lediglich ein einfaches rechteckiges Modell des Reifens zugrundegelegt wird, bei welchem sich dann die Geraden 26 direkt im rechten Winkel an die Gerade 24, welche die Lauffläche 12 repräsentiert, anschließt. In einem solchen Modell würde dann das Spreizmaß der Laufflächenbreite 12, welche wie erläutert im Röntgenbild bestimmt werden kann, entsprechen.
• Bezugszeichenliste

2

Reifen

4

Spreizer

6

Rollen

8

Drehpunkt bzw. Drehachse

10

Röntgenstrahlquelle

12

Lauffläche

14

Flanken

16, 16'

Detektor

17, 18

Detektorleisten

20

Wulst

22

Detektorleisten

23

Modell

24

Gerade

26

Gerade

28

Gerade

U

Umfangsrichtung

w

Drehgeschwindigkeit

r

radialer Abstand

A

Abstand der Detektorleiste von der Lauffläche

B

Abstand der Verbindungslinie zwischen den Spreizern 4 von der Detektorleiste

R_s

Radius der Rollen 6

D_b

Abstand des Innenumfanges des Reifens 2 von der Verbindungslinie der Spreizer 4

d_s

Abstand der Drehpunkte der Rollen 6

R_i

Innendurchmesser

P_F

Punkte an der Reifenflanke

P

Punkte an der Reifenlauffläche

d1, d2

Abstand der Bildpunkte von der Röntgenstrahlquelle 10

Z

radiale Höhe der Reifenflanken 14

P_t

Punkte an der Reifenoberfläche

d_t1, d_t2

Abstand der Punkte an der Reifenoberfläche von der Röntgenstrahlquelle 10

M

Mittelebene

Claims (11)

1. Röntgenprüfverfahren für Reifen (2), bei welchem zum Erstellen eines Gesamt-Röntgenbildes des Reifens (2) der Reifen (2) gedreht wird und mit Hilfe einer im Inneren des Reifens (2) angeordneten Röntgenstrahlquelle (10) und eines außerhalb des Reifens (2) angeordneten Detektors (16, 16') eine Vielzahl von streifenförmigen, sich quer zur Umfangsrichtung des Reifens (2) erstreckender Einzelbilder der Reifenflanken (14) und der zwischen diesen liegenden Lauffläche (12) aufgenommen wird, wobei zum Ausmessen von Strukturen in dem erfassten Gesamt-Röntgenbild die Zahl der aufgenommenen Bildpunkte entlang einer zu messende Strecke gezählt und auf Grundlage der bekannten Größe der Bildpunkte, eines zugrundegelegten Modells (23) der Querschnittsgeometrie des Reifens (2) sowie der geometrischen Anordnung von Reifen (2), Röntgenstrahlquelle (10) und Detektor (16, 16') relativ zueinander die Länge der zu messenden Strecke in der Reifenquerschnittskontur berechnet wird, wobei das Modell (23) auf Grundlage bekannter Maschinendaten einer Reifenprüfmaschine, bekannter Reifendaten des zu prüfenden Reifens (2) und/oder aktueller Messdaten gebildet wird, wobei die Querschnittsform des Reifens (2) in dem Modell (23) aus mehreren aneinandergesetzten zueinander gewinkelten Geraden (24 ,26, 28) gebildet wird.
2. Röntgenprüfverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zweier Punkte in der Reifenquerschnittskontur gemäß des zugrundegelegten Modells (23) der Querschnittsgeometrie des Reifens (2) in einer Richtung quer zur Umfangsrichtung aus dem bekannten Abstand der Röntgenstrahlquelle (10) zu dem Detektor (16, 16') und der Reifenoberfläche gemäß dem zugrundegelegten Modell (23) der Querschnittsgeometrie sowie der aus der Zahl der Bildpunkte und deren Größe bestimmten pro- , portionalen Länge der Strecke an der Oberfläche des Detektors (16, 16') berechnet wird.
3. Röntgenprüfverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zweier Punkte in der Reifenquerschnittskontur aus der Länge der Strecke an der Oberfläche des Detektors (16, 16') unter Anwendung des Strahlensatzes und/oder trigonometrischer Funktionen berechnet wird.
4. Röntgenprüfverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Modell (23) auf Grundlage des Röntgenbildes erzeugt wird.
5. Röntgenprüfverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass dem Modell (23) eine vorgegebene geometrische Querschnittsform, insbesondere eine rechteckige oder trapezförmige Querschnittsform zugrundegelegt ist.
6. Röntgenprüfverfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erzeugen des Modells (23) die vorgegebene Querschnittsform in ihrer Größe auf Grundlage des aktuellen Röntgenbildes an die tatsächliche Größe des Reifens (2) angepasst wird.
7. Röntgenprüfverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Röntgenbild die Breite der Lauffläche (12) anhand der in der Lauffläche (12) gelegenen Gewebestrukturen erkannt wird und die Laufflächenbreite (24) in dem Modell (23) entsprechend angepasst wird.
8. Röntgenprüfverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass dem Modell (23) der tatsächliche Außen- und/oder Innendurchmesser (R_i) des zu prüfenden Reifens (2) zugrundegelegt wird.
9. Röntgenprüfverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass für das Modell (23) die Höhe (Z) der Reifenflanke (14) auf Grundlage des Röntgenbildes und einer bekannte Positionierung von Detektor (16, 16') und Röntgenstrahlquelle (10), insbesondere einer bekannten Positionierung der Röntgenstrahlquelle (10) und des Detektors (16, 16') relativ zu der Lauffläche (12) des Reifens (2) bestimmt wird.
10. Röntgenprüfverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass für das Modell (23) der Innendurchmesser (R_i) des Reifens (2) auf Grundlage des Röntgenbildes bestimmt wird, indem in dem Röntgenbild die Position des Reifenwulstes (20) erkannt wird und basierend auf der bekannten relativen Position von Detektor (16, 16'), Röntgenstrahlquelle (10) und Spreizeinrichtung (4) sowie einem bekannten Abstand des Detektors (16, 16') von der Lauffläche (12) des Reifens (2) der Innendurchmesser (R_i) berechnet wird.
11. Röntgenprüfverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Ausmessen von Strukturen in Umfangsrichtung (U) im Röntgenbild die Zahl der aufgenommenen Bildpunkte entlang einer zu messende Strecke gezählt wird und aus der Umfangsgeschwindigkeit (w) des Reifens (2) an der jeweiligen radialen Position (r) und einer bekannten Zeit zwischen zwei aufgenommenen Einzelbildern die Länge in Umfangsrichtung (U) der zu messenden Strecke in der Reifenquerschnittskontur berechnet wird.

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